[发明专利]由聚合物预成形件制成的多孔金属结构

说明书

本发明涉及由聚合物预成形件制成的多孔整形外科植入物及其制造方法。聚合物材料可诸如通过注射模制过程或加法式制造过程成形为预成形件。在一个示例性实施例中，预成形件的整体形状和多孔框架预先确定为与最终整形外科植入物的整体形状和多孔框架基本相同。接着，预成形件可热解并利用金属涂覆，以形成最终整形外科植入物。

技术领域

本发明涉及多孔整形外科植入物。特别是，本发明涉及由聚合预成形件制成的多孔整形外科植入物以及用于制造所述多孔整形外科植入物的方法。

背景技术

整形外科植入物可由多孔生物材料构成，以促进骨成长到整形外科植入物中。此材料的一个实例是使用通常可从印第安纳州华沙市的齐默公司获得的 TrabecularMetalTM 技术制造的材料。在下文中也称为“TM”的此材料可由网状玻璃质碳（RVC）泡沫基底形成， 所述基底被以卡普兰申请的第 5,282,861 号美国专利中详细披露的方式渗透并涂覆有生 物相容材料，该美国专利的披露内容以引用的方式明确并入本文中。所生成的涂覆材料重 量轻且坚固，并且具有类似自然网状骨结构的开孔，从而提供网状骨可成长到其中的基体 而将整形外科植入物固定至患者的骨头。

此过程中的起始材料（原材料）是开孔聚合物泡沫块或板。聚合物泡沫在聚合过程期间可由受控的气体膨胀形成。举例而言，标准聚氨酯通过聚异氰酸酯和多元醇的反应制成。另一方面，聚氨酯泡沫通常通过聚异氰酸酯、多元醇以及额外的发泡剂（诸如水）的反应制成。在聚合过程中，水反应，以形成二氧化碳气体，所述二氧化碳气体膨胀并从周围的聚氨酯逃逸，从而留下由聚氨酯条带围绕的开孔。

聚合物泡沫起始材料接着转变成 RVC 泡沫基底。此步骤可能涉及首先利用含碳树 脂浸渍聚合物泡沫，接着加热浸渍的泡沫至适当的热解温度（大约为 800 摄氏度至2000 摄 氏度），从而将聚合物泡沫和任何含碳树脂转变成玻璃质碳。该过程在斯坦齐维奇申请的第6,103,149 号美国专利中描述，该专利的披露内容以引用的方式并入本文中。如上所述，RVC泡沫基底接着利用生物相容金属浸透和涂覆。

使用开孔聚合物泡沫作为多孔整形外科植入物的起始材料存在某些挑战。

首先，获得所需的整形外科植入物的最终形状可能很难，因为聚合物泡沫通常设置在块或板中，所述块或板必须在该过程的某些点处机加工成所需的最终形状。举例而言，组件可在呈聚合物泡沫形式、RVC 泡沫形式或涂覆金属形式的同时被机加工。所述机加工不仅昂贵而且耗时。而且，此机加工可能损害限定泡沫的开孔孔隙的条带，尤其当组件在呈易碎的 RVC 泡沫形式的同时成形时更是如此。最后，此机加工是浪费的，因为来自大的块或 板的废料可能必须被废弃。

其次，多孔整形外科植入物的最小厚度受限。总体上，多孔整形外科植入物必须至少如若干支撑聚合物条带一样厚，其每个长度可能约为 0.5 毫米。因此，难以使用基于聚合 物泡沫的方法制造小植入物，诸如牙齿植入物和整形外科紧固件。

再次，聚合物泡沫完全是多孔的。因此，聚合物泡沫不能提供无孔区域，而所述无孔区域在整形外科植入物中可能是需要的。

发明内容

本发明提供了由聚合物预成形件制造的多孔整形外科植入物以及制造多孔整形外科植入物的方法。聚合物材料可诸如通过注射模制过程或加法式制造过程成形为预成形件。在一个示例性实施例中，预成形件的整体形状和多孔框架可以与最终整形外科植入物的整体形状和多孔框架基本相同。接着，预成形件可被热解并利用金属涂覆，以形成最终整形外科植入物。