CN103301511A - 一种用于人体骨骼固定的复合植入物 - Google Patents

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Abstract

本发明提出了一种用于人体骨骼固定的复合植入物,其由多种原料通过热压制备而成,所述多种原料中各组分所占的质量百分比为:聚酰胺6纤维23%~40%、甲基丙烯酸甲酯与N-乙烯基吡咯烷酮共聚物45%~65%以及羟基磷灰石微粉2%~15%。本发明用于人体骨骼固定的复合植入物化学性质稳定、生物相容性好,在人体内不会发生降解,确保了骨折完全有效愈合,避免了聚乳酸类材料降解而导致的等问题;而且所述复合植入物具有较佳的弯曲、抗压、抗冲击及断裂疲劳强度等性能,可作为长期植入人体内而无需二次取出,节省了大量医疗资源,减轻了患者的痛苦和经济负担。

Description

一种用于人体骨骼固定的复合植入物
技术领域
本发明涉及骨创伤及矫形医学技术领域,特别涉及一种用于人体骨骼固定的复合植入物。
背景技术
在现代骨创伤应用里,骨折、颌面和颅骨修补手术是重要的骨外科手术之一。传统的骨科手术通常采用金属材料(钛合金、不锈钢等)内固定物进行接骨、复位固定、修复等。该金属内固定物在创伤愈合后继续保留在患者体内,强度没有变化,这样坚硬的金属内固定物容易在骨愈合过程中产生应力遮挡,不利于新生骨的生长,导致骨折愈合后可能再次发生骨折的危险。因此,绝大多数此类金属内固定物在创伤治愈后需要二次手术进行拆除,这样不但增加了患者的痛苦,而且增加了患者的治疗费用。另外,该类金属内固定物植入人体后患者不宜进行放射性和核磁共振检查,从而影响对患者病情的深入观察及治疗。
目前出现了一种采用可吸收的聚乳酸高分子材料制造骨内固定物器械,该类骨内固定物具有较佳的弯曲强度等物理性能,且可创伤愈合后在人体内被吸收,从而避免了骨内固定物的拆除手术。然而,该类聚乳酸高分子材料的骨内固定物也存在以下缺陷:
1、其降解速度快于骨愈合时间,易产生窦道和体内积液;
2、其降解产物呈酸性,导致植入环境产生无菌炎症;
3、弹性模量、弯曲强度、剪切强度相对较低,易产生断裂失效。
发明内容
本发明的目的是提出一种用于人体骨骼固定的复合植入物,不但能确保骨折完全有效愈合,而且能避免聚乳酸类材料降解而导致的等问题。
为达到上述目的,本发明提出了一种用于人体骨骼固定的复合植入物,其由多种原料通过热压制备而成,所述多种原料中各组分所占的质量百分比为:
聚酰胺6纤维23%~40%、甲基丙烯酸甲酯与N-乙烯基吡咯烷酮共聚物45%~65%以及羟基磷灰石微粉2%~15%。
进一步,在上述用于人体骨骼固定的复合植入物中,所述多种原料中各组分所占的质量百分比为:
聚酰胺6纤维23%、甲基丙烯酸甲酯与N-乙烯基吡咯烷酮共聚物65%以及羟基磷灰石微粉12%。
进一步,在上述用于人体骨骼固定的复合植入物中,所述多种原料中各组分所占的质量百分比为:
聚酰胺6纤维35%、甲基丙烯酸甲酯与N-乙烯基吡咯烷酮共聚物50%以及羟基磷灰石微粉15%。
进一步,在上述用于人体骨骼固定的复合植入物中,所述多种原料中各组分所占的质量百分比为:
聚酰胺6纤维35%、甲基丙烯酸甲酯与N-乙烯基吡咯烷酮共聚物45%以及羟基磷灰石微粉10%。
进一步,在上述用于人体骨骼固定的复合植入物中,所述复合植入物为用于松质骨骨折连接固定所使用的接骨螺钉或固定棒。
进一步,在上述用于人体骨骼固定的复合植入物中,所述复合植入物为用于颅颌面修复用微型接骨板及微型螺钉。
进一步,在上述用于人体骨骼固定的复合植入物中,所述复合植入物为用于肋骨胸骨骨折断裂固定连接的肋骨固定钉、胸骨固定钉。
进一步,在上述用于人体骨骼固定的复合植入物中,所述复合植入物为用于骨内固定捆绑的捆扎线。
进一步,在上述用于人体骨骼固定的复合植入物中,所述复合植入物的抗弯强度≥140MPa,弯曲模量≥3Gpa。
进一步,在上述用于人体骨骼固定的复合植入物中,所述复合植入物的剪切强度≥100MPa。
本发明用于人体骨骼固定的复合植入物化学性质稳定、生物相容性好,在人体内不会发生降解,确保了骨折完全有效愈合,避免了聚乳酸类材料降解而导致的等问题;而且所述复合植入物具有较佳的弯曲、抗压、抗冲击及断裂疲劳强度等性能,可作为长期植入人体内而无需二次取出,节省了大量医疗资源,减轻了患者的痛苦和经济负担。
具体实施方式
本发明用于人体骨骼固定的复合植入物,其由多种原料通过热压制备而成,所述多种原料中各组分所占的质量百分比为:
聚酰胺6纤维23%~40%、甲基丙烯酸甲酯与N-乙烯基吡咯烷酮共聚物45%~65%以及羟基磷灰石微粉2%~15%。
所述多种原料中各组分的质量百分比之和为100%。
本发明中所述复合植入物是一种长纤维增强热塑性树脂复合物,其中,所述聚酰胺6纤维(尼龙6)具有良好的弹性以及较佳的冲击强度,其提高了复合植入物的抗弯曲、抗压及冲击强度等性能。
所述甲基丙烯酸甲酯与N-乙烯基吡咯烷酮共聚物具有良好的络合性,将聚酰胺6纤维粘结稳定;该聚合物具有缓释功能,植入体内后,通过吸收组织液而产生一定的溶胀,刚度逐步降低而韧性逐渐提高,并且随着体积增加使羟基磷灰石能够更好地与骨组织接触。
所述羟基磷灰石微粉具有良好的骨传导性,较好地促进骨细胞外延生长并沉积固化。
本发明所述复合植入物通过采用上述各组分原料形成纤维增强的产品,其具有较佳的减振、抗冲击及断裂疲劳强度等性能,且化学性质稳定、生物相容性好,在植入部位能够产生良好的骨性键合,已通过四川医疗器械生物材料及制品检测中心的生物安全性检验。
所述复合植入物的物理性能如下:
抗弯强度≥140MPa;
抗压强度≥100MPa;
剪切强度≥100MPa;
冲击强度≥200KJ/m2;
弯曲模量≥3Gpa。
本发明所述复合植入物植入患者体内后,由羟基磷灰石传导沉积,促进骨细胞外延生长并沉积固化,最终达到骨性愈合的目的。
另外,本发明的复合植入物中聚酰胺6纤维的化学性质稳定,其酰胺基团与蛋白质中的酰胺基团一样,相当长时间内几乎不会降解,甲基丙烯酸甲酯与N-乙烯基吡咯烷酮共聚物化学性质稳定,也不会降解成小分子的物质,羟基磷灰石与人体骨中的无机成分相同,通过它促使成骨细胞沉积,其不会发生降解,因此,本发明的复合植入物中不会发生降解,而是作为骨替代物长期存于体内。
本发明的复合植入物可加快骨折的早期愈合,具有足够的生物力学强度及维持时间,确保了骨折完全有效愈合,而且避免了现有的聚乳酸高分子材料降解速度快于骨愈合时间而易产生窦道和体内积液的问题以及由于降解产物呈酸性导致植入环境产生无菌炎症的问题。
本发明所述复合植入物在医学应用中不产生液体积聚、不造成窦道,无酸性和金属离子环境,化学性质稳定不会对人体造成急性或慢性毒副作用。并且,所述复合植入物具有较佳的弯曲、抗压、抗冲击及断裂疲劳强度等性能,可作为长期植入人体内而无需二次取出,这样就节省了大量医疗资源,减轻了患者的痛苦和经济负担。
本发明用于人体骨骼固定的复合植入物扩大了人体植入物的应用范围,可以制成多种类型应用的骨内固定器件。而且,本发明复合植入物无电磁性,不干扰射线影像及放疗。
本发明复合植入物根据针对的人体使用部位不同,其各组分的比例也略有不同。由于所述复合植入物的材料具备良好的可设计性、塑性自由,可制备出多种用于人体骨内固定植入器件,所述复合植入物包括但不限于以下:用于松质骨骨折连接固定所使用的的接骨螺钉或固定棒、用于颅颌面修复用微型接骨板及微型螺钉、用于肋骨胸骨骨折断裂固定连接的肋骨固定钉、胸骨固定钉以及用于骨内固定捆绑的捆扎线。上述各产品因人体使用部位不同,具有不同的生物力学性质,因此在本发明所给定的比例范围内,各自的配比略有不同。
综上,本发明用于人体骨骼固定的复合植入物通过采用新的高分子材料及新的成型理念,基于仿生原理设计,其具有自由且充分地力学性能设计性,根据植入人体的部位不同而保证材料有足够的抗压、抗剪、抗弯、抗冲击和疲劳强度。并且其化学性质稳定、生物相容性好,植入人体后可毋须二次手术取出,避免了金属材料和聚乳酸材料的弊端,减轻了患者的痛苦和经济负担。
下面详细说明本发明的优选实施例。
实施例一
一种用于人体骨骼固定的复合植入物,其由多种原料通过树脂热压制备而成,所述多种原料中各组分所占的质量百分比为:
聚酰胺6纤维23%、甲基丙烯酸甲酯与N-乙烯基吡咯烷酮共聚物65%以及羟基磷灰石微粉12%。
实施例二
一种用于人体骨骼固定的复合植入物,其由多种原料通过树脂热压制备而成,所述多种原料中各组分所占的质量百分比为:
聚酰胺6纤维40%、甲基丙烯酸甲酯与N-乙烯基吡咯烷酮共聚物50%以及羟基磷灰石微粉10%。
实施例三
一种用于人体骨骼固定的复合植入物,其由多种原料通过树脂热压制备而成,所述多种原料中各组分所占的质量百分比为:
聚酰胺6纤维35%、甲基丙烯酸甲酯与N-乙烯基吡咯烷酮共聚物50%以及羟基磷灰石微粉15%。
实施例四
一种用于人体骨骼固定的复合植入物,其由多种原料通过树脂热压制备而成,所述多种原料中各组分所占的质量百分比为:
聚酰胺6纤维32%、甲基丙烯酸甲酯与N-乙烯基吡咯烷酮共聚物65%以及羟基磷灰石微粉2%。
实施例五
一种用于人体骨骼固定的复合植入物,其由多种原料通过树脂热压制备而成,所述多种原料中各组分所占的质量百分比为:
聚酰胺6纤维35%、甲基丙烯酸甲酯与N-乙烯基吡咯烷酮共聚物45%以及羟基磷灰石微粉10%。
这里本发明的描述和应用是说明性的,并非想将本发明的范围限制在上述实施例中。这里所披露的实施例的变形和改变是可能的,对于那些本领域的普通技术人员来说实施例的替换和等效的各种部件是公知的。本领域技术人员应该清楚的是,在不脱离本发明的精神或本质特征的情况下,本发明可以以其它形式、结构、布置、比例,以及用其它组件、材料和部件来实现。在不脱离本发明范围和精神的情况下,可以对这里所披露的实施例进行其它变形和改变。

Claims (10)

1.一种用于人体骨骼固定的复合植入物,其特征在于,其由多种原料通过热压制备而成,所述多种原料中各组分所占的质量百分比为:
聚酰胺6纤维23%~40%、甲基丙烯酸甲酯与N-乙烯基吡咯烷酮共聚物45%~65%以及羟基磷灰石微粉2%~15%。
2.根据权利要求1所述的用于人体骨骼固定的复合植入物,其特征在于,所述多种原料中各组分所占的质量百分比为:
聚酰胺6纤维23%、甲基丙烯酸甲酯与N-乙烯基吡咯烷酮共聚物65%以及羟基磷灰石微粉12%。
3.根据权利要求1所述的用于人体骨骼固定的复合植入物,其特征在于,所述多种原料中各组分所占的质量百分比为:
聚酰胺6纤维35%、甲基丙烯酸甲酯与N-乙烯基吡咯烷酮共聚物50%以及羟基磷灰石微粉15%。
4.根据权利要求1所述的用于人体骨骼固定的复合植入物,其特征在于,所述多种原料中各组分所占的质量百分比为:
聚酰胺6纤维35%、甲基丙烯酸甲酯与N-乙烯基吡咯烷酮共聚物45%以及羟基磷灰石微粉10%。
5.根据权利要求1所述的用于人体骨骼固定的复合植入物,其特征在于,所述复合植入物为用于松质骨骨折连接固定所使用的接骨螺钉或固定棒。
6.根据权利要求1所述的用于人体骨骼固定的复合植入物,其特征在于,所述复合植入物为用于颅颌面修复用微型接骨板及微型螺钉。
7.根据权利要求1所述的用于人体骨骼固定的复合植入物,其特征在于,所述复合植入物为用于肋骨胸骨骨折断裂固定连接的肋骨固定钉、胸骨固定钉。
8.根据权利要求1所述的用于人体骨骼固定的复合植入物,其特征在于,所述复合植入物为用于骨内固定捆绑的捆扎线。
9.根据权利要求1所述的用于人体骨骼固定的复合植入物,其特征在于,所述复合植入物的抗弯强度≥140MPa,弯曲模量≥3Gpa。
10.根据权利要求1所述的用于人体骨骼固定的复合植入物,其特征在于,所述复合植入物的剪切强度≥100MPa。
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