[发明专利]纤维增强的生物复合材料带螺纹的植入物

说明书

一种带螺纹的医用植入物，包含生物复合材料，所述生物复合材料包含聚合物和多根增强纤维，其中生物复合材料医用植入物中的矿物组合物的重量百分比在30％‑60％的范围内，其中所述纤维的平均直径在1微米‑100微米的范围内，所述医用植入物带有多个螺纹；其中所述纤维包括多根螺旋纤维和多根纵向纤维；其中所述螺旋纤维与所述纵向纤维的重量与重量百分比是从90:10至10:90。

背景

永久性矫形植入材料

医用植入物可以由金属、合金、陶瓷或者既可降解又稳定的复合材料制造。在需要高强度的承重的矫形应用中，通常使用不锈钢或钛合金。金属植入物在矫形手术中具有悠久的成功使用历史，但也具有许多关于并发症的风险。尽管这些材料是惰性的，但它们还用于其中对植入物的需求仅仅是暂时的情况，如用于骨折固定(fracture fixation)。在用于骨折固定的金属棒和金属板的情况下，用于装置移除的二次手术可能在确认骨融合(osseous union)之后约一年被推荐。植入物移除对患者造成另外的风险和增加的发病率、占据诊所的可用性并且增加整个手术的成本。如果装置不被移除，则它可能造成骨骼的重塑。这样的重塑由于宿主组织的应力遮挡(stress shielding)或炎症进而可能削弱骨骼。与皮质骨(cortical bone)的刚度和强度相比，应力遮挡可能由于金属的高刚度(模量)和高强度而发生，使得金属对骨骼施加应力，这可能导致假体周围骨折(periprostheticfracture)或骨强度的损失。

传统上已经由金属合金构造的承重医用植入物的实例包括骨板、骨棒、骨螺钉、骨图钉、骨钉、骨夹子和骨销，用于骨折的固定和/或截骨术(osteotomy)，以使骨碎片固定用于愈合。其他实例包括颈部楔形物(cervical wedge)、腰椎笼(lumbar cage)以及用于脊椎融合和脊柱手术中其他操作的板和螺钉。

生物稳定的聚合物及其复合材料，例如基于聚甲基丙烯酸酯(PMMA)、超高分子量聚乙烯(UHMWPE)、聚四氟乙烯(PTFE)、聚醚醚酮(PEEK)、聚硅氧烷和丙烯酸类聚合物的复合材料，也已经被用于制造医用植入物。这些材料不是可生物降解的或可生物再吸收的，并且因此当被用于医用植入物应用时，这些材料面临许多与金属相同的限制，例如，它们可能需要二次手术用于在植入物使用寿命的某点替换或移除植入物。此外，这些材料比金属更脆弱(较低的强度和刚度)，使得它们更容易受到机械故障的影响，特别是在重复的动态负载(repeated dynamic loading)(即通过材料疲劳或蠕变)之后。

现有的可降解聚合物医用植入物