CN102458491B - 具有可被身体吸收的金属材料的植入物 - Google Patents

Abstract

本发明涉及具有可被身体吸收的金属镁合金的植入物，其中金属材料是镁合金，其含有至少96重量％镁，至少1重量％锰和至少0.5重量％的至少一种稀土族金属。

Description

具有可被身体吸收的金属材料的植入物

本发明涉及一种具有可被身体吸收的镁合金形式的金属材料的植入物。

在患者体内可被吸收的植入物原则上是长期已知的。其中之一涉及由生物相容的和可生物吸收的人造材料构成的植入物，例如由聚丙交酯和聚乙交酯构成的植入物，其例如用在支架涂层中并在释放出其中包封的有效成分的情况下经过或长或短的时间段而溶解。还建议了由这类人造材料制造植入物本身，例如支架。

由金属材料构成的可吸收植入物也多次被提出，但至今为止还没有广泛使用。

EP 0 923 389例如描述了一种纯铁的支架，它在体内经过4至12周的时间段差不多完全分解。支架结构生物分解时产生的分解模型(其经常产生细丝尖的形状)尽管是适合的，但事后造成血管损伤。

根据EP 1 270 023A2的描述可以制造由一系列镁合金构成的医用植入物，其尤其可能包含锂、铝、稀土金属、锰、锌或其它金属。具体来说描述了由8.5至9.5％的铝，0.15至0.4％的锰，0.45至0.9％的锌和余量的镁构成，或者由4.5至5.3％的铝，0.28至0.5％的锰和余量的镁构成的合金。通过铝含量确定合金的拉伸强度和硬度，锰含量决定耐腐蚀性。

镁是人体必需的元素并且是在生理学上完全没有问题的。但在植入物中使用铝仍存在争议。铝离子可能造成健康损害并导致老年痴呆和记忆丧失。另外，据认为铝也是造成阿尔茨海默病的危险因素。就这点而言，在生物可吸收的支架中使用铝(由该支架必然放出铝离子)代表了不期望的危险性。

稀土金属可以较高浓度的离子形式起到抑制凝血的作用，但是认为少量是无问题的。铁离子、锌离子和锰离子认为在生理学上没有问题并是必需的痕量元素。

在制造可吸收的含镁支架时，还应注意镁及其合金的化学和机械特性。从化学上看镁易腐蚀并在没有其它保护措施的情况下短时间内在人的血管系统中完全溶解。溶解时间可能受到合金金属的影响。

在支架中使用镁时的化学问题是吸收时出现形成氢气，这与镁支架在心脏病学中的实际应用原则上相抵触。气泡形式的氢气可以导致栓塞并由此造成对患者的伤害。

可以通过向合金中加入其它金属来对抗快速吸收，从而实现可控制的溶解。在锰的添加量直至0.5重量％的情况下得到了良好结果。尽管如此，这类合金在起到支撑功能(例如在骨折的修复和在扩张冠状血管时)的植入物，使用寿命通常显著太短。

为了使植入物(特别是还在制造医用钉时)充分满足其支撑功能，它需要在初始阶段中达到几周至几个月的疲劳强度。单用镁达不到足够的强度。镁-铝-合金具有这种强度，在锰添加物存在下下大多数也具有足够的疲劳强度。

另外要求合金有良好的可变形性或可延展性，其特别是在完成支架的植入时发挥作用。支架在由管制成之后皱缩在膨胀气球上，然后在植入血管时机械扩展至超过原来的管直径。这种双重的机械应变要求材料良好的可冷变形性，使得含镁的支架在植入后没有显著结构性损伤地锚定在血管中。结构性损伤造成了腐蚀的切入点，结果是构造物提前溶解或削弱。

铝含量小于10重量％的镁合金一般来说既具有必要的强度又具有可变形性。

因此，总的来说存在对可以制成植入物的材料的需要，它不具有由可吸收的金属合金制成的已知植入物的上述缺点。

因此，本发明的目的是提供由镁合金制成的植入物，其可以在人体或动物体内吸收，不含铝，在吸收过程中充其量产生少量的氢并提供所需要的稳定性。

令人惊奇地发现，利用前面提到的类型的植入物可以实现所述目的，其中所述金属材料是具有含量至少96重量％镁，至少1重量％锰和至少0.5重量％至少一种稀土族金属的镁合金。

所述稀土族金属应理解为钪、钇和镧以及镧之后的元素周期表中称为镧系元素的元素。此处，具体来说就是元素铈、镨(Praeseodym)、钕、钷、钐、铕、钆、铽、镝、钬、铒、铥、镱和镥。优选铈。

根据本发明的植入物的金属材料可以由块状结构、网格结构、丝线结构或织物结构组成，还可以由金属泡沫或多孔金属组成。可吸收的金属材料可以与其它非有机材料组合，例如与陶瓷材料或与生物玻璃组合。

根据本发明的植入物例如是血管支架或非血管支架。

海绵结构和多孔结构具有的优点是提高的吸收速度，其中存在的孔使得机体自身组织的向内生长成为可能。这允许镁海绵体作为占位器使用，例如在治疗骨折时和骨组织和其它身体组织的扩增时(Augmentierung)。

毋庸置疑，用于根据本发明的植入物的金属材料的结构和强度应与使用部位和使用目的相匹配，例如关于机械特性方面和/或作为药物-递送系统。

特别是在用作骨替代物时，可吸收的金属材料通过适当的处理，例如根据CAD数据通过激光烧结而与使用部位精确匹配并在那里精确配合地施用。这允许用于例如在事故或手术治疗之后必须替换的颧骨、头盖骨的部分等的重塑。

根据本发明的植入物可以完全或部分地由这种可吸收的金属材料构成。除了根据本发明的可吸收的金属材料之外，所述植入物还可以是可吸收的或不可吸收的其它金属或非金属材料。尤其是所述其它成分可以是由可吸收的材料构成的人造材料，例如聚丙交酯或聚乙交酯。这种可吸收的人造材料通常用作支架的涂层，并由Boehringer Ingelheim公司以Resomer名称销售。同样地，几丁质生物聚合物和几丁聚糖生物聚合物可以用于涂层。涂层通常起到药物载体的作用，药物由此缓慢向周围释放。

所述可吸收的金属材料还可以是在固化性糊料中的粉末形式，例如参与构成具有Resomer、几丁质生物聚合物或几丁聚糖生物聚合物与透明质酸、藻酸盐或硫酸软骨素的混合物，并原样用于扩增，还有肠区的缝口密合。所述固化的植入物在使用部位实现了支撑功能和保护功能，而同时允许在被身体吸收之前损伤或缝口的愈合。

根据本发明的可吸收的镁合金优选由96至97.9重量％的镁，1.6至2重量％的锰和0.5至2重量％的稀土金属构成。在此优选使用钕或铈作为稀土金属。证实特别合适的是由97.45重量％的镁，1.8重量％的锰和0.75重量％的铈组成的组合物。这样的合金证实特别合适的是在交通工具构造中用于支架、托架、座椅架、窗框或门框、外壳、载体和小零件中，在DE 202 02 591UI中有所描述。所述合金的医用用途至今为止尚未为人所知。

根据本发明的镁合金的特征是良好的强度特性和可冷变形性。所述合金相对于开篇所述的镁合金明显更加耐腐蚀，使得经约3至9个月的较长时间段仍满足其支撑功能。在此耐腐蚀性可受到锰含量的影响，锰含量越低，则吸收速度越高。

另外，令人惊奇地表明，明显减少了已知的用于植入目的的镁合金吸收时生成氢的固有倾向。这一方面归因于显著较高的稳定性(尽管产生氢但分布在非常长的时间段内)，但也归因于向合金中加入锰，其看起来促成了其它的腐蚀路径。

还令人惊奇地发现，尤其是1.6至2重量％的低锰含量显著改善了镁的强度特性，从而可以放弃铝添加物。

根据本发明使用的镁合金允许尤其是制造用于修复骨折的医用钉、螺丝或板。结果可以经常省去了在骨折发生愈合后移植辅助介质；相应的金属部件在足够的时间内，视体积和表面而定，在多个月至数年之后完全从身体内消失。

另外，根据本发明的植入物可以以薄膜、织物和/或网的形式，用于暂时稳定组织，例如在伤口闭合时，用于消化道中或在治疗疝时。在此薄膜可以是打孔的或者所述网由薄膜切割而成。但是当然也可由可吸收的金属材料形成的长纤维制造织物和网。此外，所述可吸收的金属材料可以加工成用作缝口材料的长丝。

优选的使用领域是制造血管植入物，例如支架。支架以本身已知的方式和方法由相应的镁合金制成的管切割而成，例如通过挤压。在切割成支架之后，可以本身已知的方式和方法皱缩在膨胀气球上，并用它运送至使用部位。

毋庸置疑，这种镁合金还可以用于其它形式的血管植入物，例如用于心脏壁缺损的闭合体系。

可以本身已知的方式和方法用人造材料涂布所述支架，以便由此影响溶解性能或经由人造材料层(例如由前面所述的生物可吸收的Resomer或几丁聚糖/几丁质构成)来释放药物。这种药物洗脱性支架(DES)长期以来是已知的，并经常加载抑制增生的药物。这种抑制增生的药物多次被描述，大多数使用雷帕霉素或紫杉醇。但不由此排除使用任意其它的治疗上有意义的有效成分。

本发明还涉及前述镁合金用于医用植入物的用途，特别是用于修复骨折的医用钉、螺丝或板，还有用于血管和非血管植入物，特别是支架。所述支架可以本身已知的方式被涂布，其中特别考虑具有可吸收的Resomer的涂层，且所述涂层可以包含抑制增生的药物，特别是雷帕霉素或紫杉醇。

Claims (12)

1.具有可被身体吸收的金属材料的植入物，其特征在于，所述金属材料是镁合金，所述镁合金由96至97.9重量％的镁，1.6至2重量％的锰和0.5至2重量％的稀土金属组成。

2.根据权利要求1的植入物，其特征在于，所述稀土金属是钕或铈。

3.根据权利要求2的植入物，其特征在于，所述植入物由97.45重量％的镁，1.8重量％的锰和0.75重量％的铈或钕组成。

4.根据权利要求1至3之一的植入物，其是用于修复骨折的支架、钉子、螺丝或板的形式。

5.根据权利要求1至3之一的植入物，其是血管植入物的形式。

6.根据权利要求5的植入物，其是支架的形式。

7.根据权利要求6的植入物，其是用可被吸收的生物聚合物涂布的支架的形式。

8.根据权利要求7的植入物，其特征在于，所述支架包含抑制增生的有效成分。

9.根据权利要求8的植入物，其特征在于，所述抑制增生的有效成分包含雷帕霉素或紫杉醇。

10.镁合金用于制造医用植入物的用途，所述镁合金由96至97.9重量％的镁，1.6至2重量％的锰和0.5至2重量％的稀土金属组成。

11.根据权利要求10的用途，其特征在于，所述稀土金属是铈或钕。

12.根据权利要求10至11之一的用途，其特征在于，所述镁合金由97.45重量％的镁，1.8重量％的锰和0.75重量％的铈或钕组成。