專利名稱：控制可生物再吸收金屬植入物的降解的制作方法
技術領域：
本發明涉及一種降解受到控制的金屬植入物和控制所述植入物的降解的方法。
背景技術：
在金屬的情況下，最破壞性類型的降解來自電化學的或者電流的攻擊，本質上經常看作是化學性的。術語“降解(degradation)”和“腐蝕”在本文可交換地使用。可降解植入物材料的使用在本領域中是已知的。然而，由于某些因素，包括金屬類型和表面與體積比，某些植入物要么降解過快要么降解過慢。本發明致力于解決該問題。
發明內容
本發明涉及一種降解受到控制的金屬植入物和控制所述植入物的降解的方法。在至少一個方面中，本發明涉及一種固定至組織的植入物，其包括:本體，包括第一材料和多個孔穴；緊固件，設置在所述多個孔穴中的至少一者內，并且固定至所述組織；和緊固件坯件，設置在至少一個孔穴內，所述坯件構造成大致填滿它所設置于其中的孔穴，而不從所述本體大致突出。在一個實施例中，所述緊固件坯件包括牢固地鎖定至所述本體的螺釘頭。在另一實施例中，所述緊固件坯件包括沒有第一材料貴重的第二材料。在另一實施例中，所述緊固件坯件包括比第一材料貴重的第二材料。在至少一個方面中，本發明涉及一種組織植入物，其包括:構造成植入到組織中的本體，所述本體包括第一金屬材料和第二金屬材料，所述第一金屬材料比所述第二金屬材料貴重。在一個實施例中，所述本體包括:包括第一金屬材料的管狀緊固件，所述管狀緊固件具有管部；和包括第二材料的線狀插入物，所述線構造成緊密地嵌入所述管部內。在另一實施例中，所述本體的大部分由所述第一金屬材料構成，并且所述第二金屬材料焊接或者鍍覆至所述第一金屬材料。在另一實施例中，所述本體包括板，所述板具有被所述第一材料大致包圍的多個孔穴和大致包括所述第二材料的延長部。在另一實施例中，第二材料包括第一材料的合金。在另一實施例中，所述本體的大部分實質上由所述第一材料構成；并且所述本體的少部分實質上由所述第二材料構成。在另一實施例中，所述本體的少部分反映為位于所述組織植入物的表面上的一個或多個離散部分。
在另一實施例中，所述一個或多個離散部分包括線條、點、圖標、規則幾何圖案、不規則幾何圖案或者它們的組合。在至少一個方面中，本發明涉及一種控制組織植入物的降解的方法，其包括:提供具有至少一個孔穴的植入物，所述植入物具有實質上由第一材料構成的本體；將所述植入物固定至組織；和將插入物定位在所述孔穴內以大致填滿所述孔穴，所述插入物實質上由貴金屬性低于第一材料的第二材料構成。在至少一個方面中，本發明涉及一種控制組織植入物的降解的方法，其包括:提供具有多個孔穴和至少一個緊固件坯件的第一植入物；將緊固件穿過一些孔穴而不是全部孔穴插入，以將板固定至骨頭；和在將所述板固定至骨頭后，允許所述至少一個緊固件坯件插入不包含所插入的緊固件的多個孔穴中的至少一者中。
當結合示例性實施例的附圖閱讀時，將更好地理解前述發明內容以及以下對本發明的實施例的詳細描述。然而，應該明白的是，本發明并不局限于所示出的確切配置和手段。 附圖中:圖1示出了根據本發明一個實施例的組織植入物的示例性俯視圖；圖2示出了根據本發明一個實施例的組織植入物的示例性俯視圖；圖3示出了根據本發明一個實施例的組織植入物的示例性俯視圖；圖4示出了根據本發明一個實施例的緊固至組織(例如，骨頭)的圖3所示組織植入物的示例性截面圖；圖5示出了根據本發明一個實施例的組織植入物的示例性俯視圖；圖6示出了根據本發明一個實施例的組織植入物的示例性俯視圖；圖7示出了根據本發明一個實施例的組織植入物的示例性俯視圖；圖8示出了根據本發明一個實施例的組織植入物的示例性截面圖；而圖9-11示出了根據本發明一個實施例的組織植入物的示例性俯視圖。圖12示出了根據本發明一個實施例的緊固件坯件的示例性截面圖。圖13示出了根據本發明一個實施例的緊固件坯件的示例性俯視圖。
具體實施例方式參考附圖，以下將更詳細地描述本發明的各實施例。示出了本發明的一些而并非全部實施例。實際上，本發明的各實施例可以實施為許多不同形式，不應該解釋為局限于明確描述的實施例。全文中相似標記指代相似元件。單數形式“一”、“一個”和“該”包括單個和多個，除非有明確的相反說明。如圖1大體示出的，本發明的實施例涉及一種組織植入物100。在一些實施例中，組織植入物100包括本體110和一個或多個孔穴120。在一個實施例中，支桿140包圍或者緊靠孔穴120。如圖1-7所示，植入物100可以帶有厚度400，比如圖4所示的板的厚度。植入物100可以包括線性構造的板(例如，如圖3所示的)或者角狀構造的板(例如，如圖1、2所示的)。然而，植入物100并不局限于板，可以包括任何其它的組織植入物。植入物100可以進一步包括一個或多個緊固件200。緊固件200可以包括螺紋緊固件(例如，螺釘、管狀螺釘)和非螺紋緊固件(例如，線材、K線、插管)。在一個實施例中，植入物100包括緊固件坯件130。緊固件坯件130可以包括螺釘坯件(例如，封閉螺釘)或者螺栓坯件(例如，封閉螺栓)。在一個實施例中，螺釘坯件或者螺栓坯件是具有能夠被螺紋化以用于特定應用的螺釘或者螺栓。在一個實施例中，緊固件坯件130包括沒有桿部的頭部。在一個實施例中，緊固件坯件130在其整個長度上具有均勻的直徑。在一種這類應用中，螺釘頭部或者螺栓頭部被螺紋化以匹配孔穴120中的螺紋。在一個實施例中，緊固件坯件130包括構造成咬合在孔穴120內的頭部。在另一實施例中，緊固件坯件130包括構造成壓合在孔穴120內的頭部。在一個實施例中，緊固件坯件130構造成牢固地鎖定于本體110。在一個實施例中，緊固件坯件130(例如，封閉螺釘)用于在比如板等植入物的彎曲(例如，預彎曲)期間保護鎖定螺紋。在彎曲操作后，緊固件坯件130可以被移除并在以后被比如螺釘、螺栓或者螺紋線等緊固件更換。在另一些實施例中，緊固件坯件130可以在彎曲后留在原地以如本文所述那樣植入。在一個這種實施例中，支桿140的降解率降低或者大致消除，其中植入的緊固件坯件被包括在植入的植入物100中。在一個實施例中，當緊固件坯件130被植入具有植入物100的孔穴內時，降解從植入物100的頂部或者底部被阻滯更多。在一個實施例中，植入物100的降解只從植入物100的外面150發生。緊固件坯件130的一個示例在圖12、13中示出。在一個實施例中，緊固件坯件130具有預定的高度1260、大致碟形的頭部1210和本體1250。在一個實施例中，頭部1210在其上形成有十字槽1220，以便與旋轉緊固工具或者驅動鉆頭(未示出)的遠端接合部接合。在另一實施例中，所述頭部1210具有預定的寬度1240。在一個實施例中，所述頭部1210具有錐形的側緣部分1230。如圖12、1 3所示的緊固件坯件130還包括從頭部1210朝下延伸的本體1250。在一個實施例中，所述本體具有預定的寬度1270。在一個實施例中，錐形部1230線性地漸縮。在一個實施例中(未示出)，緊固件坯件130的寬度1240大致等于緊固件坯件130的寬度1270。緊固件坯件130可以在高度1260的全部或者一部分上帶有螺紋。緊固件坯件130可以構造成且大小做成在孔穴120內延伸一預定長度。在一個實施例中，緊固件坯件130構造成大致填滿孔穴120。在一個實施例中，緊固件坯件130大致或者完全填滿孔穴120，但是不從本體110或者植入物100突出。例如，如圖4所示，緊固件坯件130具有與植入物100的第一面430和第二面440相連的第一端部410和第二端部420。在一個實施例中，緊固件坯件130具有與厚度400大致相等的長度。在一個實施例中，圖4所示，植入物100以一個或多個緊固件200固定至組織480(例如，骨頭)。在一個實施例中，緊固件設置在本體120的多個孔穴中的至少一者內，并固定至組織480。在一個實施例中，緊固件坯件130設置在至少一個孔穴120內(例如，未接收緊固件200的孔穴120中的一個)。如圖1所示，多于一個的緊固件坯件130設置在植入物100內。如圖4所示，植入物100包括四個緊固件200和一個緊固件坯件130。在一個實施例中，緊固件坯件130構造成與組織480內的裂紋470對齊。為了實現本文所述的有益影響，緊固件坯件130可以施加在板的任何其它位置，只要生物力學情況允許即可。
在一些實施例中，植入物100包括可降解的材料(例如，可降解的金屬或者聚合物)。在本發明中有用的可降解金屬包括鎂和可降解鐵以及它們的合金。在一個實施例中，植入物100包括至少兩種不同材料(例如，具有不同電極電位或者電化學電位的兩種不同金屬。例如，鎂具有-2.37V的標準電極電位；鐵具有-0.44V的標準電極電位。)。例如，在一個實施例中，本體110可以包括以下材料或者大致由以下材料構成:具有第一貴金屬性(nobility)的材料；和包括第二材料或者實質上由第二材料構成的緊固件坯件130，所述第二材料具有不同于第一材料的貴金屬性。在一個實施例中，第一材料比第二材料更貴重。在另一實施例中，第二材料比第一實施例更貴重。在一個實施例中，第二材料是第一材料的合金。在再一實施例中，第二材料不是第一材料的合金。
因此，例如，植入物100可以包括板，該板具有實質上由鎂構成的本體110和實質上由鎂合金構成的緊固件坯件130。這種合金可以包括釔和/或含有比如WE43或WE54等合金的稀土。在一個實施例中，植入物100包括均為合金的兩種金屬。替代地，植入物100可以包括板，該板具有實質上由鎂、鐵或其合金構成的本體110和實質上由比如金或銀等更貴重的金屬構成的緊固件坯件。在一個實施例中，更貴重金屬的存在允許本體110的降解比它在沒有更貴重材料的情況下降解得更快。因此，本發明的實施例能夠提供若干優點。例如，在一個實施例中，植入物100可以通過基于植入物的設計特征和所選材料而受到控制的降解特征來得以植入。例如，植入的用于例如降低裂紋的現有技術鎂植入物100是骨板。該板可以包括孔穴120，所述孔穴120容納將板固定至骨頭的接骨螺釘。在本發明之前，在裂紋附近可能使板孔穴120保持開放。在該情況中，板降解可能從板孔穴120的兩側發生，并且可能從板的內部得到加速。在本發明的一個實施例中，固定在其它開放孔穴120內的緊固件坯件能夠阻滯或者大致消除該降解。替代地，可以植入這樣的緊固件坯件，其包括比構成本體110的材料更可降解的材料。在這種情況下，更可降解的緊固件坯件可以犧牲性地降解掉，以進一步阻滯本體110的降解。本文所公開的降解的控制并不局限于具有緊固件坯件的植入物。例如，在一個實施例中，存在這樣一種組織植入物100(例如，如圖6、7示出的)，其具有包括第一材料部分610和第二材料部分620的本體110。在一個實施例中，第一材料部分610可以包括第一材料或者實質上由第一材料構成，并且第二材料部分620可以包括第二材料或者實質上由第二材料構成。在一個實施例中，這種第一材料在暴露于體液時可能以不同于第二材料的降解速率的速率降解。在一個實施例中，第二材料部分620可以相對于第一材料部分610構造成犧牲陽極。在一個實施例中，第二材料部分620可以包括以下材料或者實質上由以下材料構成:沒有第一材料部分610貴重的金屬合金。在一個實施例中，在犧牲陽極已通過例如電化侵蝕降解后，植入物110的其余部分可能開始腐蝕/降解。在一個實施例中，第二材料部分620和第一材料部分610通過鍍覆或者焊接來組合。在圖6示出的一個實施例中，植入物100 (例如，板)包括主體630，所述主體630具有被第一材料610至少大致包圍的多個孔穴120和大致包括第二材料的延長部605。在一個實施例中，延長部605實質上由第二材料構成。在一個實施例中，延長部605包括鍍覆在第一材料之上的第二材料。因此，例如，延長部605可以包括被第二材料部分620包圍的第一材料部分610。在一個實施例中，延長部605焊接至主體630。在圖7示出的一個實施例中，植入物700(例如，板)包括主體730，所述主體730具有被第一材料610至少大致包圍的多個孔穴120。植入物700還可以包括部分705，所述部分705包括第二材料或者實質上由第二材料構成。在一個實施例中，主體730包括第一材料或者實質上由第一材料構成。在一個實施例中，第二材料在部分705處鍍覆于主體之上。如圖6、7所示，在一些實施例中，植入物100、700包括位于第一材料610與第二材料620之間的邊界640、740。在一個實施例中，邊界640從植入物100、700的一側延伸至植入物100、700的相反側。在一個實施例中，邊界640包括彎曲邊界。在一個實施例中，邊界640、740形成如圖7所示的扇形特征。在本發明的一個實施例中，植入物100、700的大部分(或者本體110的大部分)包括第一材料，而植入物100、700的少部分包括第二材料，并且第一和第二材料具有不同的降解特征(例如，貴金屬性)。在一個實施例中，第二材料相對于第一材料包括離散部分。在一個實施例中，植入物700包括以一定圖案鍍覆在第一材料之上的第二材料。在一個實施例中，第二材料在電化學方面比第一材料更貴重。在這種實施例中，第二材料的設置可能加速植入物的降解。在一個實施例中，例如，銀可以鍍覆至可降解的鐵植入物的頂部，以加速鐵植入物的降解。例如，圖7的圖案反映出多裂片狀邊界。圖9的圖案反映出第二材料620的離散線性部分。圖10所示的示例性圖案反映出呈點620、鉆石930、十字940和圖標950形式的第二材料620的離散部分。也可以生成其它規則或者不規則幾何形狀和線條的離散部分。在圖11示出的一個實施例中，第二材料620可以構造成向植入醫生提供信息960。該信息例如可以提供關于植入物100的期望放置和/或取向的信息960。在一個實施例中，信息960包括比構成植入物100的其余部分的材料更貴重或更不貴重的材料。圖8示出了本發明的植入物800的一示例性截面圖。在一個實施例中，植入物800是管狀緊固件。植入物800可以包括主體880，所述主體880具有頭部810、軸部820 (其可以帶也可以不帶螺紋)和延伸穿過頭部810和軸部820的管部830。植入物800還可以包括承窩840，所述承窩840可以與管部820相連。在一個實施例中，植入物800還包括插入物850，其可以構造成嵌入管部830內。在一個實施例中，插入物850緊密地嵌入管部830。在一個實施例中，插入物850包括軸部860并且可以包括帽部870。在一個實施例中，帽部870與軸部860相連。雖然圖8示出了帽部870從植入物800的一端突出并且未填滿承窩840的整體，其它構造也在本發明的范圍內。在一些實施例中，例如，插入物850構造成大致填滿管部830和/或承窩840。在一個實施例中，插入物850是緊緊地嵌入管部830內的線狀插入物。在一些實施例中，帽部870被“錘入”，以改善主體880與插入物850之間的接觸。在一個實施例中，本 發明包括控制植入物的降解的方法。在一個實施例中，所述方法包括提供具有至少一個孔穴的植入物(例如，可以包括板或者管狀螺釘的植入物)。在一個實施例中，所述方法的植入物具有實質上由第一材料構成的本體。所述方法進一步包括將植入物固定至組織。在一個實施例中，所述方法包括將插入物定位在孔穴內以大致填滿孔穴，所述插入物實質上由貴金屬性低于第一材料的第二材料構成。
在一個實施例中，所述方法包括提供具有多個孔穴和至少一個緊固件坯件的第一植入物(例如，可以包括板的植入物)。所述方法可以包括將緊固件穿過一些孔穴而不是全部孔穴插入，以將板固定至骨頭。在將板固定至骨頭后，所述方法可以進一步包括允許至少一個緊固件坯件插入不包含所插入的緊固件的多個孔穴中的至少一者中。因此，本發明的實施例能夠提供若干優點。例如，在一個實施例中，植入物100可以是這樣的植入物，其具有基于植入物的設計特征和所選材料而受到控制的降解曲線。因此，植入的用于例如降低裂紋的現有技術鎂植入物100是骨板。該板可以包括孔穴120，所述孔穴120容納將板固定至骨頭的接骨螺釘。在本發明之前，在裂紋附近可能使板孔穴120保持開放。在該情況中，隨著體液接觸植入物100的內表面(例如，限定出孔穴120的面)，板降解將從板的內部向板的外部加速。在本發明的一個實施例中，固定在其它開放孔穴120內的緊固件坯件130能夠阻滯或者大致降低該降解。替代地，包括比構成本體110的材料更可降解的材料的緊固件坯件130可以被犧牲性地降解，以進一步阻滯本體110的降解。本領域的技術人員將理解的是，能夠對以上示出和描述的實施例做出變化，而不背離其廣泛的創新概念。因此，應該明白的是，本發明并不局限于所示出和描述的示例性實施例，而是旨在覆蓋落于如權利要求限定出的本發明的精神和范圍內的各變型。例如，示例性實施例的特定特征可以是也可以不是所要求的發明的一部分，并且所公開的實施例的特征可以組合。應該明白的是 ，本發明的至少一部分附圖和描述已被簡化以聚焦于與清楚理解本發明相關的要素上，同時為了簡明起見而省略了其它要素，這些其它要素是本領域技術人員將理解的，也可以構成本發明的一部分。然而，因為這類要素是本領域眾所周知的，并且因為它們并不一定促進更好地理解本發明，所以在本文未提供對這類要素的描述。此外，在所述方法不依賴于本文給出的特定步驟順序的程度上，所述特定步驟順序不應該解釋為對權利要求的限制。涉及本發明的方法的權利要求不應該局限于以所寫順序來實施它們的步驟，并且本領域的技術人員能夠輕松地理解這些步驟可以變化并仍然處于本發明的精神和范圍內。
權利要求
1.一種固定至組織的植入物，包括:本體，包括第一材料，并具有多個孔穴；緊固件，設置在所述多個孔穴中的至少一者內，并且固定至所述組織；和緊固件坯件，設置在至少一個孔穴內，所述坯件構造成大致填滿它所設置于其中的孔穴，而不從所述本體大致突出。
2.如權利要求1所述的植入物，其中，所述緊固件坯件包括牢固地鎖定至所述本體的螺釘頭。
3.如權利要求1所述的植入物，其中，所述緊固件坯件包括沒有第一材料貴重的第二材料。
4.如權利要求1所述的植入物，其中，所述緊固件坯件包括比第一材料貴重的第二材料。
5.一種組織植入物，包括:構造成植入到組織中的本體，所述本體包括第一金屬材料和第二金屬材料，所述第一金屬材料比所述第二金屬材料貴重。
6.如權利要求5所述的組織植入物，其中，所述本體包括:包括第一金屬材料的管狀緊固件，所述管狀緊固件具有管部；和包括第二材料的線狀插入物，所述線構造成緊密地嵌入所述管部內。
7.如權利要求5所述的組織植入物，其中，所述本體的大部分由所述第一金屬材料構成，并且所述第二金屬材料焊接 或者鍍覆至所述第一金屬材料。
8.如權利要求5所述的組織植入物，其中，所述本體包括板，所述板具有被所述第一材料大致包圍的多個孔穴和大致包括所述第二材料的延長部。
9.如權利要求5所述的組織植入物，其中，所述第二材料包括所述第一材料的合金。
10.如權利要求5所述的植入物，其中，所述本體的大部分實質上由所述第一材料構成；并且所述本體的少部分實質上由所述第二材料構成。
11.如權利要求10所述的植入物，其中，所述本體的少部分反映為位于所述組織植入物的表面上的一個或多個離散部分。
12.如權利要求10所述的植入物，其中，所述一個或多個離散部分包括線條、點、圖標、規則幾何圖案、不規則幾何圖案或者它們的組合。
13.一種控制組織植入物的降解的方法，包括:提供具有至少一個孔穴的植入物，所述植入物具有實質上由第一材料構成的本體，將所述植入物固定至組織；將插入物定位在所述孔穴內以大致填滿所述孔穴，所述插入物實質上由貴金屬性低于第一材料的第二材料構成。
14.一種控制組織植入物的降解的方法，包括:提供具有多個孔穴和至少一個緊固件坯件的第一植入物；將緊固件穿過一些孔穴而不是全部孔穴插入，以將板固定至骨頭；和在將所述板固定至骨頭后，允許所述至少一個緊固件坯件插入不包含所插入的緊固件的多個孔穴中的至少一者中。
全文摘要
一種降解受到控制的金屬植入物和控制所述植入物的降解的方法。在一個實施例中，所述植入物包括本體、一個或多個孔穴和固定在一個或多個孔穴內的一個或多個緊固件坯件。在另一實施例中，所述植入物包括由第一材料和以各種圖案鍍覆在第一材料之上的第二材料形成的本體。
文檔編號A61B17/80GK103079485SQ201180041517
公開日2013年5月1日 申請日期2011年8月19日 優先權日2010年8月31日
發明者T.伊姆溫克爾里德, E.格魯斯金, A.蒙塔里, S.貝克 申請人:辛西斯有限責任公司