CN104582612B - 药物洗脱外科螺钉 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种药物洗脱外科螺钉和一种制造药物洗脱外科螺钉的方法。所述药物洗脱外科螺钉可包括具有螺纹部分的轴；具有设置在所述轴的近侧端部处的驱动凹陷部的头部，所述驱动凹陷部具有贮存器区域和驱动器接合区域；以及至少一个或多个药物洗脱组分，所述至少一个或多个药物洗脱组分以如下方式设置在所述驱动凹陷部的贮存器区域内：当所述驱动器可操作地设置在所述驱动器接合区域内时基本上不削弱驱动器和所述外科螺钉之间的连接，所述至少一个或多个药物洗脱组分中的每个包括载体基质和治疗剂，所述治疗剂在所述药物洗脱外科螺钉的任何植入之前为所述药物洗脱组分的至少20重量％。

Description

药物洗脱外科螺钉

相关申请交叉引用

本申请要求2012年8月15日提交的名称为“Drug Eluting Surgical Screw”的美国临时专利申请号61/683,262的权益，该临时专利申请全文以引用方式并入本文。

背景技术

术后感染的风险已被大量地记录。存在于伤口部位中的异物(例如，骨折固定板(如，整形外科固定板))可通过提供使细菌附着和增殖、形成生物膜、并且避开宿主免疫系统的基底而增大术后感染的风险。就开放性骨折而言，感染风险可增加，其中伤口在手术之前的细菌污染为常见的。植入物相关感染的后果可为严重的，其中复发的感染导致慢性骨髓炎、延迟愈合、和可能性的截肢。已经开发出抗生素洗脱植入物以解决此问题。

发明内容

本发明的一个实施例为药物洗脱外科螺钉，所述药物洗脱外科螺钉包括具有螺纹部分的轴；具有设置在轴的近侧端部处的驱动凹陷部的头部，所述驱动凹陷部具有贮存器区域和驱动器接合区域；和至少一个或多个药物洗脱组分，所述至少一个或多个药物洗脱组分以如下方式设置在驱动凹陷部的贮存器区域内：当驱动器可操作地设置在驱动器接合区域内时基本上不削弱驱动器和外科螺钉之间的连接，所述至少一个或多个药物洗脱组分中的每个包括载体基质和治疗剂，所述治疗剂在药物洗脱外科螺钉的任何植入之前为药物洗脱组分的至少约20重量％。

在一个实施例中，所述至少一个或多个药物洗脱组分中的至少一个被配置成从药物洗脱外科螺钉被植入动物内时起在三天周期内洗脱其治疗剂的至少约80％。

在一个实施例中，所述至少一个或多个药物洗脱组分中的至少一个的治疗剂的浓度在药物洗脱外科螺钉的任何植入之前为所述至少一个或多个药物洗脱组分中的至少一个的约20重量％和约60重量％之间。

在一个实施例中，所述至少一个或多个药物洗脱组分中的至少一个的治疗剂的浓度在药物洗脱外科螺钉的任何植入之前为所述至少一个或多个药物洗脱组分中的至少一个的约20重量％和约40重量％之间。

在一个实施例中，贮存器区域限定贮存器体积，驱动凹陷部限定驱动凹陷部体积，并且贮存器体积为驱动凹陷部体积的约10％至约12％。在一个实施例中，驱动凹陷部的贮存器区域与驱动器接合区域相邻，并且所述至少一个或多个药物洗脱组分不延伸到驱动器接合区域中。在一个实施例中，所述至少一个或多个药物洗脱组分中的至少一个的载体基质包括生物吸收性聚合物。在一个实施例中，生物吸收性聚合物包括聚己内酯、聚乳酸、聚乙醇酸、聚乙二醇、或它们的组合。在另一个实施例中，所述至少一个或多个药物洗脱组分中的至少一个的载体基质包括聚乙二醇、聚乙烯醇、甘油、盐、或水溶性结晶固体。在另一个实施例中，所述至少一个或多个药物洗脱组分中的至少一个的载体基质包括二氧化硅、羟基磷灰石、磷酸钙、生物玻璃或它们的组合。在另一个实施例中，所述至少一个或多个药物洗脱组分中的至少一个的载体基质包括疏水性生物吸收性聚合物。在一个实施例中，疏水性生物吸收性聚合物包括在植入体内之后利用水溶胀的水溶胀性添加剂。在一个实施例中，所述至少一个或多个药物洗脱组分中的至少一个的载体基质包括非吸收性聚合物。在一个实施例中，非吸收性聚合物包括聚(甲基丙烯酸甲酯)。在一个实施例中，所述至少一个或多个药物洗脱组分中的至少一个的载体基质包括非吸收性聚合物和生物吸收性聚合物。在一个实施例中，生物吸收性聚合物包括聚己内酯、聚乳酸、聚乙醇酸、聚乙二醇、或它们的组合。在一个实施例中，所述至少一个或多个药物洗脱组分中的至少一个的生物吸收性聚合物包括易蚀性陶瓷。在一个实施例中，所述至少一个或多个药物洗脱组分中的至少一个的生物吸收性聚合物包括生物稳定性陶瓷。在一个实施例中，所述至少一个或多个药物洗脱组分中的至少一个的生物吸收性聚合物包括天然生物聚合物。在一个实施例中，天然生物聚合物包括明胶、藻酸盐、脱乙酰壳多糖、胶原或透明质酸盐。

在一个实施例中，所述一个或多个药物洗脱组分中的至少一个包括非吸收性聚合物和可溶性添加剂。在另一个实施例中，非吸收性聚合物包括聚(甲基丙烯酸甲酯)。在另一个实施例中，可溶性添加剂包括聚乙二醇、聚乙烯醇、甘油、盐或水溶性结晶固体。

在一个实施例中，所述至少一个或多个药物洗脱组分中的至少一个的治疗剂包括浓度梯度。

在一个实施例中，所述至少一个或多个药物洗脱组分中的至少一个的治疗剂包括庆大霉素。在另一个实施例中，所述至少一个或多个药物洗脱组分中的至少一个的治疗剂包括甾体化合物。在另一个实施例中，甾体化合物为血管生成抑制性甾体化合物。在一个实施例中，所述至少一个或多个药物洗脱组分中的至少一个的治疗剂包括抗炎药物。在一个实施例中，所述至少一个或多个药物洗脱组分中的至少一个的治疗剂包括抗增殖化合物。在一个实施例中，所述至少一个或多个药物洗脱组分中的至少一个的治疗剂包括抗真菌化合物。在一个实施例中，所述至少一个或多个药物洗脱组分中的至少一个的治疗剂包括抗有丝分裂化合物。在一个实施例中，所述至少一个或多个药物洗脱组分中的至少一个的治疗剂包括抗代谢化合物。在一个实施例中，所述至少一个或多个药物洗脱组分中的至少一个的治疗剂包括镇痛药。在一个实施例中，所述至少一个或多个药物洗脱组分中的至少一个的治疗剂包括皮质类固醇。在一个实施例中，所述至少一个或多个药物洗脱组分中的至少一个的治疗剂包括非甾族抗炎剂。在一个实施例中，所述至少一个或多个药物洗脱组分中的至少一个的治疗剂包括复合药。在一个实施例中，所述至少一个或多个药物洗脱组分中的至少一个的治疗剂包括生长因子。在一个实施例中，生长因子包括骨形态生成蛋白2。在一个实施例中，所述至少一个或多个药物洗脱组分中的至少一个的治疗剂包括局部麻醉剂。在一个实施例中，局部麻醉剂包括利多卡因。

在一个实施例中，贮存器区域的形状和尺寸被设计为当所述至少一个或多个药物洗脱组分处于固化状态时保持所述至少一个或多个药物洗脱组分。

在一个实施例中，药物洗脱外科螺钉还包括还包括唇缘，所述唇缘的构造和尺寸被设计为当所述至少一个或多个药物洗脱组分处于固化状态时保持药物洗脱组分。

在一个实施例中，药物洗脱外科螺钉还包括至少两个药物洗脱组分。

在一个实施例中，本发明为一种制造药物洗脱外科螺钉的方法，所述方法包括使药物洗脱组分与溶剂混合以形成溶液，所述药物洗脱组分包括载体基质和治疗剂，所述治疗剂在药物洗脱外科螺钉的任何植入之前为所述药物洗脱组分的至少约20重量％；加热溶液以蒸发溶剂并且形成膜；将膜的至少一部分配置成与外科螺钉的驱动凹陷部互补的尺寸和形状；将膜的至少一部分放置到外科螺钉的驱动凹陷部内；加热膜的至少一部分以适形于驱动凹陷部的横截面的尺寸和形状；以及利用成形工具将受热膜的至少一部分挤压到驱动凹陷部内。成形工具优选地用于将足够的压力施加到受热膜，以在膜与外科螺钉之间产生粘结。

在一个实施例中，本发明为一种制造药物洗脱外科螺钉的方法，所述方法包括配混药物洗脱组分，所述药物洗脱组分包括载体基质和治疗剂，所述治疗剂在药物洗脱外科螺钉的任何植入之前为药物洗脱组分的至少约20重量％；挤出配混药物洗脱组分以形成膜；将膜的至少一部分配置成与外科螺钉的驱动凹陷部互补的尺寸和形状；将膜的至少一部分放置到外科螺钉的驱动凹陷部内；加热膜的至少一部分以适形于驱动凹陷部的横截面的尺寸和形状；以及利用成形工具将受热膜的至少一部分挤压到驱动凹陷部内。

在一个实施例中，本发明为一种制造药物洗脱外科螺钉的方法，所述方法包括配混药物洗脱组分，所述药物洗脱组分包括载体基质和治疗剂，所述治疗剂在药物洗脱外科螺钉的任何植入之前为药物洗脱组分的至少约20重量％；压塑配混的药物洗脱组分以形成膜；将膜的至少一部分配置成与外科螺钉的驱动凹陷部互补的尺寸和形状；将膜的至少一部分放置到外科螺钉的驱动凹陷部内；加热膜的至少一部分以适形于驱动凹陷部的横截面的尺寸和形状；以及利用成形工具将受热膜的至少一部分挤压到驱动凹陷部内。

在一个实施例中，连续地重复每个步骤以将另外的药物洗脱组分添加到外科螺钉的驱动凹陷部。

在一个实施例中，药物洗脱组分被配置成从药物洗脱外科螺钉被植入动物内时起在三天周期内洗脱治疗剂的至少约80％。

在一个实施例中，治疗剂的浓度在药物洗脱外科螺钉的任何植入之前为药物洗脱组分的约20重量％和约60重量％之间。

在一个实施例中，治疗剂的浓度在药物洗脱外科螺钉的任何植入之前为药物洗脱组分的约20重量％和约40重量％之间。

在一个实施例中，载体基质包括生物吸收性聚合物。在一个实施例中，生物吸收性聚合物包括聚己内酯、聚乳酸、聚乙醇酸、聚乙二醇、或它们的组合。在一个实施例中，载体基质包括聚乙二醇、聚乙烯醇、甘油、盐或水溶性结晶固体。在一个实施例中，载体基质包括二氧化硅、羟基磷灰石、磷酸钙、生物玻璃或它们的组合。在一个实施例中，载体基质包括疏水性生物吸收性聚合物。在一个实施例中，疏水性生物吸收性聚合物包括在植入体内之后利用水溶胀的水溶胀性添加剂。在一个实施例中，载体基质包括非吸收性聚合物。在另一个实施例中，非吸收性聚合物包括聚(甲基丙烯酸甲酯)。在一个实施例中，载体基质包括非吸收性聚合物和生物吸收性聚合物。在一个实施例中，生物吸收性聚合物包括聚己内酯、聚乳酸、聚乙醇酸、聚乙二醇、或它们的组合。在一个实施例中，生物吸收性聚合物包括易蚀性陶瓷。在一个实施例中，生物吸收性聚合物包括生物稳定性陶瓷。在一个实施例中，生物吸收性聚合物包括天然生物聚合物。在另一个实施例中，天然生物聚合物包括明胶、藻酸盐、脱乙酰壳多糖、胶原或透明质酸盐。

在一个实施例中，药物洗脱组分包括非吸收性聚合物和可溶性添加剂。在一个实施例中，非吸收性聚合物包括聚(甲基丙烯酸甲酯)。在一个实施例中，可溶性添加剂包括聚乙二醇、聚乙烯醇、甘油、盐或水溶性结晶固体。

在一个实施例中，药物洗脱组分包括浓度梯度。

在一个实施例中，治疗剂包括庆大霉素。在另一个实施例中，治疗剂包括甾体化合物。在一个实施例中，甾体化合物为血管生成抑制性甾体化合物。在一个实施例中，治疗剂包括抗炎药物。在一个实施例中，治疗剂包括抗增殖化合物。在一个实施例中，治疗剂包括抗真菌化合物。在一个实施例中，治疗剂包括抗有丝分裂化合物。在一个实施例中，治疗剂包括抗代谢化合物。在一个实施例中，治疗剂包括镇痛药。在一个实施例中，治疗剂包括皮质类固醇。在一个实施例中，治疗剂包括非甾族抗炎剂。在一个实施例中，治疗剂包括复合药。在一个实施例中，治疗剂包括生长因子。在一个实施例中，生长因子包括骨形态生成蛋白2。在另一个实施例中，治疗剂包括局部麻醉剂。在一个实施例中，局部麻醉剂包括利多卡因。

本发明的一个实施例为药物洗脱外科螺钉，所述药物洗脱外科螺钉包括具有螺纹部分的轴；具有设置在轴的近侧端部处的驱动凹陷部的头部，所述驱动凹陷部具有贮存器区域和驱动器接合区域；和药物洗脱组分，所述药物洗脱组分以如下方式设置在驱动凹陷部的贮存器区域内：当驱动器可操作地设置在驱动器接合区域内时基本上不削弱驱动器和外科螺钉之间的连接，所述药物洗脱组分包括载体基质和治疗剂，所述治疗剂在药物洗脱外科螺钉的任何植入之前为药物洗脱组分的至少约20重量％。

在一个实施例中，药物洗脱组分被配置成从药物洗脱外科螺钉被植入动物内时起在三天周期内洗脱治疗剂的至少约80％。在另一个实施例中，治疗剂的浓度在药物洗脱外科螺钉的任何植入之前为药物洗脱组分的约20重量％和约60重量％之间。在另一个实施例中，治疗剂的浓度在药物洗脱外科螺钉的任何植入之前为药物洗脱组分的约20重量％和约40重量％之间。

在一个实施例中，贮存器区域限定贮存器体积，驱动凹陷部限定驱动凹陷部体积，并且贮存器体积为驱动凹陷部体积的约10％至约12％。

在另一个实施例中，驱动凹陷部的贮存器区域与驱动器接合区域相邻，并且药物洗脱组分不延伸到驱动器接合区域中。

在某些实施例中，载体基质包括聚己内酯、聚乳酸、聚乙醇酸、聚乙二醇、或它们的组合。

在一个实施例中，治疗剂包括庆大霉素。

在其它实施例中，贮存器区域的形状和尺寸被设计为在药物洗脱组分处于固化状态时保持药物洗脱组分。

在另一个实施例中，药物洗脱外科螺钉还包括唇缘，所述唇缘的构造和尺寸被设计为在药物洗脱组分处于固化状态时保持药物洗脱组分。

在一个实施例中，本发明涉及一种制造药物洗脱外科螺钉的方法，所述方法包括使药物洗脱组分与溶剂混合以形成溶液，所述药物洗脱组分包括载体基质和治疗剂，所述治疗剂在药物洗脱外科螺钉的任何植入之前为药物洗脱组分的至少约20重量％；加热溶液以蒸发溶剂并且形成膜；将膜的至少一部分配置成与外科螺钉的驱动凹陷部互补的尺寸和形状；将膜的至少一部分放置到外科螺钉的驱动凹陷部内；加热膜的至少一部分以适形于驱动凹陷部的横截面的尺寸和形状；以及利用成形工具将受热膜的至少一部分挤压到驱动凹陷部内。成形工具优选地用于将足够的压力施加到受热膜，以在膜与外科螺钉之间产生粘结。

在一个实施例中，药物洗脱组分被配置成从药物洗脱外科螺钉被植入动物内时起在三天周期内洗脱治疗剂的至少约80％。在另一个实施例中，治疗剂在药物洗脱外科螺钉的任何植入之前为药物洗脱组分的约20重量％至约60重量％。在另一个实施例中，治疗剂的浓度在药物洗脱外科螺钉的任何植入之前为药物洗脱组分的约20重量％和约40重量％之间。

在一个实施例中，载体基质包括聚己内酯、聚乳酸、聚乙醇酸、聚乙二醇、或它们的组合。

在某些实施例中，治疗剂包括庆大霉素。

附图说明

上文的概述以及下文的本发明的实施例的具体实施方式在结合示例性实施例的附图阅读时将更好地理解。然而应当理解，本发明不限于所示的精确布置方式和工具。

在附图中：

图1A和图1B分别为根据一个实施例的外科螺钉的顶视图和侧面透视局部剖视图；

图2A和图2B分别为在驱动凹陷部中具有药物洗脱基质的外科螺钉的实施例的顶视图和侧面透视局部剖视图；

图3A和图3B分别为在驱动凹陷部中具有药物洗脱基质和扩散阻隔层的外科螺钉的实施例的顶视图和侧面透视局部剖视图；

图4A和图4B分别为在驱动凹陷部中具有含两种不同药物的两个药物洗脱基质层的外科螺钉的实施例的顶视图和侧面透视局部剖视图；

图5A和图5B分别为在驱动凹陷部中具有呈梯度药物浓度的药物洗脱基质的外科螺钉的实施例的顶视图和侧面透视局部剖视图；

图6A和图6B分别为具有添加到驱动凹陷部的底部的附加贮存器并且在驱动凹陷部中具有药物洗脱基质的外科螺钉的实施例的顶视图和侧面透视局部剖视图；并且

图7A和图7B分别为具有唇缘的外科螺钉的实施例的顶视图和侧面透视局部剖视图，所述唇缘的构造和尺寸被设计为在药物洗脱组分处于固化状态时保持药物洗脱组分。

具体实施方式

参考附图，本发明的各种实施例在下文中进行更充分地描述。本发明的一些实施例而非全部实施例被示出。实际上，本发明的各种实施例可以多个不同的形式来实施并且不应理解为是受到明确描述的实施例的限制。类似的标号在全文中代表类似的元件。除非上下文另行明确规定，否则单数形式“一个”和“所述”包括单数和复数。

如在图1A-7B中大体所示，本发明的实施例涉及外科螺钉100。在一些实施例中，外科螺钉具有轴110。在一个实施例中，轴110具有螺纹部分120。在某些实施例中，外科螺钉100包括设置在轴110的近侧端部130处的头部140。在一个实施例中，头部140具有驱动凹陷部150。在一个实施例中，驱动凹陷部150为六边形形状。尽管被示为六边形形状，但应当设想到，驱动凹陷部150的形状可按照适于将插入力分布在整个螺钉上的任何方式进行配置，例如，其它多边形或大体多边形的形状、半圆形、狭槽、十字槽、梅花槽星形、或多个圆洞。

参见图2B，在某些实施例中，驱动凹陷部150具有贮存器区域160和驱动器接合区域170。如通过比较图2B和图6B可见，在某些实施例中，贮存器区域160可具有不同的形状和深度。贮存器区域160可为螺钉100的头部140的任何区域，所述区域可以以如下方式涂覆有药物洗脱组分200：当驱动器可操作地设置在驱动器接合区域170内时将基本上不削弱驱动器和外科螺钉100之间的连接。驱动器接合区域170可为螺钉100的头部140的任何区域，所述区域涂覆或未涂覆有药物洗脱组分200，所述区域可当驱动器可操作地设置在头部140内时与驱动器接合。贮存器区域160和驱动器接合区域170不必为专用的并且可重叠。

在一个实施例中，贮存器区域160限定贮存器体积210，驱动凹陷部150限定驱动器凹陷部体积220，并且贮存器体积210为驱动器凹陷部体积的约10％至约12％。在其它实施例中，贮存器体积210为驱动器凹陷部体积220的约8％、约8.5％、约9％、约9.5％、约10％、约10.5％、约11％、约11.5％、约12％、约12.5％、约13％、约13.5％、约14％、或可从前述百分比确定的任何范围(例如，约8％至约9.5％或约8.5％至约13％)。

在某些实施例中，多个药物洗脱组分层可层合到驱动凹陷部150的贮存器区域160内，以允许多种治疗剂以不同速率、连续地、或同时以不同的浓度进行释放。这些层中的一个可不包含治疗剂，但可用作阻隔层以抑制药物的扩散。可充当阻隔层的示例性材料包括生物吸收性聚合物(例如，聚己内酯或聚乙交酯)、天然脂肪酸(例如，棕榈酸或硬脂酸)和天然生物聚合物(例如，胶原或藻酸盐)。

如图3B所示，在一个实施例中，扩散阻隔层300和药物洗脱组分200均设置在驱动凹陷部150的贮存器区域160内。

另外，图4B示出了外科螺钉的示例性视图，其中两个药物洗脱组分(药物洗脱组分200和药物洗脱组分400)设置在驱动凹陷部150的贮存器区域160内。在一些实施例中，药物洗脱组分200和药物洗脱组分400包括不同的治疗剂。在其它实施例中，药物洗脱组分200和药物洗脱组分400被配置成以不同的释放速率洗脱治疗剂。

图5B示出了具有呈梯度浓度的药物洗脱组分500的本发明的示例性实施例，例如，治疗剂在表面处具有较小浓度并且在较深深度处具有逐渐变大的浓度，或者作为另外一种选择，治疗剂在表面处具有较大的浓度并且在较深深度处具有逐渐变小的浓度。

如在图2B中大体所示，本发明的一个实施例包括设置在驱动凹陷部150的贮存器区域160内的药物洗脱组分200。在某些实施例中，药物洗脱组分200以如下方式被定位成：使其当驱动器可操作地设置在驱动器接合区域170内时基本上不削弱驱动器和外科螺钉100之间的连接。例如，如图2B所示，药物洗脱组分200可定位在头部140的基底230处。在其它实施例中，驱动凹陷部150的贮存器区域160与驱动器接合区域170相邻，并且药物洗脱组分200不延伸到驱动器接合区域170内。

在一个实施例中，贮存器区域160的形状和尺寸被设计为在药物洗脱组分200处于固化状态时保持药物洗脱组分200。例如，如图7A和图7B所示，外科螺钉100包括唇缘700，所述唇缘700的构造和尺寸被设计为在药物洗脱组分200处于固化状态时保持药物洗脱组分200。

在一个实施例中，药物洗脱组分200包括含治疗剂的载体基质。在某些实施例中，载体基质包括有利于治疗剂进入体内的释放速率的材料，例如，聚合物、陶瓷、或水凝胶。在一个实施例中，载体基质包括生物吸收性聚合物，例如，聚己内酯、聚乳酸、聚乙醇酸、聚乙二醇、或它们的组合。

在其它实施例中，载体基质包括可溶性添加剂，所述可溶性添加剂以受控的速率溶解，由此产生孔以供治疗剂可穿过其洗脱。可溶性添加剂的例子将包括聚乙二醇、聚乙烯醇、甘油、盐或水溶性结晶固体。通过改变可溶性添加剂的量，可修改治疗剂的洗脱速率。具有不同释放速率的某些实施例可通过具有多个药物洗脱组分来实现，每个药物洗脱组分包括具有不同可溶性添加剂的不同生物吸收性基质。

在另一个实施例中，载体基质包括疏水性生物吸收性聚合物，所述疏水性生物吸收性聚合物包含在植入体内后利用水溶胀的水溶胀性添加剂，从而允许治疗剂以增大的速率释放。通过改变水溶胀性添加剂的量，可修改治疗剂的洗脱速率。

在一个实施例中，载体基质包括非吸收性聚合物，例如，聚(甲基丙烯酸甲酯)。

在另一个实施例中，载体基质包括非吸收性聚合物和可溶性添加剂，例如，聚乙二醇、聚乙烯醇、甘油、盐或水溶性结晶固体。可溶性添加剂以受控的速率溶解，由此在非吸收性基质中产生孔以供治疗剂可穿过其洗脱。

在某些实施例中，载体基质包括生物吸收性聚合物和非吸收性聚合物的共混物。

在其它实施例中，载体基质包括易蚀性或生物稳定性陶瓷，例如，二氧化硅、羟基磷灰石、磷酸钙、生物玻璃、或它们的组合。

在一个实施例中，载体基质包括天然生物聚合物，例如，明胶、藻酸盐、脱乙酰壳多糖、胶原或透明质酸盐。

在一个实施例中，治疗剂包括抗生素或多种抗生素的组合。在一个实施例中，治疗剂包括庆大霉素。

在其它实施例中，治疗剂包括甾体化合物、抗炎药物、抗增殖化合物、抗真菌化合物、抗有丝分裂化合物、抗代谢化合物、镇痛药、皮质类固醇、血管生成抑制性甾体化合物、非甾族抗炎剂、和/或复合药。

在某些实施例中，治疗剂包括生长因子，例如，骨形态生成蛋白2(BMP-2)。在其它实施例中，治疗剂包括局部麻醉剂，例如，利多卡因。

在某些实施例中，治疗剂可完全溶解到有利于其释放到体内的材料内，或者可作为离散的颗粒保持在该材料内。

在一个实施例中，治疗剂在药物洗脱外科螺钉100的任何植入之前占药物洗脱组分的至少约20重量％。在一个实施例中，治疗剂在药物洗脱外科螺钉100的任何植入之前占药物洗脱组分的约20重量％和约60重量％之间。在一个实施例中，治疗剂在药物洗脱外科螺钉100的任何植入之前占药物洗脱组分的约20重量％和约40重量％之间。在其它实施例中，治疗剂在药物洗脱外科螺钉100的任何植入之前占药物洗脱组分的约20重量％、约21重量％、约22重量％、约23重量％、约24重量％、约25重量％、约26重量％、约27重量％、约28重量％、约29重量％、约30重量％、约31重量％、约32重量％、约33重量％、约34重量％、约35重量％、约36重量％、约37重量％、约38重量％、约39重量％、约40重量％、约41重量％、约42重量％、约43重量％、约44重量％、约45重量％、约46重量％、约47重量％、约48重量％、约49重量％、约50重量％、约51重量％、约52重量％、约53重量％、约54重量％、约55重量％、约56重量％、约57重量％、约58重量％、约59重量％、约60重量％、或可从前述重量百分比确定的任何范围(例如，约51重量％至约55重量％、或约30重量％至约52重量％)。

在一个实施例中，药物洗脱组分200被配置成从药物洗脱外科螺钉100被植入动物内时起在三天周期内洗脱治疗剂的至少约80％。在其它实施例中，药物洗脱组分200被配置成从药物洗脱外科螺钉100植入动物内时起在一天、两天、三天、四天、五天、六天、七天或可从前述天数确定的任何范围(例如，1-3天或3-4天)周期内洗脱治疗剂的约50％、约51％、约52％、约53％、约54％、约55％、约56％、约57％、约58％、约59％、约60％、约61％、约62％、约63％、约64％、约65％、约66％、约67％、约68％、约69％、约70％、约71％、约72％、约73％、约74％、约75％、约76％、约77％、约78％、约79％、约80％、约81％、约82％、约83％、约84％、约85％、约86％、约87％、约88％、约89％、约90％、约91％、约92％、约93％、约94％、约95％、约96％、约97％、约98％、约99％、约100％、或可从前述百分比确定的任何范围(例如，约50％至约77％或约85％至约94％)。

在一个实施例中，本发明包括制造药物洗脱外科螺钉100的方法。在一个实施例中，所述方法包括形成源于药物洗脱组分的膜。在一个实施例中，通过以下方式形成膜：使药物洗脱组分与溶剂混合以形成溶液，并且加热溶液以蒸发溶剂并且形成膜。在另一个实施例中，通过以下方式形成膜：使药物洗脱组分经受熔融工艺(例如，通过包括配混的工艺)，并且随后使熔融的药物洗脱组分经受挤出和压塑。在一个实施例中，在膜已形成之后，所述方法包括将膜的至少一部分配置成与外科螺钉的驱动凹陷部互补的尺寸和形状。在一个实施例中，所述方法还包括将膜的至少一部分放置到外科螺钉100的驱动凹陷部150内。在一个实施例中，在将膜的至少一部分放置到驱动凹陷部150内之后，加热膜的至少一部分以适形于驱动凹陷部的横截面的尺寸和形状。在一个实施例中，在加热膜的至少一部分之后，所述方法包括将受热膜的至少一部分挤压到驱动凹陷部150内。在一个实施例中，成形工具，例如，具有形状被设计为适配在驱动凹陷部内的端部的螺钉驱动器，用于在受热膜的至少一部分和驱动凹陷部侧壁之间形成充分的粘结，例如，通过将受热膜挤压到驱动凹陷部150内来用于。

在一个实施例中，重复上文所述的制造药物洗脱外科螺钉100的方法，以产生具有多个药物洗脱组分层的药物洗脱外科螺钉100，例如，如图4A和图4B所示。

在一个实施例中，本发明包括使用药物洗脱外科螺钉100来固定植入物(例如，固定板)的方法。在一个实施例中，所述方法包括在骨中例如通过钻孔形成腔体以用于接收药物洗脱螺钉100。所述方法还可包括相对于骨来放置具有小孔的植入物，所述小孔与腔体对准。所述方法还可包括利用驱动器来将药物洗脱螺钉100固定到骨，由此将植入物保持在骨与螺钉的头部之间。

在一个实施例中，本发明包括一种降低术后感染的风险的方法。在一个实施例中，所述方法包括手术之后利用药物洗脱外科螺钉100来将植入物固定在动物内。在某些实施例中，药物洗脱组分200将洗脱局部地位于植入物的表面处的抗生素，例如庆大霉素，由此降低感染的风险。

本领域的技术人员将认识到，在不脱离本发明的广义发明构思的情况下，可对上文所示和所述的示例性实施例作出修改。因此，应当理解，本发明不限于所示和所述的示例性实施例，而是旨在涵盖如权利要求书所限定的本发明的实质和范围内的修改。例如，示例性实施例的具体特征可以是或可以不是受权利要求书保护的发明的一部分，并且可将所公开的实施例的特征加以组合。

应当理解，为清楚理解本发明，本发明的附图和说明中的至少一些已经简化以专注于相关的元件，同时为清楚起见，省去本领域普通技术人员将认识到也可构成本发明一部分的其他元件。然而，由于此类元件是本领域熟知的，并且由于它们不必然地有利于更好地理解本发明，所以本文不提供对此类元件的说明。

另外，在方法不依赖于本文所示的步骤的特定顺序的程度上，步骤的特定顺序不应视为对权利要求书的限制。涉及本发明方法的权利要求不应限于以书写的顺序执行其步骤，并且本领域的技术人员可容易地认识到这些步骤可以变化并仍在本发明的实质和范围内。

Claims (20)

1.一种药物洗脱外科螺钉，包括：

具有螺纹部分的轴；

具有设置在所述轴的近侧端部处的驱动凹陷部的头部，所述驱动凹陷部具有贮存器区域和驱动器接合区域；以及

药物洗脱膜，所述药物洗脱膜以如下方式设置在所述驱动凹陷部的贮存器区域内：当驱动器可操作地设置在所述驱动器接合区域内时基本上不削弱所述驱动器和所述外科螺钉之间的连接，

其中，所述药物洗脱膜粘结至所述驱动凹陷部的侧壁，

其中，所述药物洗脱膜包括载体基质和治疗剂的混合物，所述治疗剂在所述药物洗脱外科螺钉的任何植入之前为所述药物洗脱膜的至少20重量%，所述治疗剂包括抗生素或抗生素的组合；

其中，所述药物洗脱膜被配置成从植入起在一天至七天的周期内洗脱所述治疗剂的重量的50%至100%。

2.根据权利要求1所述的药物洗脱外科螺钉，其中所述药物洗脱膜的所述治疗剂的浓度在所述药物洗脱外科螺钉的任何植入之前为所述药物洗脱膜的20重量%和60重量%之间。

3.根据权利要求2所述的药物洗脱外科螺钉，其中所述治疗剂的浓度在所述药物洗脱外科螺钉的任何植入之前为所述药物洗脱膜的20重量%和40重量%之间。

4.根据权利要求1所述的药物洗脱外科螺钉，其中所述药物洗脱膜被配置成从所述药物洗脱外科螺钉被植入动物中时起在三天周期内洗脱其治疗剂的至少80%。

5.根据权利要求1所述的药物洗脱外科螺钉，其中所述贮存器区域限定贮存器体积，所述驱动凹陷部限定驱动凹陷部体积，并且所述贮存器体积为所述驱动凹陷部体积的10%至12%。

6.根据权利要求1所述的药物洗脱外科螺钉，其中所述驱动凹陷部的贮存器区域与所述驱动器接合区域相邻并且所述药物洗脱膜不延伸到所述驱动器接合区域中。

7.根据权利要求1所述的药物洗脱外科螺钉，其中所述药物洗脱膜的载体基质包括生物吸收性聚合物。

8.根据权利要求7所述的药物洗脱外科螺钉，其中所述生物吸收性聚合物包括聚己内酯、聚乳酸、聚乙醇酸、聚乙二醇、或它们的组合。

9.根据权利要求1所述的药物洗脱外科螺钉，其中所述药物洗脱膜的载体基质包括聚乙二醇、聚乙烯醇、甘油、盐或水溶性结晶固体。

10.根据权利要求1所述的药物洗脱外科螺钉，其中所述药物洗脱膜的载体基质包括二氧化硅、羟基磷灰石、磷酸钙、生物玻璃或它们的组合。

11.根据权利要求1所述的药物洗脱外科螺钉，其中所述药物洗脱膜的载体基质包括疏水性生物吸收性聚合物。

12.根据权利要求1所述的药物洗脱外科螺钉，其中所述药物洗脱膜的载体基质包括非吸收性聚合物。

13.根据权利要求1所述的药物洗脱外科螺钉，其中所述药物洗脱膜的载体基质包括非吸收性聚合物和生物吸收性聚合物。

14.根据权利要求1所述的药物洗脱外科螺钉，其中所述药物洗脱膜的载体基质包括易蚀性陶瓷或生物稳定性陶瓷。

15.根据权利要求1所述的药物洗脱外科螺钉，其中所述药物洗脱膜的载体基质包括非吸收性聚合物和可溶性添加剂。

16.根据权利要求1所述的药物洗脱外科螺钉，其中所述药物洗脱膜包括浓度梯度。

17.根据权利要求1所述的药物洗脱外科螺钉，其中所述药物洗脱膜的治疗剂包括庆大霉素。

18.根据权利要求1所述的药物洗脱外科螺钉，其中所述贮存器区域的形状和尺寸被设计为当所述药物洗脱膜处于固化状态时保持所述药物洗脱膜。

19.根据权利要求1所述的药物洗脱外科螺钉，还包括唇缘，所述唇缘的构造和尺寸被设计为当所述药物洗脱膜处于固化状态时保持所述药物洗脱膜。

20.根据权利要求1所述的药物洗脱外科螺钉，还包括至少两个药物洗脱膜。