專利名稱：聚合物復(fù)合材料植入物及其制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及由聚合物材料制成的植入物并與具有由該聚合物的一種形式制成的關(guān)節(jié)聯(lián)接面(articulating surface)和由復(fù)合材料形成的基本部分的植入物有特別關(guān)聯(lián)。
用于全髖置換外科手術(shù)的假體髖骨臼多年來一直由多種材料制備。骨臼由全金屬、全聚合物制成，或由材料的組合來制備，其中外殼由金屬制成，而形成關(guān)節(jié)聯(lián)接面的襯墊由聚合物形成。各制造廠家選用的聚合物各不相同，但超高分子量聚乙烯(UHMWP E)被廣泛使用。
假體骨臼可根據(jù)外科醫(yī)生對具體病人作出的選擇而被旋擰、壓固或粘合到髖臼上。每種假骨臼及其固定方法均各具優(yōu)缺點(diǎn)。全UHMWP E骨臼的一個缺點(diǎn)是由于骨粘固粉不能與UHMWP E充分粘合，因而難于粘合固定。另外，全UHMWP E骨臼在被植入體內(nèi)時顯示蠕變問題，這是由于UHMWP E的玻璃化轉(zhuǎn)變溫度低于病人的體溫。
本發(fā)明提供髖骨臼及髖骨臼植入物的制備方法，所述髖骨臼植入物由復(fù)合聚合物材料制成，其關(guān)節(jié)聯(lián)接面為100％超高分子量聚乙烯(UHMWP E)，而該骨臼的骨接合面(bone engaging surface)基本上是聚甲基丙烯酸甲酯(P MMA)。該骨臼由至少兩個帶構(gòu)成。帶1形成關(guān)節(jié)聯(lián)接面。帶2從帶1延伸至骨接合面。帶1最好由UHMWP E構(gòu)成并從并節(jié)聯(lián)接面延伸預(yù)定的厚度。帶2最好由模塑前干混的UHMWP E和P MMA的混合物構(gòu)成。第3帶基本由P MMA構(gòu)成。
因此，本發(fā)明的一個目的是提供新的聚合物復(fù)合材料植入物。
本發(fā)明的另一個目的是提供具有由P MMA和UHMWP E的混合物形成的骨臼的基本部分的假體髖骨臼。
本發(fā)明的另一個目的是提供具有形成關(guān)節(jié)聯(lián)接面的UHMWP E層和由P MMA和UHMWP E的混合物形成的主體的髖骨臼。
本發(fā)明的另一個目的是提供制備復(fù)合聚合物植入物的新方法。
本發(fā)明的其它目的在下面的說明和附圖中將是顯而易見的。


圖1是舉例說明本發(fā)明的假體髖骨臼的橫斷面視圖。
圖2是本發(fā)明的另一個實(shí)施方案。
下文所描述的優(yōu)選實(shí)施方案不是用來將本發(fā)明窮舉或限制在所公開的具體形式的范圍內(nèi)。相反，選擇并描述這些實(shí)施方案是為了最佳地解釋本發(fā)明以便本領(lǐng)域的其他技術(shù)人員可利用其教導(dǎo)。
圖1截面所示的本發(fā)明的髖骨臼10包括三個層或帶。帶I即層12由超高分子量聚乙烯制成，它形成用于容納髖干植入物(hip atem im-plant)(未示出)的股骨頭的關(guān)節(jié)聯(lián)接面。UHMWP E在矯形工業(yè)領(lǐng)域中是眾所周知的。骨臼10的帶2即層14由UHMWP E和P MMA聚合物混合物形成?？梢允褂肞MMA均聚物或P MMA共聚物。該聚合物混合物形成在負(fù)載條件下具有高度完整性的互穿聚合物網(wǎng)絡(luò)。帶3即層16由100％P MMA組成，所述P MMA或者為P MMA均聚物或?yàn)镻 MMA共聚物。由P MMA形成的墊層可通過超聲熔接到圖1所示的層13上來固定，以幫助外科醫(yī)生在將該骨臼植入時在其周圍形成均勻的粘固粉層。為制備圖1的植入物，將P MMA顆粒層或制成的P MMA膜置于壓塑模的陰模中。然后將已經(jīng)干混的P MMA和UHMWP E顆粒層置于該P(yáng) MMA層上的模中。該混合物最好包括20％-30％(重量)的P MMA。在將所述顆粒置于模中后可能有必要在加下一個相鄰層之前通過對所述層施加壓力而將其預(yù)固結(jié)。最后將UHMWP E顆粒層置于混合的P MMA和UHMWP E顆粒層之上。閉模，在一定壓力和溫度下壓塑。在模塑過程中，P MMA熔化并在UHMWP E中形成互透熱塑性網(wǎng)絡(luò)，與全UHMWP E骨臼相比，它能增強(qiáng)骨臼的韌性。此外，本發(fā)明的骨臼的壓縮蠕變比全UHMWP E骨臼的低，這是因?yàn)镻 MMA的玻璃化轉(zhuǎn)變溫度高于UHMWP E的玻璃化轉(zhuǎn)變溫度和病人的體溫。最后，通過由P MMA形成帶3即層16，該骨臼能容易地與置于該髖臼中的P MMA骨粘固粉粘接以將該骨臼粘固就位。
圖2說明了本發(fā)明的另一個實(shí)施方案。圖2的骨臼10′包括UHMWP E層12′和混合的UHMWP E和PMMA層14′。骨臼10′的制備方法與上述相似，所不同的是取消了應(yīng)用P MMA層作帶3這一步驟。在使用時，外科醫(yī)生準(zhǔn)備病人的髖臼并將P MMA骨粘固粉施入其中后，將植入物10′置于該骨粘固粉中。置于骨臼中的新鮮骨粘固粉與層14′中的骨粘固粉相互作用而將該植入物粘固就位。
應(yīng)當(dāng)理解的是，盡管本發(fā)明是以髖臼來描述的，但該方法能應(yīng)用于多種植入物例如脛骨托(tibial tray)。本方法用于不同植入物部件的改良應(yīng)被認(rèn)為是在本發(fā)明范圍內(nèi)。
還應(yīng)理解的是，盡管未討論各帶的具體厚度，但各帶即層的厚度可根據(jù)制造說明書加以控制以改變植入物的韌性。
此外，還應(yīng)當(dāng)理解，本發(fā)明不限于所公開的具體形式，而可在所附權(quán)利要求的范圍內(nèi)加以改進(jìn)。
權(quán)利要求
1.無金屬矯形植入物，包括適于與第二部分滑動接觸的第一層，第二外層，第一層由聚乙烯類聚合物材料制成，第二層由聚乙烯和聚甲基丙烯酸甲酯的混合物制成。
2.權(quán)利要求1的無金屬植入物，其中第一層由超高分子量聚乙烯構(gòu)成。
3.權(quán)利要求1的無金屬植入物，它還包括模塑到所述第二外層上的第三層，該第三層由聚甲基丙烯酸甲酯構(gòu)成。
4.權(quán)利要求1的植入物，包括由聚甲基丙烯酸甲酯構(gòu)成的被超聲熔接至該植入物的隔離部件。
5.聚合物復(fù)合材料植入物，包括基本上由超高分子量聚乙烯構(gòu)成的第一層和混合的聚甲基丙烯酸甲酯和聚乙烯的第二層。
6.制備聚合物復(fù)合材料植入物的方法，該方法包括以下步驟a)將聚甲基丙烯酸甲酯第一層置入壓塑模中；b)將混合的聚甲基丙烯酸甲酯和聚乙烯的第二層置于聚甲基丙烯酸甲酯層上；c)將第三層聚乙烯置于該混合的聚甲基丙烯酸甲酯層之上；和d)將所述第一、第二和第三層用溫度和熱壓塑在一起，所述溫度和熱應(yīng)足以使在所述第二層中的聚甲基丙烯酸甲酯熔化和該超高分子量聚乙烯(UHMWPE)熔融。
7.權(quán)利要求6的方法，其中步驟a)和b)包括將該第一和第二層預(yù)固結(jié)在該模中這一步驟。
8.制備聚合物復(fù)合材料植入物的方法，包括以下步驟a)將混合的聚甲基丙烯酸甲酯和聚乙烯的第一層置入壓塑模中；b)將聚乙烯第二層置于該混合的聚甲基丙烯酸甲酯層之上；和c)將所述第一和第二層用足以使在所述第二層中的聚甲基丙烯酸甲酯能在該聚乙烯周圍流動的溫度和熱壓塑在一起。
全文摘要
本發(fā)明提供髖骨臼和由復(fù)合聚合物材料構(gòu)成的髖骨臼植入物的制備方法，所述植入物的關(guān)節(jié)聯(lián)接面為100％超高分子量聚乙烯(UHMWPE)，而該骨臼的骨接合面含顯著量的聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)。該骨臼至少由兩個帶構(gòu)成。帶1形成關(guān)節(jié)聯(lián)接面，帶2由帶1延伸至骨接合面。帶1最好由UHMWPE構(gòu)成并由關(guān)節(jié)聯(lián)接面延伸預(yù)定厚度。帶2最好由模塑前干混的UHMWPE和PMMA的混合物構(gòu)成。第3帶可鄰接帶2并由PMMA構(gòu)成。
文檔編號B29C43/20GK1114225SQ9510334
公開日1996年1月3日 申請日期1995年4月11日 優(yōu)先權(quán)日1994年4月11日
發(fā)明者T·迪旺納芬, R·S·金 申請人:布里斯托爾-邁爾斯斯奎布公司