JP2023059926A - インプラント及び他の基材用のジルコニウム及びリン酸チタンコーティング - Google Patents
インプラント及び他の基材用のジルコニウム及びリン酸チタンコーティング Download PDFInfo
- Publication number
- JP2023059926A JP2023059926A JP2023023982A JP2023023982A JP2023059926A JP 2023059926 A JP2023059926 A JP 2023059926A JP 2023023982 A JP2023023982 A JP 2023023982A JP 2023023982 A JP2023023982 A JP 2023023982A JP 2023059926 A JP2023059926 A JP 2023059926A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- phosphate
- substrate
- coating
- zirconium
- titanium
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
- 238000000576 coating method Methods 0.000 title claims abstract description 229
- 239000000758 substrate Substances 0.000 title claims abstract description 167
- JUWGUJSXVOBPHP-UHFFFAOYSA-B titanium(4+);tetraphosphate Chemical compound [Ti+4].[Ti+4].[Ti+4].[O-]P([O-])([O-])=O.[O-]P([O-])([O-])=O.[O-]P([O-])([O-])=O.[O-]P([O-])([O-])=O JUWGUJSXVOBPHP-UHFFFAOYSA-B 0.000 title claims abstract description 85
- 239000007943 implant Substances 0.000 title claims abstract description 62
- 229910052726 zirconium Inorganic materials 0.000 title claims description 34
- QCWXUUIWCKQGHC-UHFFFAOYSA-N Zirconium Chemical compound [Zr] QCWXUUIWCKQGHC-UHFFFAOYSA-N 0.000 title claims description 32
- 239000011248 coating agent Substances 0.000 claims abstract description 180
- LEHFSLREWWMLPU-UHFFFAOYSA-B zirconium(4+);tetraphosphate Chemical compound [Zr+4].[Zr+4].[Zr+4].[O-]P([O-])([O-])=O.[O-]P([O-])([O-])=O.[O-]P([O-])([O-])=O.[O-]P([O-])([O-])=O LEHFSLREWWMLPU-UHFFFAOYSA-B 0.000 claims abstract description 145
- 229910000166 zirconium phosphate Inorganic materials 0.000 claims abstract description 144
- 238000000034 method Methods 0.000 claims abstract description 93
- 238000001727 in vivo Methods 0.000 claims abstract description 14
- 239000002243 precursor Substances 0.000 claims description 77
- 239000006185 dispersion Substances 0.000 claims description 74
- 239000010936 titanium Substances 0.000 claims description 56
- 229910052719 titanium Inorganic materials 0.000 claims description 54
- RTAQQCXQSZGOHL-UHFFFAOYSA-N Titanium Chemical compound [Ti] RTAQQCXQSZGOHL-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 53
- MCMNRKCIXSYSNV-UHFFFAOYSA-N Zirconium dioxide Chemical compound O=[Zr]=O MCMNRKCIXSYSNV-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 48
- 239000004696 Poly ether ether ketone Substances 0.000 claims description 46
- 229920002530 polyetherether ketone Polymers 0.000 claims description 46
- -1 polypropylene Polymers 0.000 claims description 41
- NBIIXXVUZAFLBC-UHFFFAOYSA-K phosphate Chemical compound [O-]P([O-])([O-])=O NBIIXXVUZAFLBC-UHFFFAOYSA-K 0.000 claims description 40
- 229910019142 PO4 Inorganic materials 0.000 claims description 39
- 239000010452 phosphate Substances 0.000 claims description 38
- 239000001506 calcium phosphate Substances 0.000 claims description 37
- QORWJWZARLRLPR-UHFFFAOYSA-H tricalcium bis(phosphate) Chemical compound [Ca+2].[Ca+2].[Ca+2].[O-]P([O-])([O-])=O.[O-]P([O-])([O-])=O QORWJWZARLRLPR-UHFFFAOYSA-H 0.000 claims description 32
- 239000000203 mixture Substances 0.000 claims description 29
- 239000004094 surface-active agent Substances 0.000 claims description 29
- 239000002245 particle Substances 0.000 claims description 28
- 239000000463 material Substances 0.000 claims description 27
- 235000011010 calcium phosphates Nutrition 0.000 claims description 25
- 229910052588 hydroxylapatite Inorganic materials 0.000 claims description 25
- XYJRXVWERLGGKC-UHFFFAOYSA-D pentacalcium;hydroxide;triphosphate Chemical compound [OH-].[Ca+2].[Ca+2].[Ca+2].[Ca+2].[Ca+2].[O-]P([O-])([O-])=O.[O-]P([O-])([O-])=O.[O-]P([O-])([O-])=O XYJRXVWERLGGKC-UHFFFAOYSA-D 0.000 claims description 25
- 239000002105 nanoparticle Substances 0.000 claims description 24
- 239000007762 w/o emulsion Substances 0.000 claims description 24
- 229910000389 calcium phosphate Inorganic materials 0.000 claims description 22
- 210000000988 bone and bone Anatomy 0.000 claims description 21
- 229910045601 alloy Inorganic materials 0.000 claims description 20
- 239000000956 alloy Substances 0.000 claims description 20
- 229920000642 polymer Polymers 0.000 claims description 20
- NBIIXXVUZAFLBC-UHFFFAOYSA-N Phosphoric acid Chemical compound OP(O)(O)=O NBIIXXVUZAFLBC-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 18
- 239000007788 liquid Substances 0.000 claims description 17
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 claims description 15
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 claims description 14
- 239000002184 metal Substances 0.000 claims description 14
- 239000003960 organic solvent Substances 0.000 claims description 13
- 235000011007 phosphoric acid Nutrition 0.000 claims description 12
- PNEYBMLMFCGWSK-UHFFFAOYSA-N aluminium oxide Inorganic materials [O-2].[O-2].[O-2].[Al+3].[Al+3] PNEYBMLMFCGWSK-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 11
- 238000000605 extraction Methods 0.000 claims description 11
- 238000002156 mixing Methods 0.000 claims description 11
- 239000000919 ceramic Substances 0.000 claims description 8
- 229920001652 poly(etherketoneketone) Polymers 0.000 claims description 8
- 229920002492 poly(sulfone) Polymers 0.000 claims description 8
- 239000010935 stainless steel Substances 0.000 claims description 8
- 229910001220 stainless steel Inorganic materials 0.000 claims description 8
- VXUYXOFXAQZZMF-UHFFFAOYSA-N titanium(IV) isopropoxide Chemical compound CC(C)O[Ti](OC(C)C)(OC(C)C)OC(C)C VXUYXOFXAQZZMF-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 8
- 150000002739 metals Chemical class 0.000 claims description 7
- 229910000147 aluminium phosphate Inorganic materials 0.000 claims description 6
- 239000004053 dental implant Substances 0.000 claims description 6
- 229910001000 nickel titanium Inorganic materials 0.000 claims description 6
- 229920002223 polystyrene Polymers 0.000 claims description 6
- 229910052715 tantalum Inorganic materials 0.000 claims description 6
- GUVRBAGPIYLISA-UHFFFAOYSA-N tantalum atom Chemical compound [Ta] GUVRBAGPIYLISA-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 6
- 229910000391 tricalcium phosphate Inorganic materials 0.000 claims description 6
- 235000019731 tricalcium phosphate Nutrition 0.000 claims description 6
- 229940078499 tricalcium phosphate Drugs 0.000 claims description 6
- 239000000788 chromium alloy Substances 0.000 claims description 5
- 238000005259 measurement Methods 0.000 claims description 5
- 238000009987 spinning Methods 0.000 claims description 5
- 238000005507 spraying Methods 0.000 claims description 5
- XJDNKRIXUMDJCW-UHFFFAOYSA-J titanium tetrachloride Chemical group Cl[Ti](Cl)(Cl)Cl XJDNKRIXUMDJCW-UHFFFAOYSA-J 0.000 claims description 5
- DUNKXUFBGCUVQW-UHFFFAOYSA-J zirconium tetrachloride Chemical group Cl[Zr](Cl)(Cl)Cl DUNKXUFBGCUVQW-UHFFFAOYSA-J 0.000 claims description 5
- 239000003242 anti bacterial agent Substances 0.000 claims description 4
- 229910000392 octacalcium phosphate Inorganic materials 0.000 claims description 4
- 238000009832 plasma treatment Methods 0.000 claims description 4
- ZGSOBQAJAUGRBK-UHFFFAOYSA-N propan-2-olate;zirconium(4+) Chemical compound [Zr+4].CC(C)[O-].CC(C)[O-].CC(C)[O-].CC(C)[O-] ZGSOBQAJAUGRBK-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 4
- YIGWVOWKHUSYER-UHFFFAOYSA-F tetracalcium;hydrogen phosphate;diphosphate Chemical compound [Ca+2].[Ca+2].[Ca+2].[Ca+2].OP([O-])([O-])=O.[O-]P([O-])([O-])=O.[O-]P([O-])([O-])=O YIGWVOWKHUSYER-UHFFFAOYSA-F 0.000 claims description 4
- LWIHDJKSTIGBAC-UHFFFAOYSA-K tripotassium phosphate Chemical compound [K+].[K+].[K+].[O-]P([O-])([O-])=O LWIHDJKSTIGBAC-UHFFFAOYSA-K 0.000 claims description 4
- POILWHVDKZOXJZ-ARJAWSKDSA-M (z)-4-oxopent-2-en-2-olate Chemical compound C\C([O-])=C\C(C)=O POILWHVDKZOXJZ-ARJAWSKDSA-M 0.000 claims description 3
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- 235000019739 Dicalciumphosphate Nutrition 0.000 claims description 3
- 239000004698 Polyethylene Substances 0.000 claims description 3
- 239000004743 Polypropylene Substances 0.000 claims description 3
- 229910003074 TiCl4 Inorganic materials 0.000 claims description 3
- YYRMJZQKEFZXMX-UHFFFAOYSA-L calcium bis(dihydrogenphosphate) Chemical compound [Ca+2].OP(O)([O-])=O.OP(O)([O-])=O YYRMJZQKEFZXMX-UHFFFAOYSA-L 0.000 claims description 3
- 229910000390 dicalcium phosphate Inorganic materials 0.000 claims description 3
- 229940038472 dicalcium phosphate Drugs 0.000 claims description 3
- RCJVRSBWZCNNQT-UHFFFAOYSA-N dichloridooxygen Chemical compound ClOCl RCJVRSBWZCNNQT-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- UARGAUQGVANXCB-UHFFFAOYSA-N ethanol;zirconium Chemical compound [Zr].CCO.CCO.CCO.CCO UARGAUQGVANXCB-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- 229910021389 graphene Inorganic materials 0.000 claims description 3
- 235000019691 monocalcium phosphate Nutrition 0.000 claims description 3
- 229910000150 monocalcium phosphate Inorganic materials 0.000 claims description 3
- UJVRJBAUJYZFIX-UHFFFAOYSA-N nitric acid;oxozirconium Chemical compound [Zr]=O.O[N+]([O-])=O.O[N+]([O-])=O UJVRJBAUJYZFIX-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- 229920000573 polyethylene Polymers 0.000 claims description 3
- 229920000139 polyethylene terephthalate Polymers 0.000 claims description 3
- 239000005020 polyethylene terephthalate Substances 0.000 claims description 3
- 229920001155 polypropylene Polymers 0.000 claims description 3
- UZXWWAFGEOYBQG-UHFFFAOYSA-N propan-2-olate;zirconium(2+) Chemical compound CC(C)O[Zr]OC(C)C UZXWWAFGEOYBQG-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- 229910052710 silicon Inorganic materials 0.000 claims description 3
- 239000010703 silicon Substances 0.000 claims description 3
- 229910000162 sodium phosphate Inorganic materials 0.000 claims description 3
- GBNXLQPMFAUCOI-UHFFFAOYSA-H tetracalcium;oxygen(2-);diphosphate Chemical compound [O-2].[Ca+2].[Ca+2].[Ca+2].[Ca+2].[O-]P([O-])([O-])=O.[O-]P([O-])([O-])=O GBNXLQPMFAUCOI-UHFFFAOYSA-H 0.000 claims description 3
- RYFMWSXOAZQYPI-UHFFFAOYSA-K trisodium phosphate Chemical compound [Na+].[Na+].[Na+].[O-]P([O-])([O-])=O RYFMWSXOAZQYPI-UHFFFAOYSA-K 0.000 claims description 3
- OLRBYEHWZZSYQQ-VVDZMTNVSA-N (e)-4-hydroxypent-3-en-2-one;propan-2-ol;titanium Chemical compound [Ti].CC(C)O.CC(C)O.C\C(O)=C/C(C)=O.C\C(O)=C/C(C)=O OLRBYEHWZZSYQQ-VVDZMTNVSA-N 0.000 claims description 2
- 239000007836 KH2PO4 Substances 0.000 claims description 2
- 229910007932 ZrCl4 Inorganic materials 0.000 claims description 2
- ZPWVASYFFYYZEW-UHFFFAOYSA-L dipotassium hydrogen phosphate Chemical compound [K+].[K+].OP([O-])([O-])=O ZPWVASYFFYYZEW-UHFFFAOYSA-L 0.000 claims description 2
- 229910000396 dipotassium phosphate Inorganic materials 0.000 claims description 2
- 235000019797 dipotassium phosphate Nutrition 0.000 claims description 2
- BNIILDVGGAEEIG-UHFFFAOYSA-L disodium hydrogen phosphate Chemical compound [Na+].[Na+].OP([O-])([O-])=O BNIILDVGGAEEIG-UHFFFAOYSA-L 0.000 claims description 2
- 229910000397 disodium phosphate Inorganic materials 0.000 claims description 2
- 235000019800 disodium phosphate Nutrition 0.000 claims description 2
- 235000019796 monopotassium phosphate Nutrition 0.000 claims description 2
- 229910000402 monopotassium phosphate Inorganic materials 0.000 claims description 2
- 235000019799 monosodium phosphate Nutrition 0.000 claims description 2
- ACVYVLVWPXVTIT-UHFFFAOYSA-N phosphinic acid Chemical compound O[PH2]=O ACVYVLVWPXVTIT-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- GNSKLFRGEWLPPA-UHFFFAOYSA-M potassium dihydrogen phosphate Chemical compound [K+].OP(O)([O-])=O GNSKLFRGEWLPPA-UHFFFAOYSA-M 0.000 claims description 2
- AJPJDKMHJJGVTQ-UHFFFAOYSA-M sodium dihydrogen phosphate Chemical compound [Na+].OP(O)([O-])=O AJPJDKMHJJGVTQ-UHFFFAOYSA-M 0.000 claims description 2
- ISIJQEHRDSCQIU-UHFFFAOYSA-N tert-butyl 2,7-diazaspiro[4.5]decane-7-carboxylate Chemical compound C1N(C(=O)OC(C)(C)C)CCCC11CNCC1 ISIJQEHRDSCQIU-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- JMXKSZRRTHPKDL-UHFFFAOYSA-N titanium ethoxide Chemical compound [Ti+4].CC[O-].CC[O-].CC[O-].CC[O-] JMXKSZRRTHPKDL-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- 235000019798 tripotassium phosphate Nutrition 0.000 claims description 2
- 229910000404 tripotassium phosphate Inorganic materials 0.000 claims description 2
- 235000019801 trisodium phosphate Nutrition 0.000 claims description 2
- 229910000406 trisodium phosphate Inorganic materials 0.000 claims description 2
- 229910052581 Si3N4 Inorganic materials 0.000 claims 2
- WAIPAZQMEIHHTJ-UHFFFAOYSA-N [Cr].[Co] Chemical class [Cr].[Co] WAIPAZQMEIHHTJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims 2
- 230000003115 biocidal effect Effects 0.000 claims 2
- FUFJGUQYACFECW-UHFFFAOYSA-L calcium hydrogenphosphate Chemical compound [Ca+2].OP([O-])([O-])=O FUFJGUQYACFECW-UHFFFAOYSA-L 0.000 claims 2
- 239000000470 constituent Substances 0.000 claims 1
- 238000007598 dipping method Methods 0.000 claims 1
- AQSJGOWTSHOLKH-UHFFFAOYSA-N phosphite(3-) Chemical class [O-]P([O-])[O-] AQSJGOWTSHOLKH-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims 1
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 35
- 235000021317 phosphate Nutrition 0.000 description 29
- 239000010410 layer Substances 0.000 description 26
- 238000004833 X-ray photoelectron spectroscopy Methods 0.000 description 15
- URLKBWYHVLBVBO-UHFFFAOYSA-N Para-Xylene Chemical group CC1=CC=C(C)C=C1 URLKBWYHVLBVBO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 14
- 239000000243 solution Substances 0.000 description 13
- 230000002378 acidificating effect Effects 0.000 description 11
- 230000010354 integration Effects 0.000 description 11
- 239000011148 porous material Substances 0.000 description 11
- 238000004528 spin coating Methods 0.000 description 11
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 10
- 239000004530 micro-emulsion Substances 0.000 description 10
- 238000001878 scanning electron micrograph Methods 0.000 description 10
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 description 9
- 239000000839 emulsion Substances 0.000 description 9
- 238000010883 osseointegration Methods 0.000 description 9
- 238000001179 sorption measurement Methods 0.000 description 9
- 239000011575 calcium Substances 0.000 description 8
- 210000004872 soft tissue Anatomy 0.000 description 8
- 229910052791 calcium Inorganic materials 0.000 description 7
- 239000004615 ingredient Substances 0.000 description 7
- 239000002904 solvent Substances 0.000 description 7
- AZUYLZMQTIKGSC-UHFFFAOYSA-N 1-[6-[4-(5-chloro-6-methyl-1H-indazol-4-yl)-5-methyl-3-(1-methylindazol-5-yl)pyrazol-1-yl]-2-azaspiro[3.3]heptan-2-yl]prop-2-en-1-one Chemical compound ClC=1C(=C2C=NNC2=CC=1C)C=1C(=NN(C=1C)C1CC2(CN(C2)C(C=C)=O)C1)C=1C=C2C=NN(C2=CC=1)C AZUYLZMQTIKGSC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- QTBSBXVTEAMEQO-UHFFFAOYSA-N Acetic acid Chemical compound CC(O)=O QTBSBXVTEAMEQO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N Atomic nitrogen Chemical compound N#N IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- OYPRJOBELJOOCE-UHFFFAOYSA-N Calcium Chemical compound [Ca] OYPRJOBELJOOCE-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- KFZMGEQAYNKOFK-UHFFFAOYSA-N Isopropanol Chemical compound CC(C)O KFZMGEQAYNKOFK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- RVGRUAULSDPKGF-UHFFFAOYSA-N Poloxamer Chemical compound C1CO1.CC1CO1 RVGRUAULSDPKGF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- 239000012298 atmosphere Substances 0.000 description 6
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 6
- 230000012010 growth Effects 0.000 description 6
- ZSIAUFGUXNUGDI-UHFFFAOYSA-N hexan-1-ol Chemical compound CCCCCCO ZSIAUFGUXNUGDI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- 238000004626 scanning electron microscopy Methods 0.000 description 6
- 238000003786 synthesis reaction Methods 0.000 description 6
- FAPWRFPIFSIZLT-UHFFFAOYSA-M Sodium chloride Chemical compound [Na+].[Cl-] FAPWRFPIFSIZLT-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 5
- GWEVSGVZZGPLCZ-UHFFFAOYSA-N Titan oxide Chemical compound O=[Ti]=O GWEVSGVZZGPLCZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 5
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 5
- 239000002131 composite material Substances 0.000 description 5
- 239000013078 crystal Substances 0.000 description 5
- 230000005660 hydrophilic surface Effects 0.000 description 5
- 239000012528 membrane Substances 0.000 description 5
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 description 5
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 description 5
- 229910052698 phosphorus Inorganic materials 0.000 description 5
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 description 5
- 108090000623 proteins and genes Proteins 0.000 description 5
- 102000004169 proteins and genes Human genes 0.000 description 5
- 239000012890 simulated body fluid Substances 0.000 description 5
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 5
- XDTMQSROBMDMFD-UHFFFAOYSA-N Cyclohexane Chemical compound C1CCCCC1 XDTMQSROBMDMFD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N Silicium dioxide Chemical compound O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 239000013504 Triton X-100 Substances 0.000 description 4
- 229920004890 Triton X-100 Polymers 0.000 description 4
- 238000010521 absorption reaction Methods 0.000 description 4
- 239000007864 aqueous solution Substances 0.000 description 4
- 230000008468 bone growth Effects 0.000 description 4
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 4
- 239000011247 coating layer Substances 0.000 description 4
- 238000004090 dissolution Methods 0.000 description 4
- 230000006870 function Effects 0.000 description 4
- 238000011835 investigation Methods 0.000 description 4
- 210000004379 membrane Anatomy 0.000 description 4
- 230000008569 process Effects 0.000 description 4
- 238000012360 testing method Methods 0.000 description 4
- LFQSCWFLJHTTHZ-UHFFFAOYSA-N Ethanol Chemical compound CCO LFQSCWFLJHTTHZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- KRHYYFGTRYWZRS-UHFFFAOYSA-N Fluorane Chemical compound F KRHYYFGTRYWZRS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 229920000463 Poly(ethylene glycol)-block-poly(propylene glycol)-block-poly(ethylene glycol) Polymers 0.000 description 3
- HEMHJVSKTPXQMS-UHFFFAOYSA-M Sodium hydroxide Chemical compound [OH-].[Na+] HEMHJVSKTPXQMS-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 3
- 238000004458 analytical method Methods 0.000 description 3
- 230000009286 beneficial effect Effects 0.000 description 3
- 238000005422 blasting Methods 0.000 description 3
- 238000009835 boiling Methods 0.000 description 3
- 238000001035 drying Methods 0.000 description 3
- 239000000835 fiber Substances 0.000 description 3
- 239000011521 glass Substances 0.000 description 3
- 229910052500 inorganic mineral Inorganic materials 0.000 description 3
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 3
- 239000011159 matrix material Substances 0.000 description 3
- 229910000000 metal hydroxide Inorganic materials 0.000 description 3
- 150000004692 metal hydroxides Chemical class 0.000 description 3
- 239000006262 metallic foam Substances 0.000 description 3
- 239000011707 mineral Substances 0.000 description 3
- 229910052757 nitrogen Inorganic materials 0.000 description 3
- 239000003921 oil Substances 0.000 description 3
- 239000000843 powder Substances 0.000 description 3
- 239000000047 product Substances 0.000 description 3
- 239000002994 raw material Substances 0.000 description 3
- 150000003839 salts Chemical class 0.000 description 3
- 238000003860 storage Methods 0.000 description 3
- 210000001519 tissue Anatomy 0.000 description 3
- 238000012876 topography Methods 0.000 description 3
- QGZKDVFQNNGYKY-UHFFFAOYSA-N Ammonia Chemical compound N QGZKDVFQNNGYKY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 102000007350 Bone Morphogenetic Proteins Human genes 0.000 description 2
- 108010007726 Bone Morphogenetic Proteins Proteins 0.000 description 2
- 241001465754 Metazoa Species 0.000 description 2
- 241000283973 Oryctolagus cuniculus Species 0.000 description 2
- OAICVXFJPJFONN-UHFFFAOYSA-N Phosphorus Chemical compound [P] OAICVXFJPJFONN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229920003171 Poly (ethylene oxide) Polymers 0.000 description 2
- XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N Silicon Chemical compound [Si] XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910010413 TiO 2 Inorganic materials 0.000 description 2
- 150000001298 alcohols Chemical class 0.000 description 2
- 229940088710 antibiotic agent Drugs 0.000 description 2
- 239000004599 antimicrobial Substances 0.000 description 2
- 230000001580 bacterial effect Effects 0.000 description 2
- 238000005452 bending Methods 0.000 description 2
- 230000008901 benefit Effects 0.000 description 2
- 230000033558 biomineral tissue development Effects 0.000 description 2
- 229940112869 bone morphogenetic protein Drugs 0.000 description 2
- 239000003054 catalyst Substances 0.000 description 2
- 210000004027 cell Anatomy 0.000 description 2
- RLGQACBPNDBWTB-UHFFFAOYSA-N cetyltrimethylammonium ion Chemical compound CCCCCCCCCCCCCCCC[N+](C)(C)C RLGQACBPNDBWTB-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000003795 chemical substances by application Substances 0.000 description 2
- 238000005229 chemical vapour deposition Methods 0.000 description 2
- 239000013068 control sample Substances 0.000 description 2
- 230000032798 delamination Effects 0.000 description 2
- 239000010408 film Substances 0.000 description 2
- 239000000446 fuel Substances 0.000 description 2
- 238000000892 gravimetry Methods 0.000 description 2
- DCAYPVUWAIABOU-UHFFFAOYSA-N hexadecane Chemical compound CCCCCCCCCCCCCCCC DCAYPVUWAIABOU-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 230000002209 hydrophobic effect Effects 0.000 description 2
- 230000005661 hydrophobic surface Effects 0.000 description 2
- 238000007654 immersion Methods 0.000 description 2
- 210000002997 osteoclast Anatomy 0.000 description 2
- CMOAHYOGLLEOGO-UHFFFAOYSA-N oxozirconium;dihydrochloride Chemical compound Cl.Cl.[Zr]=O CMOAHYOGLLEOGO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000002953 phosphate buffered saline Substances 0.000 description 2
- 229940085991 phosphate ion Drugs 0.000 description 2
- 239000011574 phosphorus Substances 0.000 description 2
- 239000012688 phosphorus precursor Substances 0.000 description 2
- 238000005240 physical vapour deposition Methods 0.000 description 2
- 229920000307 polymer substrate Polymers 0.000 description 2
- 229920001451 polypropylene glycol Polymers 0.000 description 2
- 239000002244 precipitate Substances 0.000 description 2
- 238000012545 processing Methods 0.000 description 2
- 238000011160 research Methods 0.000 description 2
- 230000000717 retained effect Effects 0.000 description 2
- 239000000377 silicon dioxide Substances 0.000 description 2
- 239000007921 spray Substances 0.000 description 2
- 210000002303 tibia Anatomy 0.000 description 2
- 230000008467 tissue growth Effects 0.000 description 2
- 239000004408 titanium dioxide Substances 0.000 description 2
- 229940122361 Bisphosphonate Drugs 0.000 description 1
- 208000006386 Bone Resorption Diseases 0.000 description 1
- CPELXLSAUQHCOX-UHFFFAOYSA-M Bromide Chemical compound [Br-] CPELXLSAUQHCOX-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 1
- BHPQYMZQTOCNFJ-UHFFFAOYSA-N Calcium cation Chemical compound [Ca+2] BHPQYMZQTOCNFJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- GHXZTYHSJHQHIJ-UHFFFAOYSA-N Chlorhexidine Chemical compound C=1C=C(Cl)C=CC=1NC(N)=NC(N)=NCCCCCCN=C(N)N=C(N)NC1=CC=C(Cl)C=C1 GHXZTYHSJHQHIJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 102000000541 Defensins Human genes 0.000 description 1
- 108010002069 Defensins Proteins 0.000 description 1
- 239000004593 Epoxy Substances 0.000 description 1
- CEAZRRDELHUEMR-URQXQFDESA-N Gentamicin Chemical compound O1[C@H](C(C)NC)CC[C@@H](N)[C@H]1O[C@H]1[C@H](O)[C@@H](O[C@@H]2[C@@H]([C@@H](NC)[C@@](C)(O)CO2)O)[C@H](N)C[C@@H]1N CEAZRRDELHUEMR-URQXQFDESA-N 0.000 description 1
- 229930182566 Gentamicin Natural products 0.000 description 1
- JLVVSXFLKOJNIY-UHFFFAOYSA-N Magnesium ion Chemical compound [Mg+2] JLVVSXFLKOJNIY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000007832 Na2SO4 Substances 0.000 description 1
- GRYLNZFGIOXLOG-UHFFFAOYSA-N Nitric acid Chemical compound O[N+]([O-])=O GRYLNZFGIOXLOG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229920002415 Pluronic P-123 Polymers 0.000 description 1
- 229920002070 Pluronic® P 84 Polymers 0.000 description 1
- 239000004952 Polyamide Substances 0.000 description 1
- 229910004298 SiO 2 Inorganic materials 0.000 description 1
- PMZURENOXWZQFD-UHFFFAOYSA-L Sodium Sulfate Chemical compound [Na+].[Na+].[O-]S([O-])(=O)=O PMZURENOXWZQFD-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 1
- 229910010280 TiOH Inorganic materials 0.000 description 1
- HCHKCACWOHOZIP-UHFFFAOYSA-N Zinc Chemical compound [Zn] HCHKCACWOHOZIP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910007926 ZrCl Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910006213 ZrOCl2 Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000005299 abrasion Methods 0.000 description 1
- 239000002250 absorbent Substances 0.000 description 1
- 230000002745 absorbent Effects 0.000 description 1
- 239000002253 acid Substances 0.000 description 1
- 239000000654 additive Substances 0.000 description 1
- 230000000996 additive effect Effects 0.000 description 1
- 125000001931 aliphatic group Chemical group 0.000 description 1
- 150000005215 alkyl ethers Chemical class 0.000 description 1
- 150000008051 alkyl sulfates Chemical class 0.000 description 1
- 229940045714 alkyl sulfonate alkylating agent Drugs 0.000 description 1
- 150000008052 alkyl sulfonates Chemical class 0.000 description 1
- 150000001413 amino acids Chemical class 0.000 description 1
- 229910021529 ammonia Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000004873 anchoring Methods 0.000 description 1
- 125000000129 anionic group Chemical group 0.000 description 1
- 230000000845 anti-microbial effect Effects 0.000 description 1
- 238000013459 approach Methods 0.000 description 1
- 125000003118 aryl group Chemical group 0.000 description 1
- 230000000712 assembly Effects 0.000 description 1
- 238000000429 assembly Methods 0.000 description 1
- 239000012620 biological material Substances 0.000 description 1
- 230000033228 biological regulation Effects 0.000 description 1
- 150000004663 bisphosphonates Chemical class 0.000 description 1
- 229920001400 block copolymer Polymers 0.000 description 1
- 210000002449 bone cell Anatomy 0.000 description 1
- 230000024279 bone resorption Effects 0.000 description 1
- LLSDKQJKOVVTOJ-UHFFFAOYSA-L calcium chloride dihydrate Chemical compound O.O.[Cl-].[Cl-].[Ca+2] LLSDKQJKOVVTOJ-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 1
- 229910001424 calcium ion Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000003093 cationic surfactant Substances 0.000 description 1
- 238000004113 cell culture Methods 0.000 description 1
- 230000010261 cell growth Effects 0.000 description 1
- 230000008859 change Effects 0.000 description 1
- 238000001311 chemical methods and process Methods 0.000 description 1
- 229960003260 chlorhexidine Drugs 0.000 description 1
- 238000004140 cleaning Methods 0.000 description 1
- 239000008199 coating composition Substances 0.000 description 1
- 238000009675 coating thickness measurement Methods 0.000 description 1
- 238000001246 colloidal dispersion Methods 0.000 description 1
- 210000002808 connective tissue Anatomy 0.000 description 1
- 238000007796 conventional method Methods 0.000 description 1
- 229910052593 corundum Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000002178 crystalline material Substances 0.000 description 1
- 238000002425 crystallisation Methods 0.000 description 1
- 230000008025 crystallization Effects 0.000 description 1
- 125000000753 cycloalkyl group Chemical group 0.000 description 1
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 1
- 230000003247 decreasing effect Effects 0.000 description 1
- NEFBYIFKOOEVPA-UHFFFAOYSA-K dicalcium phosphate Chemical compound [Ca+2].[Ca+2].[O-]P([O-])([O-])=O NEFBYIFKOOEVPA-UHFFFAOYSA-K 0.000 description 1
- 235000014113 dietary fatty acids Nutrition 0.000 description 1
- 238000003618 dip coating Methods 0.000 description 1
- 238000012377 drug delivery Methods 0.000 description 1
- 238000004993 emission spectroscopy Methods 0.000 description 1
- 150000002148 esters Chemical class 0.000 description 1
- 150000002170 ethers Chemical class 0.000 description 1
- 210000003195 fascia Anatomy 0.000 description 1
- 239000000194 fatty acid Substances 0.000 description 1
- 229930195729 fatty acid Natural products 0.000 description 1
- 150000004665 fatty acids Chemical class 0.000 description 1
- 238000010304 firing Methods 0.000 description 1
- 238000007306 functionalization reaction Methods 0.000 description 1
- 230000004927 fusion Effects 0.000 description 1
- 239000000499 gel Substances 0.000 description 1
- 229960002518 gentamicin Drugs 0.000 description 1
- 239000003365 glass fiber Substances 0.000 description 1
- 238000010191 image analysis Methods 0.000 description 1
- 238000002513 implantation Methods 0.000 description 1
- 238000009616 inductively coupled plasma Methods 0.000 description 1
- 230000028709 inflammatory response Effects 0.000 description 1
- 238000005342 ion exchange Methods 0.000 description 1
- 150000002500 ions Chemical class 0.000 description 1
- YWXYYJSYQOXTPL-SLPGGIOYSA-N isosorbide mononitrate Chemical compound [O-][N+](=O)O[C@@H]1CO[C@@H]2[C@@H](O)CO[C@@H]21 YWXYYJSYQOXTPL-SLPGGIOYSA-N 0.000 description 1
- 150000002576 ketones Chemical class 0.000 description 1
- 230000005923 long-lasting effect Effects 0.000 description 1
- 230000007774 longterm Effects 0.000 description 1
- 238000003754 machining Methods 0.000 description 1
- 239000011777 magnesium Substances 0.000 description 1
- DHRRIBDTHFBPNG-UHFFFAOYSA-L magnesium dichloride hexahydrate Chemical compound O.O.O.O.O.O.[Mg+2].[Cl-].[Cl-] DHRRIBDTHFBPNG-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 1
- 229910001425 magnesium ion Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000010534 mechanism of action Effects 0.000 description 1
- 238000002844 melting Methods 0.000 description 1
- 230000008018 melting Effects 0.000 description 1
- 229910001463 metal phosphate Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000003801 milling Methods 0.000 description 1
- 210000002200 mouth mucosa Anatomy 0.000 description 1
- 230000007935 neutral effect Effects 0.000 description 1
- 229910017604 nitric acid Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000002736 nonionic surfactant Substances 0.000 description 1
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 description 1
- 230000011164 ossification Effects 0.000 description 1
- 210000000963 osteoblast Anatomy 0.000 description 1
- 230000000278 osteoconductive effect Effects 0.000 description 1
- DCKVFVYPWDKYDN-UHFFFAOYSA-L oxygen(2-);titanium(4+);sulfate Chemical compound [O-2].[Ti+4].[O-]S([O-])(=O)=O DCKVFVYPWDKYDN-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 1
- RVTZCBVAJQQJTK-UHFFFAOYSA-N oxygen(2-);zirconium(4+) Chemical compound [O-2].[O-2].[Zr+4] RVTZCBVAJQQJTK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000008363 phosphate buffer Substances 0.000 description 1
- 125000002467 phosphate group Chemical group [H]OP(=O)(O[H])O[*] 0.000 description 1
- OJMIONKXNSYLSR-UHFFFAOYSA-N phosphorous acid Chemical compound OP(O)O OJMIONKXNSYLSR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229920002647 polyamide Polymers 0.000 description 1
- 229920000223 polyglycerol Polymers 0.000 description 1
- 229920000136 polysorbate Polymers 0.000 description 1
- 229940068965 polysorbates Drugs 0.000 description 1
- 229920002635 polyurethane Polymers 0.000 description 1
- 239000004814 polyurethane Substances 0.000 description 1
- 235000011009 potassium phosphates Nutrition 0.000 description 1
- 238000001556 precipitation Methods 0.000 description 1
- 230000002028 premature Effects 0.000 description 1
- 230000010069 protein adhesion Effects 0.000 description 1
- 150000003242 quaternary ammonium salts Chemical class 0.000 description 1
- 239000013535 sea water Substances 0.000 description 1
- 238000000926 separation method Methods 0.000 description 1
- 235000012239 silicon dioxide Nutrition 0.000 description 1
- 229910052709 silver Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000004332 silver Substances 0.000 description 1
- 239000002356 single layer Substances 0.000 description 1
- 210000003491 skin Anatomy 0.000 description 1
- 239000011780 sodium chloride Substances 0.000 description 1
- 239000001488 sodium phosphate Substances 0.000 description 1
- 235000011008 sodium phosphates Nutrition 0.000 description 1
- 229910052938 sodium sulfate Inorganic materials 0.000 description 1
- 235000011152 sodium sulphate Nutrition 0.000 description 1
- 239000007787 solid Substances 0.000 description 1
- 238000000527 sonication Methods 0.000 description 1
- 241000894007 species Species 0.000 description 1
- 238000003892 spreading Methods 0.000 description 1
- 230000007480 spreading Effects 0.000 description 1
- 230000004936 stimulating effect Effects 0.000 description 1
- 230000003746 surface roughness Effects 0.000 description 1
- 210000002435 tendon Anatomy 0.000 description 1
- 239000010409 thin film Substances 0.000 description 1
- 150000003608 titanium Chemical class 0.000 description 1
- 150000003609 titanium compounds Chemical class 0.000 description 1
- 229910000348 titanium sulfate Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000004627 transmission electron microscopy Methods 0.000 description 1
- 229920000428 triblock copolymer Polymers 0.000 description 1
- DQWPFSLDHJDLRL-UHFFFAOYSA-N triethyl phosphate Chemical compound CCOP(=O)(OCC)OCC DQWPFSLDHJDLRL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- BDZBKCUKTQZUTL-UHFFFAOYSA-N triethyl phosphite Chemical compound CCOP(OCC)OCC BDZBKCUKTQZUTL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- MTPVUVINMAGMJL-UHFFFAOYSA-N trimethyl(1,1,2,2,2-pentafluoroethyl)silane Chemical compound C[Si](C)(C)C(F)(F)C(F)(F)F MTPVUVINMAGMJL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- GPRLSGONYQIRFK-MNYXATJNSA-N triton Chemical compound [3H+] GPRLSGONYQIRFK-MNYXATJNSA-N 0.000 description 1
- 238000009736 wetting Methods 0.000 description 1
- 229910001845 yogo sapphire Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010457 zeolite Substances 0.000 description 1
- 229910052725 zinc Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011701 zinc Substances 0.000 description 1
- 150000003754 zirconium Chemical class 0.000 description 1
- 229910001928 zirconium oxide Inorganic materials 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
- A61L—METHODS OR APPARATUS FOR STERILISING MATERIALS OR OBJECTS IN GENERAL; DISINFECTION, STERILISATION OR DEODORISATION OF AIR; CHEMICAL ASPECTS OF BANDAGES, DRESSINGS, ABSORBENT PADS OR SURGICAL ARTICLES; MATERIALS FOR BANDAGES, DRESSINGS, ABSORBENT PADS OR SURGICAL ARTICLES
- A61L27/00—Materials for grafts or prostheses or for coating grafts or prostheses
- A61L27/28—Materials for coating prostheses
- A61L27/30—Inorganic materials
- A61L27/32—Phosphorus-containing materials, e.g. apatite
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
- A61C—DENTISTRY; APPARATUS OR METHODS FOR ORAL OR DENTAL HYGIENE
- A61C8/00—Means to be fixed to the jaw-bone for consolidating natural teeth or for fixing dental prostheses thereon; Dental implants; Implanting tools
- A61C8/0003—Not used, see subgroups
- A61C8/0004—Consolidating natural teeth
- A61C8/0006—Periodontal tissue or bone regeneration
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
- A61C—DENTISTRY; APPARATUS OR METHODS FOR ORAL OR DENTAL HYGIENE
- A61C8/00—Means to be fixed to the jaw-bone for consolidating natural teeth or for fixing dental prostheses thereon; Dental implants; Implanting tools
- A61C8/0012—Means to be fixed to the jaw-bone for consolidating natural teeth or for fixing dental prostheses thereon; Dental implants; Implanting tools characterised by the material or composition, e.g. ceramics, surface layer, metal alloy
- A61C8/0013—Means to be fixed to the jaw-bone for consolidating natural teeth or for fixing dental prostheses thereon; Dental implants; Implanting tools characterised by the material or composition, e.g. ceramics, surface layer, metal alloy with a surface layer, coating
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
- A61F—FILTERS IMPLANTABLE INTO BLOOD VESSELS; PROSTHESES; DEVICES PROVIDING PATENCY TO, OR PREVENTING COLLAPSING OF, TUBULAR STRUCTURES OF THE BODY, e.g. STENTS; ORTHOPAEDIC, NURSING OR CONTRACEPTIVE DEVICES; FOMENTATION; TREATMENT OR PROTECTION OF EYES OR EARS; BANDAGES, DRESSINGS OR ABSORBENT PADS; FIRST-AID KITS
- A61F2/00—Filters implantable into blood vessels; Prostheses, i.e. artificial substitutes or replacements for parts of the body; Appliances for connecting them with the body; Devices providing patency to, or preventing collapsing of, tubular structures of the body, e.g. stents
- A61F2/02—Prostheses implantable into the body
- A61F2/30—Joints
- A61F2/44—Joints for the spine, e.g. vertebrae, spinal discs
- A61F2/4455—Joints for the spine, e.g. vertebrae, spinal discs for the fusion of spinal bodies, e.g. intervertebral fusion of adjacent spinal bodies, e.g. fusion cages
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
- A61L—METHODS OR APPARATUS FOR STERILISING MATERIALS OR OBJECTS IN GENERAL; DISINFECTION, STERILISATION OR DEODORISATION OF AIR; CHEMICAL ASPECTS OF BANDAGES, DRESSINGS, ABSORBENT PADS OR SURGICAL ARTICLES; MATERIALS FOR BANDAGES, DRESSINGS, ABSORBENT PADS OR SURGICAL ARTICLES
- A61L27/00—Materials for grafts or prostheses or for coating grafts or prostheses
- A61L27/02—Inorganic materials
- A61L27/04—Metals or alloys
- A61L27/047—Other specific metals or alloys not covered by A61L27/042 - A61L27/045 or A61L27/06
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
- A61L—METHODS OR APPARATUS FOR STERILISING MATERIALS OR OBJECTS IN GENERAL; DISINFECTION, STERILISATION OR DEODORISATION OF AIR; CHEMICAL ASPECTS OF BANDAGES, DRESSINGS, ABSORBENT PADS OR SURGICAL ARTICLES; MATERIALS FOR BANDAGES, DRESSINGS, ABSORBENT PADS OR SURGICAL ARTICLES
- A61L27/00—Materials for grafts or prostheses or for coating grafts or prostheses
- A61L27/02—Inorganic materials
- A61L27/04—Metals or alloys
- A61L27/06—Titanium or titanium alloys
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
- A61L—METHODS OR APPARATUS FOR STERILISING MATERIALS OR OBJECTS IN GENERAL; DISINFECTION, STERILISATION OR DEODORISATION OF AIR; CHEMICAL ASPECTS OF BANDAGES, DRESSINGS, ABSORBENT PADS OR SURGICAL ARTICLES; MATERIALS FOR BANDAGES, DRESSINGS, ABSORBENT PADS OR SURGICAL ARTICLES
- A61L27/00—Materials for grafts or prostheses or for coating grafts or prostheses
- A61L27/50—Materials characterised by their function or physical properties, e.g. injectable or lubricating compositions, shape-memory materials, surface modified materials
- A61L27/54—Biologically active materials, e.g. therapeutic substances
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
- A61L—METHODS OR APPARATUS FOR STERILISING MATERIALS OR OBJECTS IN GENERAL; DISINFECTION, STERILISATION OR DEODORISATION OF AIR; CHEMICAL ASPECTS OF BANDAGES, DRESSINGS, ABSORBENT PADS OR SURGICAL ARTICLES; MATERIALS FOR BANDAGES, DRESSINGS, ABSORBENT PADS OR SURGICAL ARTICLES
- A61L27/00—Materials for grafts or prostheses or for coating grafts or prostheses
- A61L27/50—Materials characterised by their function or physical properties, e.g. injectable or lubricating compositions, shape-memory materials, surface modified materials
- A61L27/56—Porous materials, e.g. foams or sponges
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
- A61F—FILTERS IMPLANTABLE INTO BLOOD VESSELS; PROSTHESES; DEVICES PROVIDING PATENCY TO, OR PREVENTING COLLAPSING OF, TUBULAR STRUCTURES OF THE BODY, e.g. STENTS; ORTHOPAEDIC, NURSING OR CONTRACEPTIVE DEVICES; FOMENTATION; TREATMENT OR PROTECTION OF EYES OR EARS; BANDAGES, DRESSINGS OR ABSORBENT PADS; FIRST-AID KITS
- A61F2/00—Filters implantable into blood vessels; Prostheses, i.e. artificial substitutes or replacements for parts of the body; Appliances for connecting them with the body; Devices providing patency to, or preventing collapsing of, tubular structures of the body, e.g. stents
- A61F2/02—Prostheses implantable into the body
- A61F2/30—Joints
- A61F2/30767—Special external or bone-contacting surface, e.g. coating for improving bone ingrowth
- A61F2/30771—Special external or bone-contacting surface, e.g. coating for improving bone ingrowth applied in original prostheses, e.g. holes or grooves
- A61F2002/3084—Nanostructures
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
- A61F—FILTERS IMPLANTABLE INTO BLOOD VESSELS; PROSTHESES; DEVICES PROVIDING PATENCY TO, OR PREVENTING COLLAPSING OF, TUBULAR STRUCTURES OF THE BODY, e.g. STENTS; ORTHOPAEDIC, NURSING OR CONTRACEPTIVE DEVICES; FOMENTATION; TREATMENT OR PROTECTION OF EYES OR EARS; BANDAGES, DRESSINGS OR ABSORBENT PADS; FIRST-AID KITS
- A61F2/00—Filters implantable into blood vessels; Prostheses, i.e. artificial substitutes or replacements for parts of the body; Appliances for connecting them with the body; Devices providing patency to, or preventing collapsing of, tubular structures of the body, e.g. stents
- A61F2/02—Prostheses implantable into the body
- A61F2/30—Joints
- A61F2/30767—Special external or bone-contacting surface, e.g. coating for improving bone ingrowth
- A61F2002/3092—Special external or bone-contacting surface, e.g. coating for improving bone ingrowth having an open-celled or open-pored structure
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
- A61F—FILTERS IMPLANTABLE INTO BLOOD VESSELS; PROSTHESES; DEVICES PROVIDING PATENCY TO, OR PREVENTING COLLAPSING OF, TUBULAR STRUCTURES OF THE BODY, e.g. STENTS; ORTHOPAEDIC, NURSING OR CONTRACEPTIVE DEVICES; FOMENTATION; TREATMENT OR PROTECTION OF EYES OR EARS; BANDAGES, DRESSINGS OR ABSORBENT PADS; FIRST-AID KITS
- A61F2310/00—Prostheses classified in A61F2/28 or A61F2/30 - A61F2/44 being constructed from or coated with a particular material
- A61F2310/00389—The prosthesis being coated or covered with a particular material
- A61F2310/00592—Coating or prosthesis-covering structure made of ceramics or of ceramic-like compounds
- A61F2310/00796—Coating or prosthesis-covering structure made of a phosphorus-containing compound, e.g. hydroxy(l)apatite
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
- A61F—FILTERS IMPLANTABLE INTO BLOOD VESSELS; PROSTHESES; DEVICES PROVIDING PATENCY TO, OR PREVENTING COLLAPSING OF, TUBULAR STRUCTURES OF THE BODY, e.g. STENTS; ORTHOPAEDIC, NURSING OR CONTRACEPTIVE DEVICES; FOMENTATION; TREATMENT OR PROTECTION OF EYES OR EARS; BANDAGES, DRESSINGS OR ABSORBENT PADS; FIRST-AID KITS
- A61F2310/00—Prostheses classified in A61F2/28 or A61F2/30 - A61F2/44 being constructed from or coated with a particular material
- A61F2310/00389—The prosthesis being coated or covered with a particular material
- A61F2310/0097—Coating or prosthesis-covering structure made of pharmaceutical products, e.g. antibiotics
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
- A61L—METHODS OR APPARATUS FOR STERILISING MATERIALS OR OBJECTS IN GENERAL; DISINFECTION, STERILISATION OR DEODORISATION OF AIR; CHEMICAL ASPECTS OF BANDAGES, DRESSINGS, ABSORBENT PADS OR SURGICAL ARTICLES; MATERIALS FOR BANDAGES, DRESSINGS, ABSORBENT PADS OR SURGICAL ARTICLES
- A61L2300/00—Biologically active materials used in bandages, wound dressings, absorbent pads or medical devices
- A61L2300/40—Biologically active materials used in bandages, wound dressings, absorbent pads or medical devices characterised by a specific therapeutic activity or mode of action
- A61L2300/404—Biocides, antimicrobial agents, antiseptic agents
- A61L2300/406—Antibiotics
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
- A61L—METHODS OR APPARATUS FOR STERILISING MATERIALS OR OBJECTS IN GENERAL; DISINFECTION, STERILISATION OR DEODORISATION OF AIR; CHEMICAL ASPECTS OF BANDAGES, DRESSINGS, ABSORBENT PADS OR SURGICAL ARTICLES; MATERIALS FOR BANDAGES, DRESSINGS, ABSORBENT PADS OR SURGICAL ARTICLES
- A61L2400/00—Materials characterised by their function or physical properties
- A61L2400/12—Nanosized materials, e.g. nanofibres, nanoparticles, nanowires, nanotubes; Nanostructured surfaces
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
- A61L—METHODS OR APPARATUS FOR STERILISING MATERIALS OR OBJECTS IN GENERAL; DISINFECTION, STERILISATION OR DEODORISATION OF AIR; CHEMICAL ASPECTS OF BANDAGES, DRESSINGS, ABSORBENT PADS OR SURGICAL ARTICLES; MATERIALS FOR BANDAGES, DRESSINGS, ABSORBENT PADS OR SURGICAL ARTICLES
- A61L2420/00—Materials or methods for coatings medical devices
- A61L2420/06—Coatings containing a mixture of two or more compounds
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
- A61L—METHODS OR APPARATUS FOR STERILISING MATERIALS OR OBJECTS IN GENERAL; DISINFECTION, STERILISATION OR DEODORISATION OF AIR; CHEMICAL ASPECTS OF BANDAGES, DRESSINGS, ABSORBENT PADS OR SURGICAL ARTICLES; MATERIALS FOR BANDAGES, DRESSINGS, ABSORBENT PADS OR SURGICAL ARTICLES
- A61L2420/00—Materials or methods for coatings medical devices
- A61L2420/08—Coatings comprising two or more layers
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
- A61L—METHODS OR APPARATUS FOR STERILISING MATERIALS OR OBJECTS IN GENERAL; DISINFECTION, STERILISATION OR DEODORISATION OF AIR; CHEMICAL ASPECTS OF BANDAGES, DRESSINGS, ABSORBENT PADS OR SURGICAL ARTICLES; MATERIALS FOR BANDAGES, DRESSINGS, ABSORBENT PADS OR SURGICAL ARTICLES
- A61L2430/00—Materials or treatment for tissue regeneration
- A61L2430/02—Materials or treatment for tissue regeneration for reconstruction of bones; weight-bearing implants
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
- A61L—METHODS OR APPARATUS FOR STERILISING MATERIALS OR OBJECTS IN GENERAL; DISINFECTION, STERILISATION OR DEODORISATION OF AIR; CHEMICAL ASPECTS OF BANDAGES, DRESSINGS, ABSORBENT PADS OR SURGICAL ARTICLES; MATERIALS FOR BANDAGES, DRESSINGS, ABSORBENT PADS OR SURGICAL ARTICLES
- A61L2430/00—Materials or treatment for tissue regeneration
- A61L2430/12—Materials or treatment for tissue regeneration for dental implants or prostheses
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
- A61L—METHODS OR APPARATUS FOR STERILISING MATERIALS OR OBJECTS IN GENERAL; DISINFECTION, STERILISATION OR DEODORISATION OF AIR; CHEMICAL ASPECTS OF BANDAGES, DRESSINGS, ABSORBENT PADS OR SURGICAL ARTICLES; MATERIALS FOR BANDAGES, DRESSINGS, ABSORBENT PADS OR SURGICAL ARTICLES
- A61L2430/00—Materials or treatment for tissue regeneration
- A61L2430/24—Materials or treatment for tissue regeneration for joint reconstruction
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
- A61L—METHODS OR APPARATUS FOR STERILISING MATERIALS OR OBJECTS IN GENERAL; DISINFECTION, STERILISATION OR DEODORISATION OF AIR; CHEMICAL ASPECTS OF BANDAGES, DRESSINGS, ABSORBENT PADS OR SURGICAL ARTICLES; MATERIALS FOR BANDAGES, DRESSINGS, ABSORBENT PADS OR SURGICAL ARTICLES
- A61L2430/00—Materials or treatment for tissue regeneration
- A61L2430/38—Materials or treatment for tissue regeneration for reconstruction of the spine, vertebrae or intervertebral discs
Landscapes
- Health & Medical Sciences (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- General Health & Medical Sciences (AREA)
- Veterinary Medicine (AREA)
- Oral & Maxillofacial Surgery (AREA)
- Public Health (AREA)
- Animal Behavior & Ethology (AREA)
- Medicinal Chemistry (AREA)
- Epidemiology (AREA)
- Transplantation (AREA)
- Dermatology (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Biomedical Technology (AREA)
- Inorganic Chemistry (AREA)
- Orthopedic Medicine & Surgery (AREA)
- Molecular Biology (AREA)
- Dispersion Chemistry (AREA)
- Neurology (AREA)
- Dentistry (AREA)
- Developmental Biology & Embryology (AREA)
- Cardiology (AREA)
- Heart & Thoracic Surgery (AREA)
- Vascular Medicine (AREA)
- Ceramic Engineering (AREA)
- Materials For Medical Uses (AREA)
- Other Surface Treatments For Metallic Materials (AREA)
- Prostheses (AREA)
- Dental Prosthetics (AREA)
Abstract
【課題】 表面上にコーティングを含む基材を提供することである。【解決手段】 本発明は、コーティングされた基材に関し、コーティングは、リン酸チタン及び/またはリン酸ジルコニウムを含む。特定の実施形態では、基材は、インビボで使用するためのインプラントである。本発明はまた、基材の表面上に、リン酸チタン及び/またはリン酸ジルコニウムを含むかリン酸チタン及び/またはリン酸ジルコニウムからなるコーティングを形成する方法に関する。【選択図】 なし
Description
本発明は、例えば、骨組織及び軟組織などの生体組織と有利に相互作用するコーティングを提供する。コーティングは、機械的摩耗及び酸性条件に対して高度に耐性であるため、インビボ(in vivo)で長期間保持され得る。本発明の別の目的は、様々な用途に使用することができる親水性表面を作成することである。さらに具体的には、リン酸ジルコニウム及びリン酸チタンなどの金属リン酸塩のコーティングが記載されている。
インプラントは人体の様々な領域で使用されている。歯科用スクリュー、股関節ステム及び脊椎固定ケージは、骨組織と一体化するように設計された装置のほんの数例である。オストミーバッグポート、骨固定補聴器及び歯科用インプラントアバットメントは、軟組織と一体化するように設計された装置の例である。
ヒト組織に対するインプラントの一体化を成功させるには、インプラント材料の選択が当然非常に重要である。チタンは、骨と一体化する優れた能力を有し、新たな骨組織の成長を刺激することが1950年代に発見され、この現象は現在、オッセオインテグレーション(osseointegration)と呼ばれている。これらの特性及びその高い機械的強度により、チタンは今日、群を抜いて最も一般的なインプラント材料である。ジルコニア及びアルミナ強化ジルコニアなどのセラミックは、チタンに比べてオッセオインテグレーションが遅いが、股関節カップ及び大腿骨頭など、極端な硬度及び強度が要求される用途に使用される。生体不活性として分類される材料もある。これらは人体に受け入れられるが、一体化されない。そのような材料の例は、ポリアミド及びポリエーテルエーテルケトン(PEEK)などのポリマーである。
骨は、鉱物であるヒドロキシアパタイト(HA)と化学的及び構造的に非常に類似したリン酸カルシウム化合物から主になる。オッセオインテグレーションを改善するために、インプラント表面上にリン酸カルシウムコーティングを塗布することができる。作用機構は完全には理解されていないが、リン酸カルシウムは骨形成の最初の段階に関与するタンパク質を吸着することによって骨成長を誘発すると一般に考えられている。後の段階で、コーティングは徐々に吸収され、新しい骨を形成するための原料として使用される。リン酸三カルシウム(TCP)及びHAなどの材料が骨組織成長に有益な効果を及ぼすことは十分に裏付けられており、これらは、骨足場材料及びインプラントコーティングなどの様々な医療用途で臨床的に使用されている。
リン酸カルシウム生体材料の1つの重要なパラメータは、インビボにおける吸収速度である。内因性骨の吸収は自然の過程であり、古い骨は破骨細胞によって絶えず吸収され、新しい骨は骨芽細胞によって作られる。この吸収により、新しい骨の原料として使用され得るカルシウム及びリンが放出される。破骨細胞は酸性環境を作り出すことによって骨を吸収する。HAは中性pHでは非常に溶解度が低いが、pH4未満では急速に溶解する。酸性条件下での溶解度の増加は、他のリン酸カルシウム、例えば、リン酸三カルシウムまたはリン酸八カルシウムでも観察される。厚い(20~60μm)リン酸カルシウムベースのインプラントコーティングでは、インビボ溶解は、コーティングの完全性を低下させ、大きなリン酸カルシウム粒子の剥離を引き起こし、ひいては炎症反応を引き起こす可能性がある。薄い(1μm未満)コーティングではリン酸カルシウムの量は非常に少なく、これらのコーティングでは、リン酸カルシウムは、骨成長のための原料よりもむしろ骨成長のための触媒のように作用する(Meirelles et al.J.Biomed.Mater.Res.A 2 87 299-307)。薄いコーティングは、通常、数週間または数カ月のうちにインビボで迅速に溶解することを意味する。この時間の後、オッセオインテグレーションの最初の工程は終了し、インプラントの長期安定性は基材の特性に依存する。何らかの理由で薄いコーティングが所望よりもはるかに早く溶解すると、コーティングの効率が大幅に低下する。基材自体が一体化能力の低い材料である場合、骨の代わりに結合組織が表面上に形成されるリスクがあるため、これはインプラントの非常に低い固定強度につながる可能性がある。PEEKは、骨組織を形成する能力が低い生体不活性材料の一例である。このため、オッセオインテグレーションの少なくとも最初の重要な数週間にわたって、骨刺激コーティングが経時的に保持されることを確実にすることが非常に重要になる。
軟組織とは、人体内の構造、例えば、皮膚、腱、筋膜及び口腔粘膜の広義の用語である。オッセオインテグレーションは成熟した研究分野であり、骨に一体化して治癒する表面の必要性はよく知られているが、軟組織一体化についてはあまり知られていない。一般に、オッセオインテグレーションについて良好に機能する表面は、良好な軟組織一体化も示す。したがって、軟組織一体化を達成するためには、表面はタンパク質に対する高い親和性と高い表面積とを有すべきである。このように、チタンインプラント及びHAコーティングインプラントは、良好な軟組織一体化を有することが示されている。国際公開第02/087648号パンフレットに記載されているように、多孔質二酸化チタン(TiO2)コーティング及び二酸化ケイ素(SiO2)コーティングも効果的であることが証明されている。
上述のように、リン酸カルシウム鉱物は酸性pH値では溶解度が増加し、リン酸カルシウム(CaP)コーティングの吸収は人体の自然の過程である。インビボ吸収に影響を与えるもう1つの重要なパラメータは、基材に対するコーティングの接着強度である。ポリマー材料では、基材に対するCaPコーティングの結合強度は、チタンなどの高帯電表面よりもかなり弱い。したがって、チタン上のコーティングと比較して、インビボで配置されたポリマー上のコーティングは、ポリマー基材からのコーティングの剥離または層間剥離のさらに高いリスク、及びさらに高い溶解速度に直面する。
リン酸ジルコニウム及びリン酸チタン(ZrP及びTiPと略される)は、イオン交換特性を有することが当初発見された無機層状鉱物である(K.A.Kraus et al.,JACS,78(3)694,1956)。今日、リン酸ジルコニウムは、イオン交換体、燃料電池において、及び様々な用途における触媒材料として一般的に使用されている。ZrPは、その高い電荷密度、及び他の分子を吸着する能力のために、いくつかの例を挙げると、薬物送達のためのビヒクルとして、ポリマー複合材料及び太陽エネルギー用途の成分としても研究されている。ZrPは、塩化ジルコニル(ZrOCl2)などの水溶性Zr源とリン酸(H3PO4)などのリン源とを混合することにより、水溶液中で合成することができる。これにより、非晶質または結晶性の低いZrPが析出される。次いで、得られた生成物をH3PO4またはフッ化水素(HF)中で沸騰させることによって、完全に結晶性の生成物に変換することができる。合成条件を変えることにより、例えば、α-ZrP(Zr(HPO4)2H2O)及びγ-ZrP(Zr(H2PO4)(PO4)2H2O)などのZrPの様々な多形体を得ることができる。TiPもまた、Ti前駆体とリン酸とを混合することにより、水溶液中で合成することができる。ただし、TiCl4またはチタンアルコキシドなどのTi前駆体は、水中で加水分解してTiO2を形成するため、TiO2形成を防ぐように合成を行う必要がある。
ZrP合成に関する当初の報告では、粒子成長を制御するための構造指向剤を用いずに、水溶液中での単純な析出が使用された。さらに最近の研究では、多くの場合、界面活性剤系または他のソフトテンプレートの使用により、比表面積及び粒径を増加させることに焦点が当てられている。Jimenez-Jimenezら(Adv.Mater.1998,(10),10,812-815)は、構造指向剤としてセチルトリメチルアンモニウム(CTMA)ブロミドを用いる界面活性剤支援系におけるZrPの合成を記載している。その結果、250~320m2/gの比表面積を有する半結晶性粉末が得られるが、表面のコーティングを作製する方法は記載されていない。
Yukoら(Langmuir 22(23),2006,9469-9472)は、ジルコニウムイソプロポキシド、リン酸トリエチル、Pluronic P123トリブロックコポリマー、硝酸、エタノール及び水の混合物を使用するスピンコーティングによるシリコン基板上の規則性メソポーラスリン酸ジルコニウム膜の調製を開示している。膜厚は約275nmであった。膜は高いプロトン伝導性を有した。
国際公開第03/069712号パンフレットは、プロトン伝導性セラミック膜を開示している。膜は、その上にコーティングを有する基材を含み、基材は、織布または不織布の非導電性繊維から選択される。繊維は、ガラス繊維、セラミック繊維またはそれらの組合せであってよい。コーティングは、5000nm未満、好ましくは1~100nmまたは10~100nmの粒径を有するリン酸ジルコニウムの粒子を含む。コーティングはまた、リン酸ジルコニウム粒子の凝集体を含み得、凝集体は、1μm以上、好ましくは1~25μmのサイズを有する。
韓国特許第10-2012-0137710 A号明細書は、抗菌化合物及び多孔質材料を含む抗菌コーティング組成物を開示している。多孔質材料は、ゼオライト、リン酸カリウム、リン酸ジルコニウム及びシリカゲルから選択され得る。
国際公開第2014/048555号パンフレットは、酸化ジルコニウム表面を酸性リン酸ナトリウム溶液と反応させて、表面上に1.0nm未満の厚さのリン酸イオンの単層を形成する手順を記載している。この例では、得られたリン酸イオン層がZrO2基材に非常によく付着することが見出された。ただし、この層は多孔質のZrPコーティングまたはTiPコーティングではない。
米国特許第2003/0157349号明細書は、金属表面上に-ZrOHまたは-TiOHなどの表面種を有する金属水酸化物の複合コーティングからなる骨伝導性材料を開示している。コーティングをリン酸塩緩衝液(phosphate buffer)に浸漬し、熱処理すると、金属水酸化物の上にリン酸塩層が形成される。このコーティングは、金属水酸化物の上に配置されたリン酸塩からなり、ナノサイズのZrPまたはTiPを含有しない。
ガラス表面上にZrO2のコーティングを最初に作製し、次いでZrO2コーティングにリン酸溶液(phosphoric acid solution)を塗布し、ZrO2コーティング上にホスファート(phosphate)の層を作製することによってセンサを形成する同様のアプローチが、X.Baiらによって記載されている(J.Environ.Monit.,2009,11,326-329)。著者らはこれを「ZrPコーティング」として記載しているが、国際公開第2014/048555号パンフレットと同様に、ZrO2層の上のリン酸イオンコーティングであることに留意されたい。このZrO2/ホスファートコーティングの厚さは0.9μmであると記載されている。
国際公開第2005/123579号パンフレットは、コーティングの形態または粉末としてのナノサイズのリン酸カルシウムの製造を記載している。このコーティング方法は、ナノサイズのリン酸カルシウムの非常に薄い(<150nm)層を作製することができる。粒子の合成は、酸性液晶相に前駆体を溶解して行われ、結晶化は、アンモニアを用いてpHをゆっくり上昇させることにより開始される。液晶相は、ナノサイズの結晶が生成されるようにリン酸カルシウムの成長を制限する構造指向系として機能する。これらの材料は低いpH値で析出し、液晶相に前駆体を加えると前駆体間の即時反応が開始され、制御されない結晶成長がもたらされるため、この方法はZrPまたはTiPの製造には適していない。
この文献には、ポリマーマトリックス中に埋め込まれたZrP結晶の薄膜からなる製品も記載されており、例えば、エポキシ/α-ZrP複合材料を記載するM.Wongら(Nature Comm.DOI:10.1038/ncomms4589)、またはポリウレタン/α-ZrP複合材料を記載するT-C Huangら(RSC Adv.,2017,7,9908-9913)が記載されている。これらの材料は表面上に薄いコーティングとして塗布することができるが、コーティングは、純粋なZrPではなく、ポリマーマトリックスによって囲まれたZrP結晶からなる。
組織の一体化を促進するコーティングを含む代替のインプラントが依然として必要とされている。
本発明は、その表面上にコーティングを含む基材を提供し、コーティングは、リン酸チタン、リン酸ジルコニウムまたはそれらの混合物を含み、基材は、インビボでの使用に適したインプラントである。
好ましくは、コーティングは多孔質コーティングであり、好ましくは最長寸法が1~100nmの細孔を有する。また好ましくは、コーティングは、リン酸チタン、リン酸ジルコニウムまたはそれらの混合物からなる。
コーティングは、好ましくは非晶質であるか、結晶化度が低い。また、好ましくは、コーティングは連続的である。
コーティングは、典型的に、約1~約1000nmの厚さを有する。コーティング中のZrP及び/またはTiPは、窒素吸着により測定して、約5~約400m2/gの比表面積を有することが好ましい。
別の実施形態では、本発明は、その表面上に多孔質コーティングを含む基材を提供し、コーティングは、リン酸チタン、リン酸ジルコニウムまたはそれらの混合物を含み、コーティングは、1~99nmの厚さを有する。好ましくは、コーティングは、リン酸チタン、リン酸ジルコニウムまたはそれらの混合物からなる。コーティングは多孔質コーティングであり、好ましくは最長寸法が1~100nmの細孔を有する。
コーティングは、典型的に、約1~約1000nmの厚さを有する。コーティング中のZrP及び/またはTiPは、窒素吸着により測定して、約5~約400m2/gの比表面積を有することが好ましい。
好ましくは、コーティングは非晶質であるか、結晶化度が低い。また、好ましくは、コーティングは連続的である。
本発明はまた、基材の表面上に、リン酸ジルコニウムを含むか又はリン酸ジルコニウムからなるコーティングを形成するための第1の方法を提供し、該方法は、
a)ジルコニウム前駆体を含む第1の油中水型エマルジョンとホスファート前駆体を含む第2の油中水型エマルジョンとを混合し、ジルコニウム前駆体とホスファート前駆体とを一緒に反応させてナノサイズのリン酸ジルコニウム粒子の分散体(dispersion)を形成すること、
b)基材の表面に該分散体を塗布すること、
c)場合により、基材の表面上に分散体の均一な層を作成すること、及び
d)基材の表面上にリン酸ジルコニウムのコーティングを形成するために、分散体のあらゆる他の成分を除去することを含む。
a)ジルコニウム前駆体を含む第1の油中水型エマルジョンとホスファート前駆体を含む第2の油中水型エマルジョンとを混合し、ジルコニウム前駆体とホスファート前駆体とを一緒に反応させてナノサイズのリン酸ジルコニウム粒子の分散体(dispersion)を形成すること、
b)基材の表面に該分散体を塗布すること、
c)場合により、基材の表面上に分散体の均一な層を作成すること、及び
d)基材の表面上にリン酸ジルコニウムのコーティングを形成するために、分散体のあらゆる他の成分を除去することを含む。
上記の方法の代わりに、上記の工程a)を工程a1)に置き換えることができる:
a1)ジルコニウム前駆体を含む油中水型エマルジョンにホスファート前駆体を加えるか又はホスファート前駆体を含む油中水型エマルジョンにジルコニウム前駆体を加え、ジルコニウム前駆体とホスファート前駆体とを一緒に反応させてナノサイズのリン酸ジルコニウム粒子の分散体を形成すること。
a1)ジルコニウム前駆体を含む油中水型エマルジョンにホスファート前駆体を加えるか又はホスファート前駆体を含む油中水型エマルジョンにジルコニウム前駆体を加え、ジルコニウム前駆体とホスファート前駆体とを一緒に反応させてナノサイズのリン酸ジルコニウム粒子の分散体を形成すること。
本発明はさらに、基材の表面上に、リン酸チタンを含むか又はリン酸チタンからなるコーティングを形成するための第2の方法を提供し、該方法は、
e)ホスファート前駆体を含む油中水型エマルジョンにチタン前駆体を加え、チタン前駆体とホスファート前駆体とを一緒に反応させてナノサイズのリン酸チタン粒子の分散体を形成すること、
f)基材の表面に該分散体を塗布すること、
g)場合により、基材の表面上に分散体の均一な層を作成すること、及び
h)基材の表面上にリン酸チタンのコーティングを形成するために、分散体のあらゆる他の成分を除去することを含む。
e)ホスファート前駆体を含む油中水型エマルジョンにチタン前駆体を加え、チタン前駆体とホスファート前駆体とを一緒に反応させてナノサイズのリン酸チタン粒子の分散体を形成すること、
f)基材の表面に該分散体を塗布すること、
g)場合により、基材の表面上に分散体の均一な層を作成すること、及び
h)基材の表面上にリン酸チタンのコーティングを形成するために、分散体のあらゆる他の成分を除去することを含む。
本発明はさらに、基材の表面上に、リン酸チタン及び/またはリン酸ジルコニウムを含むか又はリン酸チタン及び/またはリン酸ジルコニウムからなるコーティングを形成するための第3の方法を提供し、該方法は、
a)有機(非水性)溶媒中にジルコニウム前駆体及び/またはチタン前駆体を含む溶液とホスファート前駆体を含む油中水型エマルジョンとを混合し、ジルコニウム前駆体及び/またはチタン前駆体とホスファート前駆体とを一緒に反応させてナノサイズのリン酸ジルコニウム粒子及び/またはリン酸チタン粒子の分散体を形成すること、
b)基材の表面に該分散体を塗布すること、
c)場合により、基材上に分散体の均一な層を作成すること、及び
d)基材上にリン酸ジルコニウム及び/またはリン酸チタンのコーティングを形成するために、分散体のあらゆる他の成分を除去することを含む。
a)有機(非水性)溶媒中にジルコニウム前駆体及び/またはチタン前駆体を含む溶液とホスファート前駆体を含む油中水型エマルジョンとを混合し、ジルコニウム前駆体及び/またはチタン前駆体とホスファート前駆体とを一緒に反応させてナノサイズのリン酸ジルコニウム粒子及び/またはリン酸チタン粒子の分散体を形成すること、
b)基材の表面に該分散体を塗布すること、
c)場合により、基材上に分散体の均一な層を作成すること、及び
d)基材上にリン酸ジルコニウム及び/またはリン酸チタンのコーティングを形成するために、分散体のあらゆる他の成分を除去することを含む。
本発明はさらに、基材の表面の親水性を増加させる方法を提供し、該方法は、上記の本発明の方法のいずれかを使用して基材の表面上にコーティングを形成することを含む。好ましくは、基材はポリマー基材、さらに好ましくはPEEKである。
本発明はまた、本発明の方法のいずれかによって得ることができるコーティングされた基材を提供する。
基材は、歯科用スクリュー、股関節ステム、脊椎固定ケージ、オストミーバッグポート、骨固定補聴器、歯科用インプラントアバットメント及び外部固定装置などのインプラントであり得る。基材はまた、センサまたは医療機器の構成要素など、親水性表面が望ましい構造であり得る。
特に指示しない限り、以下の説明は、任意のタイプの基材、及び本発明のあらゆる実施形態に適用される。
本発明のコーティングは、リン酸チタン(TiP)及び/またはリン酸ジルコニウム(ZrP)から形成される。好ましくは、それらは、層またはコーティングが介在することなく、基材の表面上に直接形成される。ZrPまたはTiPなどの酸性ホスファートベースの材料は、リン酸基と結合を形成することができる表面と強く相互作用する。したがって、コーティングは、チタン及びジルコニウムなどの金属だけでなく、ZrO2及びAl2O3などのセラミック、ならびにPEEKなどのポリマーに対しても高い接着強度を有する。HAと同様に、ZrPはタンパク質及びアミノ酸に強く吸着するが、HAとZrPとの間の1つの顕著な差は異なるpHでの安定性である。HAは塩基性条件下で安定であり、低pH値で溶解し始めるが、ZrPの挙動は逆で、低pH値で安定であるが塩基性条件下で溶解し始める。これにより、ZrPは人体の自然溶解過程で生じる酸性環境に対して高い耐性を示す。TiPは、酸性条件でのタンパク質吸着及び安定性に関してZrPと類似の特性を有するが、TiPの方がアルカリ性pH値での溶解度が高い。したがって、ZrP及びTiPのコーティングはインビボで長期間持続し、例えば、本質的に恒久的である。
ZrPまたはTiPのインプラントコーティングは、酸性条件に耐性であり、タンパク質吸着の傾向も高い。さらに、ナノメートル範囲の特徴を有するコーティングは、下にある基材の表面エネルギー及び比表面積を増加させ、これにより、タンパク質の接着を改善する。そのようなコーティングはまた、それがPEEKなどのポリマーであろうと、チタンなどの金属であろうと、当該基材の親水性を増加させる。親水性表面は、オッセオインテグレーション及び軟組織一体化のために望ましいが、親水性表面は、例えば、センサでは気泡形成を防止し、カテーテルでは濡れを増加させるのに役立つため、他の用途にも魅力的である。コーティングは非常に薄く連続的にすることができるため、インプラントの下にある構造に追従し、それにより、インプラント表面のトポグラフィーを保持することが可能になる。多くの市販のインプラントは、マイクロメートル範囲の表面粗さ(表面の算術平均高さ(Sa)が通常0.5~2μm)を有するように加工されるため、ミクロンサイズの粗さを維持するためには、これらの表面の上のコーティングは薄くなければならない。
ZrPまたはTiPなどの材料はポリマーまたは金属よりも脆く、機械的特性のこの差は、コーティングが厚すぎると問題を引き起こす可能性がある。例えば、コーティングされたポリマー材料が曲げ力を受けると、コーティングとポリマー基材とでは寸法変形は全く異なる。所与の形状では、任意の材料の柔軟性は、その厚さが減少すると増加するため、薄いコーティングの方が厚いコーティングよりも曲げに対して弾力性がある。したがって、基材がポリマー基材または金属基材である場合、比較的薄いZrPコーティングまたはTiPコーティングを有することが有利である。
基材
コーティングは、限定するものではないが、チタン及びその合金、ジルコニウム及びその合金、ステンレス鋼、タンタル、NiTi合金、及びコバルト-クロム合金などの金属;アルミナ、ジルコニア、アルミナ強化ジルコニア及びSi3N4などのセラミック;グラフェン及びパイロカーボンなどのグラファイト状材料;ケイ素;ならびにポリプロピレン、ポリエチレン、ポリスルホン(PSU)、ポリエーテルケトンケトン(PEKK)、ポリ(スチレン)、ポリ(カーボナート)、ポリ(エチレンテレフタラート)及びPEEKなどのポリマーから作製された基材を含む任意の好適な基材に塗布することができる。好ましい基材には、チタン及びその合金、ジルコニウム及びその合金、ステンレス鋼、タンタル、NiTi合金、コバルト-クロム合金、アルミナ、ジルコニア、アルミナ強化ジルコニア、パイロカーボン、ポリスルホン(PSU)、ポリエーテルケトンケトン(PEKK)、ポリ(スチレン)、ポリ(カーボナート)及びPEEKが含まれる。さらに好ましい基材には、チタン及びその合金、ステンレス鋼、ジルコニア、アルミナ強化ジルコニア、パイロカーボン及びPEEKが含まれ、最も好ましくはPEEKが含まれる。
コーティングは、限定するものではないが、チタン及びその合金、ジルコニウム及びその合金、ステンレス鋼、タンタル、NiTi合金、及びコバルト-クロム合金などの金属;アルミナ、ジルコニア、アルミナ強化ジルコニア及びSi3N4などのセラミック;グラフェン及びパイロカーボンなどのグラファイト状材料;ケイ素;ならびにポリプロピレン、ポリエチレン、ポリスルホン(PSU)、ポリエーテルケトンケトン(PEKK)、ポリ(スチレン)、ポリ(カーボナート)、ポリ(エチレンテレフタラート)及びPEEKなどのポリマーから作製された基材を含む任意の好適な基材に塗布することができる。好ましい基材には、チタン及びその合金、ジルコニウム及びその合金、ステンレス鋼、タンタル、NiTi合金、コバルト-クロム合金、アルミナ、ジルコニア、アルミナ強化ジルコニア、パイロカーボン、ポリスルホン(PSU)、ポリエーテルケトンケトン(PEKK)、ポリ(スチレン)、ポリ(カーボナート)及びPEEKが含まれる。さらに好ましい基材には、チタン及びその合金、ステンレス鋼、ジルコニア、アルミナ強化ジルコニア、パイロカーボン及びPEEKが含まれ、最も好ましくはPEEKが含まれる。
好ましい基材は、インビボで使用するためのインプラントの形態である。インプラントの場合、基材は好ましくは生体適合性である。好適なインプラントには、歯科用スクリュー、股関節ステム、脊椎固定ケージ、オストミーバッグポート、骨固定補聴器、歯科用インプラントアバットメント及び外部固定装置が含まれる。ヒトまたは動物の体に埋め込まれた後の一体化を加速するために、粗面を有するインプラントが好ましい。インプラント用の好ましい基材には、チタン及びその合金、ステンレス鋼、コバルト-クロム合金、ジルコニア、アルミナ強化ジルコニア、パイロカーボン及びPEEKが含まれ、最も好ましくはPEEKが含まれる。
本発明のZrPコーティング及びTiPコーティングは親水性である。したがって、基材は、装置または構成要素の表面が親水性であることが有益である任意の装置またはその構成要素であり得る。親水性にされる好ましい基材には、ポリマー基材、特にPEEK基材が含まれる。例えば、気泡の形成は、センサを使用した測定を歪めることがあり得る。気泡は疎水性表面に付着する傾向があるため、本発明に従ってZrP及び/またはTiPによりコーティングすることによってセンサの表面を親水性にすると、気泡の形成を防止するのに役立ち得る。親水性表面が好ましい場合がある他の基材には、カテーテル、チューブ、ノズル及びケーブル、例えば、PEEKなどのポリマー材料から作製されたケーブルが含まれる。したがって、さらに好ましい基材は、センサまたはセンサ構成要素、カテーテル及びチューブである。
本発明のコーティングされた基材はまた、膜分離、光学装置、膜電極複合体を含む電子機器、及び燃料電池に有用であり得る。
コーティング
コーティングは、基材の表面全体、または表面の一部のみにわたって存在し得る。インプラントでは、インプラントの身体対向面の少なくとも25(面積)%、さらに好ましくは少なくとも40%、少なくとも50%または少なくとも70%がコーティングされることが好ましい。
コーティングは、基材の表面全体、または表面の一部のみにわたって存在し得る。インプラントでは、インプラントの身体対向面の少なくとも25(面積)%、さらに好ましくは少なくとも40%、少なくとも50%または少なくとも70%がコーティングされることが好ましい。
下にある表面形態を維持するためには、薄いコーティングが望ましい。厚いコーティングは、割れるか、基材に対して層間剥離する傾向を示すことがある。したがって、好ましくは、基材がインプラントである場合、コーティングの厚さは、1000nm以下、例えば、約1~約1000nmまたは約5~約1000nmである。厚さの下限は、好ましくは少なくとも約1nm、さらに好ましくは少なくとも約3nm、さらに一層好ましくは少なくとも約5nm、例えば少なくとも約10nmである。厚さの上限は、好ましくは約500nm以下、さらに好ましくは約300nm以下、さらに一層好ましくは約250nm以下、例えば約200nm以下である。さらに好ましくは、コーティングの厚さは、約5~約150nmまたは約5~約100nmの範囲である。最も好ましくは、コーティングの厚さは、約10~約40nmである。上記の下限のいずれかと上記の上限のいずれかとを組み合わせることによって得られる範囲も本発明に含まれる。
他のタイプの基材では、コーティングの厚さは100nm未満、好ましくは約1~約99nmである。厚さの下限は、好ましくは少なくとも約1nm、さらに好ましくは少なくとも約3nm、さらに一層好ましくは少なくとも約5nm、例えば少なくとも約10nmである。厚さの上限は、好ましくは約95nm以下、さらに好ましくは約80nm以下、さらに一層好ましくは約40nm以下である。さらに好ましくは、コーティングの厚さは、約5~約95nmまたは約5~約80nmの範囲である。最も好ましくは、コーティングの厚さは、約10~約40nmである。上記の下限のいずれかと上記の上限のいずれかとを組み合わせることによって得られる範囲も本発明に含まれる。
好ましくは、窒素吸着を介して、及びブルナウアー・エメット・テラー(BET)モデルを使用して測定した場合のコーティング中のZrP及び/またはTiPの比表面積は、約5~約400m2/gである。さらに好ましくは、比表面積は、約50~約350m2/gの範囲である。さらに一層好ましくは、比表面積は、約100~約250m2/gの範囲である。コーティング中のZrP及び/またはTiPの比表面積を直接測定することはできない。むしろ、それは、コーティング分散体の一部を焼成(燃焼)し、得られた粉末を分析することによって測定され得る。
本発明のコーティングは、好ましくは多孔質である。多孔質とは、コーティングが気体または液体を吸収することができることを意味する。好ましくは、コーティングは、最長寸法が約1~約100nmの細孔を有する。本明細書で使用される場合、コーティング中の隣接する粒子間に空間が存在し、これにより気体または液体の吸収が可能になる場合、ZrPまたはTiPの粒子から形成されるコーティングも多孔質であると考えられる。細孔径は、SEM及び画像分析を使用して測定され得る。比表面積は、コーティングの多孔性の間接的な測定としても機能する。比表面積が高ければ、一般に、多孔性の高いコーティングに対応する。
上述のように、多くのインプラントは、インビボでの一体化を加速するために粗面を有する。本発明は、基材の下にある表面形態を保存する非常に薄いコーティングを作製することを可能にし、ひいては、粗さを著しく変化させることなくマイクロメートル範囲の特徴をコーティングすることを可能にする。
コーティングの厚さの測定はいくつかの方法で行うことができる。厚さが1~10nmの極めて薄いコーティングでは、X線光電子分光法(XPS)を使用して厚さを概算することができる。XPSは、基材の最上部10nmから原子含有量を測定するため、コーティングが均質かつ均一に分布していれば、下にある基材からの信号を返すXPS測定では、コーティングの厚さが1~10nmの範囲であることが示される。比較的厚いコーティング、例えば、10nm超~100nm未満(>10nm to <100nm)では、例えば、強アルカリ性媒体にコーティングを溶解し、誘導結合プラズマ発光分光(ICP-AES)を用いて抽出媒体の原子含有量を測定することによって、厚さを測定することができる。この厚さ範囲にあるコーティングを測定する別の方法は、ミリング及びリフトアウト手順を行い、その後に透過型電子顕微鏡(TEM)分析を行うことによる。比較的厚いコーティング(>100nm)であれば、走査型電子顕微鏡(SEM)を使用して、コーティングされた基材の断面を調べることによって測定することができる。
好ましくは、コーティングは、非晶質または低結晶性のZrP及び/またはTiPから形成される。非晶質または低結晶性のZrPまたはTiPは、好適な処理によって高結晶性のZrPまたはTiPに変換することができるが、これは任意である。非晶質または低結晶性のZrPまたはTiPを高結晶性材料に変換する方法は、当技術分野で公知である。ただし、高結晶性のZrPまたはTiPへの変換には、一般に沸騰リン酸もしくは沸騰フッ酸による処理、または熱処理が必要である。したがって、基材が処理条件に耐性がない限り、それは適していない。
方法
本発明はまた、基材上にZrP及び/またはTiPコーティングを形成する方法、及び基材の親水性を改善または増大する方法を提供する。
本発明はまた、基材上にZrP及び/またはTiPコーティングを形成する方法、及び基材の親水性を改善または増大する方法を提供する。
本発明は、基材の表面上に、リン酸ジルコニウムを含むか又はリン酸ジルコニウムからなるコーティングを形成するための第1の方法を提供し、該方法は、
a)ジルコニウム前駆体及び場合により界面活性剤を含む第1の油中水型エマルジョンとホスファート前駆体及び場合により界面活性剤を含む第2の油中水型エマルジョンとを混合し、ジルコニウム前駆体とホスファート前駆体とを一緒に反応させてナノサイズのリン酸ジルコニウム粒子の分散体を形成すること、
b)好ましくは滴下、噴霧、または分散体に基材を浸漬することによって、基材の表面に該分散体を塗布すること、
c)場合により、好ましくは基材の回転、毛管抽出、重力測定(gravimetric force)の使用、または基材上への圧縮ガスの流れの適用によって、基材の表面上に分散体の均一な層を形成すること、ならびに
d)基材の表面上にリン酸ジルコニウムのコーティングを形成するために、好ましくは熱処理、プラズマ処理、液体抽出またはこれらの組合せによって、分散体のあらゆる他の成分を除去することを含む。
a)ジルコニウム前駆体及び場合により界面活性剤を含む第1の油中水型エマルジョンとホスファート前駆体及び場合により界面活性剤を含む第2の油中水型エマルジョンとを混合し、ジルコニウム前駆体とホスファート前駆体とを一緒に反応させてナノサイズのリン酸ジルコニウム粒子の分散体を形成すること、
b)好ましくは滴下、噴霧、または分散体に基材を浸漬することによって、基材の表面に該分散体を塗布すること、
c)場合により、好ましくは基材の回転、毛管抽出、重力測定(gravimetric force)の使用、または基材上への圧縮ガスの流れの適用によって、基材の表面上に分散体の均一な層を形成すること、ならびに
d)基材の表面上にリン酸ジルコニウムのコーティングを形成するために、好ましくは熱処理、プラズマ処理、液体抽出またはこれらの組合せによって、分散体のあらゆる他の成分を除去することを含む。
上記の方法の代わりに、上記の工程a)を工程a1)に置き換えることができる:
a1)ジルコニウム前駆体及び場合により界面活性剤を含む油中水型エマルジョンにホスファート前駆体を加えるか、ホスファート前駆体及び場合により界面活性剤を含む油中水型エマルジョンにジルコニウム前駆体を加え、ジルコニウム前駆体とホスファート前駆体とを一緒に反応させてナノサイズのリン酸ジルコニウム粒子の分散体を形成すること。
a1)ジルコニウム前駆体及び場合により界面活性剤を含む油中水型エマルジョンにホスファート前駆体を加えるか、ホスファート前駆体及び場合により界面活性剤を含む油中水型エマルジョンにジルコニウム前駆体を加え、ジルコニウム前駆体とホスファート前駆体とを一緒に反応させてナノサイズのリン酸ジルコニウム粒子の分散体を形成すること。
本発明はさらに、基材の表面上に、リン酸チタンを含むか又はリン酸チタンからなるコーティングを形成するための第2の方法を提供し、該方法は、
e)ホスファート前駆体及び場合により界面活性剤を含む油中水型エマルジョンにチタン前駆体を加え、チタン前駆体とホスファート前駆体とを一緒に反応させてナノサイズのリン酸チタン粒子の分散体を形成すること、
f)好ましくは滴下、噴霧、または分散体に基材を浸漬することによって、基材の表面に該分散体を塗布すること、
g)場合により、好ましくは基材の回転、毛管抽出、重力測定の使用、または基材上への圧縮ガスの流れの適用によって、基材の表面上に分散体の均一な層を形成すること、ならびに
h)基材の表面上にリン酸チタンのコーティングを形成するために、好ましくは熱処理、プラズマ処理、液体抽出またはこれらの組合せによって、分散体のあらゆる他の成分を除去することを含む。
e)ホスファート前駆体及び場合により界面活性剤を含む油中水型エマルジョンにチタン前駆体を加え、チタン前駆体とホスファート前駆体とを一緒に反応させてナノサイズのリン酸チタン粒子の分散体を形成すること、
f)好ましくは滴下、噴霧、または分散体に基材を浸漬することによって、基材の表面に該分散体を塗布すること、
g)場合により、好ましくは基材の回転、毛管抽出、重力測定の使用、または基材上への圧縮ガスの流れの適用によって、基材の表面上に分散体の均一な層を形成すること、ならびに
h)基材の表面上にリン酸チタンのコーティングを形成するために、好ましくは熱処理、プラズマ処理、液体抽出またはこれらの組合せによって、分散体のあらゆる他の成分を除去することを含む。
本発明はさらに、基材の表面上に、リン酸チタン及び/またはリン酸ジルコニウムを含むかリン酸チタン及び/またはリン酸ジルコニウムからなるコーティングを形成するための第3の方法を提供し、該方法は、
a)有機(非水性)溶媒中にジルコニウム前駆体及び/またはチタン前駆体及び場合により界面活性剤を含む溶液とホスファート前駆体及び界面活性剤を含む油中水型エマルジョンとを混合し、ジルコニウム前駆体及び/またはチタン前駆体とホスファート前駆体とを一緒に反応させてナノサイズのリン酸ジルコニウム粒子及び/またはリン酸チタン粒子の分散体を形成すること、
b)好ましくは滴下、噴霧、または分散体に基材を浸漬することにより、固体表面上に該分散体を塗布すること、
c)場合により、好ましくは回転、毛管抽出、重力測定の使用、または基材上への圧縮ガスの流れの適用によって、基材上に分散体の均一な層を形成すること、ならびに
d)基材上にリン酸ジルコニウム及び/またはリン酸チタンのコーティングを形成するために、好ましくは熱処理、プラズマ処理、液体抽出またはこれらの組合せによって、分散体のあらゆる他の成分を除去することを含む。
a)有機(非水性)溶媒中にジルコニウム前駆体及び/またはチタン前駆体及び場合により界面活性剤を含む溶液とホスファート前駆体及び界面活性剤を含む油中水型エマルジョンとを混合し、ジルコニウム前駆体及び/またはチタン前駆体とホスファート前駆体とを一緒に反応させてナノサイズのリン酸ジルコニウム粒子及び/またはリン酸チタン粒子の分散体を形成すること、
b)好ましくは滴下、噴霧、または分散体に基材を浸漬することにより、固体表面上に該分散体を塗布すること、
c)場合により、好ましくは回転、毛管抽出、重力測定の使用、または基材上への圧縮ガスの流れの適用によって、基材上に分散体の均一な層を形成すること、ならびに
d)基材上にリン酸ジルコニウム及び/またはリン酸チタンのコーティングを形成するために、好ましくは熱処理、プラズマ処理、液体抽出またはこれらの組合せによって、分散体のあらゆる他の成分を除去することを含む。
本発明はさらに、基材の表面の親水性を増加させる方法を提供し、該方法は、上記の本発明の方法のいずれかを使用して基材の表面上にコーティングを形成することを含む。
本発明の方法では、ナノサイズとは、最長寸法が1~100nmの粒子を指す。
好ましくは、本発明の方法で使用するための出発エマルジョン及び溶液のそれぞれはまた、1つ以上の界面活性剤を含む。
チタン前駆体は、四塩化チタン(TiCl4)、チタンエトキシド、チタンイソプロポキシド及びチタンジイソプロポキシドビス(アセチルアセトナート)など、好適な有機溶媒に溶解することができる任意の好適なチタン塩または化合物であり得る。TiCl4及びチタンイソプロポキシドを含む多くのチタン化合物は、水と接触すると加水分解して二酸化チタンを形成する。そのため、リン酸チタンコーティングの合成では、チタン前駆体と水との早期の接触を避けることが重要である。したがって、好ましいチタン前駆体は、有機溶媒に可溶な化合物である。二酸化チタン、硫酸チタン、炭化チタンまたはリン酸チタンなどの水に不溶性のチタン塩または化合物は、前駆体として使用するのに適していない。
ジルコニウム前駆体は、四塩化ジルコニウム(ZrCl4)、オキシ塩化ジルコニル、硝酸ジルコニル、ジルコニウムエトキシド、ジルコニウムイソプロポキシド及びジルコニウムジイソプロポキシドビス(アセチルアセトナート)を含む任意の好適なジルコニウム塩または化合物であり得る。第1の方法で使用する場合、ジルコニウム前駆体は、油中水型エマルジョンの水相中に存在するように、水溶性であるべきである。好適な水溶性前駆体には、四塩化ジルコニウム、オキシ塩化ジルコニル及び硝酸ジルコニルが含まれる。第3の方法で使用する場合、ジルコニウム前駆体は有機溶媒に可溶であるべきである。好適な有機可溶性前駆体には、ジルコニウムエトキシド、ジルコニウムイソプロポキシド及びジルコニウムジイソプロポキシドビス(アセチルアセトナート)が含まれる。
リン前駆体は、リン酸(H3PO4)、Na3PO4、Na2HPO4、NaH2PO4、K3PO4、K2HPO4、KH2PO4、亜リン酸(H3PO3)、次亜リン酸(H3PO2)、または亜リン酸トリエチルなどの亜リン酸エステルであり得る。好ましくは、リン前駆体は、油中水型エマルジョンの水相中に存在するように、水溶性である。
金属前駆体及びホスファート前駆体は、例えば、約1:1~約1:3のZr対ホスファートのモル比、または約1:2のチタン対ホスファートのモル比を提供するために、任意の好適なモル比で使用され得る。
本発明の方法で使用される油中水型エマルジョンは、好ましくはマイクロエマルジョンである。エマルジョンは、典型的には界面活性剤を含有するが、ナノサイズの水性ドメインを有する任意の界面活性剤安定化系を使用することができる可能性がある。マイクロエマルジョンは一般に、連続相内に分散された、直径約1~100nm、例えば直径約10~50nmの液滴またはドメインとして存在する分散相を含む。油中水型マイクロエマルジョンでは、水は分散相を形成し、水と混和しないか実質的に混和しない有機溶媒(油)は連続相を形成する。界面活性剤は通常、分散相と連続相との間の界面に存在して、エマルジョンの安定化を助ける(K.Holmberg et al.Surfactants and Polymers in aqueous solutions,Wiley,ISBN 0-471-49883-1)。マイクロエマルジョンの1つの有益な特性は、それがチタンなどの極性かつ親水性の表面であろうと、PEEKなどの非極性かつ疎水性の表面であろうと、ほぼあらゆる表面を濡らし、その上に広がる能力である。
理論に拘束されることなく、出発油中水型エマルジョン中の好ましくは界面活性剤によって覆われた分散水ドメインは、ZrPまたはTiPの成長粒子が衝突し、さらに大きな凝集体に成長するのを防止するナノサイズ(例えば、約1~約100nmの範囲の直径を有する)の反応容器として機能すると考えられている。その結果、水ドメインが、分散したナノサイズのZrP粒子またはTiP粒子を含有する分散体が得られる。
本発明の方法で使用するためのエマルジョンは、様々な界面活性剤/溶媒/水の組合せを使用して形成することができる。本明細書における方法に使用するのに適した界面活性剤には、限定するものではないが、非イオン性界面活性剤、例えば、ポリ(プロピレンオキシド)(PPO)-ポリ(エチレンオキシド)(PEO)界面活性剤、例えば、PEO-PPO-PEO及びPPO-PEO-PPO界面活性剤、アルコールエトキシラート(C-EO)、ポリソルバート、直鎖アルコール、脂肪酸アミド、アルキルフェノールエトキシラート及びポリグリセロールアルキルエーテル、アニオン性界面活性剤、例えば、アルキルホスファート、アルキルスルホナート及びアルキルスルファート、ならびにカチオン性界面活性剤、例えば、第4級アンモニウム塩が含まれる。好ましい界面活性剤には、ポリ(エチレンオキシド)-ポリ(プロピレンオキシド)-ポリ(エチレンオキシド)(PEO-PPO-PEO)ブロックコポリマーPluronic L64及びPluronic P84ならびにアルキルフェノールエトキシラートが含まれる。好適なアルキルフェノールエトキシラートには、CAS登録番号9002-93-1を有し、以下の式によって特徴付けられるTriton X-100など、Tritonの商標の下でThe Dow Chemical Companyから入手可能なものが含まれ、
式中、nは9~10である。
式中、nは9~10である。
出発エマルジョンまたは溶液を作成するのに適した有機溶媒には、脂肪族、芳香族及び環状炭化水素、アルコール、エステル、エーテル、ケトンならびにそれらの混合物など、水と混和しないか実質的に混和しない任意の溶媒が含まれる。好ましい有機溶媒には、p-キシレン、シクロヘキサン及びヘキサデカンならびにそれらの組合せが含まれる。
本明細書に開示される方法で2つの異なるエマルジョン、またはエマルジョン及び有機溶液が使用される場合、同じ有機溶媒が両方で使用されることが好ましい。同様に、同じ界面活性剤が両方で使用されることが好ましい。
本発明の方法の混合工程では、金属前駆体とホスファート前駆体とが一緒に反応してTiPまたはZrPを形成するのに十分な時間にわたって、混合が継続されるべきである。典型的には、反応が確実に完了するように、混合は約5~約24時間、好ましくは約6時間継続すべきである。ZrP及びTiPは、水及び使用される有機溶媒に不溶性であるため、沈殿して、ZrP及び/またはTiPのコロイド分散体が生じる本明細書で使用される場合、コロイド分散体とは、液体中に分散され、サイズが約1~約1000nmの粒子を指す。
基材の表面に対する分散体の塗布は、噴霧、ディップコーティングを含む当技術分野で公知の任意の技術を使用して、または滴下によって行われ得る。スピンコータなどの装置を使用して、過剰なコーティング分散体を除去することによってコーティング液層の厚さを制御し、液体を広げて基材のあらゆる所望の表面上に均一な層を作成することができる。
コーティング分散体が基材に塗布されると、水、有機溶媒及び任意の界面活性剤など、TiPまたはZrP以外の分散体の成分が除去されて、リン酸ジルコニウムまたはリン酸チタンの層のみが残されなければならない。これにより、ZrP及び/またはTiPのナノサイズの粒子が一緒に凝集または融合して、連続的な多孔質コーティングが形成される。乾燥を使用して水及び任意の有機溶媒を除去することができるが、存在する任意の界面活性剤を除去するために他の方法が必要とされ得る。他の全成分を除去するための便利な方法は、界面活性剤を燃焼させ、水及び有機溶媒を蒸発させるのに十分高い温度で熱処理を行うことである。熱処理はまた、ホスファート化合物と基材との間の接着性を増大させ得、無菌のコーティングされた基材を提供するという追加の利点を有し、工業環境でコーティングプロセスを実施することができることが魅力的である。コーティング分散体の層は非常に薄いため、熱処理は約5~約10分以下という短時間で行うことができる。この短時間の熱処理は、基材材料の機械的特性に影響を与えない。熱処理に適した温度は、チタンなどの金属では約300~約550℃、PEEKなどのポリマーでは約300~約350℃である。
コーティング分散体の有機成分及び水性成分を除去する別の方法は、イソプロパノールまたはp-キシレンなどの好適な溶媒を使用して抽出を行って、界面活性剤及び溶媒を除去することである。この方法は、高温処理に耐えられない材料、例えば低融点ポリマーに特に適している。
コーティング分散体の有機成分及び水性成分を除去するさらに別の方法は、プラズマ洗浄装置を使用することである。真空チャンバ内でイオン化ガス(プラズマ)を用いてインプラント表面を処理することによって、界面活性剤などの分散体の任意の有機成分が完全に酸化され、水及び有機溶媒が蒸発する間に除去され得る。
本発明の方法の1つの利点は、それらが、複雑な形状を有する基材など、基材の露出した表面全体にわたってコーティング、好ましくは連続コーティングを形成するために使用することができることである。ポリマーから作製されたインプラントは多くの場合複雑な形状を有し、従来の技術を使用して表面全体をコーティングすることが困難であり得るため、これは、ポリマーから作製されたインプラントには特に有利である。本発明の方法は湿式化学技術であるため、化学蒸着、物理蒸着またはプラズマスプレーなどの視線技術(line of sight technique)とは対照的に、それらは、3Dプリントされた複雑な構造のコーティングに使用するのに(付加製造)、または金属フォームなどの構造をコーティングするのに非常に適している。
前述したように、多くのインプラントは、一体化を加速するために粗面を有する。本発明の方法は、粗さを著しく変化させることなくマイクロメートル範囲の特徴をコーティングすることを可能にする非常に薄いコーティングを作製することを可能にする。例えば、出発エマルジョンまたは溶液中の前駆体の濃度を変化させることにより、スピンコーティング手順中に回転速度を変化させることにより、及び/またはスピンコーティング手順中に圧縮空気を適用することにより、コーティングの厚さを変化させることができる。3Dプリント構造または金属フォームなどの多孔質構造上の厚さを制御する別の方法は、乾燥工程の前に毛管抽出によって構造から一定量のコーティングマイクロエマルジョンを除去することである。この方法では、コーティングされた基材は、コーティングされた基材からコーティング液を抽出する能力を有する多孔質材料上に配置される。多孔質材料の材料、細孔径及び厚さに応じて、抽出されるコーティング液の量は変化し得、これは、乾燥後のコーティング層の厚さに影響を与える。
TiP及び/またはZrPコーティングは、それらが塗布される基材の表面を、ポリマーでは親水性にし、または金属では超親水性(水接触角<10°)にする。したがって、本発明はさらに、基材の表面の親水性を増加させる方法を提供し、該方法は、上記の本発明の方法のいずれかを使用して基材の表面上にコーティングを形成することを含む。
インプラントには多孔質コーティングが好ましいが、非多孔質コーティングも使用することができる。非多孔質コーティングは、化学蒸着、物理蒸着またはプラズマスプレー技術を使用して、基材上に形成され得る。ただし、これらの技術は、粗面、3Dプリント構造または金属フォームなどの複雑な構造をコーティングするのには適さない可能性がある視線技術である。
TiPコーティング及びZrPコーティングは、形成された後、例えば、追加のコーティング層及び/または活性化合物を加えることによって機能化されてもよい。活性化合物は、コーティングによって吸着されてもよいし、コーティングに付着してもよい。好適な活性化合物には、骨成長を刺激するか、細菌の増殖を防ぐ物質が含まれる。骨組織の成長を刺激することができる物質は、限定するものではないが、骨形成タンパク質(BMP)、ビスホスホナート、リン酸カルシウム、カルシウムイオン及びマグネシウムイオンを含む。また、限定するものではないが、ゲンタマイシンもしくはクロロヘキシジンなどの抗生物質、デフェンシンなどの内因性物質、または銀もしくは亜鉛などの無機抗生物質を含む、細菌の増殖を防ぐ物質の付着を用いてコーティングを機能化することも可能である。
機能化は、所望の活性化合物または活性化合物の混合物の溶液または分散体に、コーティングされた基材を浸漬することによって行われ得る。
基材をコーティングするための公知の技術を使用して、TiPコーティングまたはZrPコーティングの上に追加のコーティング層を堆積させてもよい。例えば、国際公開第2005/123579号パンフレットの方法を使用して、ヒドロキシアパタイトまたは他のリン酸カルシウムの層を堆積させてもよい。好ましい追加のコーティング層は、非晶質リン酸カルシウム、リン酸一カルシウム、リン酸二カルシウム、リン酸三カルシウム、リン酸四カルシウム、ヒドロキシアパタイト、リン酸八カルシウムまたはそれらの混合物、さらに好ましくはヒドロキシアパタイトを含む。このように、インプラント上に複合コーティングが作製されてもよく、この場合、上層は数カ月のうちに吸収され、骨成長を刺激し、TiPまたはZrPの下層は、経時的に吸収されない安定した基材として機能する。
本発明は、本明細書に開示される好ましい特徴のありとあらゆる組合せを含む。特に、コーティングされた基材のあらゆる好ましい特徴は、本発明の方法によって得ることができるコーティングされた基材の好ましい特徴でもある。
例
以下は、本発明の非限定的な例である。
略語:
PBS-リン酸緩衝食塩水
Sa-表面の算術平均高さ
SBF-模擬体液
以下は、本発明の非限定的な例である。
略語:
PBS-リン酸緩衝食塩水
Sa-表面の算術平均高さ
SBF-模擬体液
例1a.ZrPコーティング分散体の製造
ビーカー1内で、以下の成分を混合してマイクロエマルジョンを形成した:
17.5g Pluronic L64(BASF)
53.75g p-キシレン(Sigma-Aldrich)
3.75g H2O
0.500g ZrCl4(Sigma-Aldrich)
ビーカー1内で、以下の成分を混合してマイクロエマルジョンを形成した:
17.5g Pluronic L64(BASF)
53.75g p-キシレン(Sigma-Aldrich)
3.75g H2O
0.500g ZrCl4(Sigma-Aldrich)
ビーカー2内で、以下の成分を混合してマイクロエマルジョンを形成した:
17.5g Pluronic L64(BASF)
53.75g p-キシレン(Sigma-Aldrich)
3.75g H2O
0.495g H3PO4 85%(Fluka)
17.5g Pluronic L64(BASF)
53.75g p-キシレン(Sigma-Aldrich)
3.75g H2O
0.495g H3PO4 85%(Fluka)
ビーカー2の内容物をビーカー1に注ぎ、得られた混合物をマグネチックスターラー上に24時間置いた。得られた分散体は、わずかな濁りを伴う半透明であった。
例1b.別のZrPコーティング分散体の製造
ビーカー1内で、以下の成分を混合してマイクロエマルジョンを形成した:
12.5g Triton X-100(Sigma-Aldrich)
3.1g 1-ヘキサノール(Sigma-Aldrich)
23.5g シクロヘキサン
3.40ml H2O
0.626g ZrOCl2*8H2O
ビーカー1内で、以下の成分を混合してマイクロエマルジョンを形成した:
12.5g Triton X-100(Sigma-Aldrich)
3.1g 1-ヘキサノール(Sigma-Aldrich)
23.5g シクロヘキサン
3.40ml H2O
0.626g ZrOCl2*8H2O
ビーカー2内で、以下の成分を混合してマイクロエマルジョンを形成した:
12.5g Triton X-100(Sigma-Aldrich)
3.1g 1-ヘキサノール(Sigma-Aldrich)
23.5g シクロヘキサン
3.40ml H2O
0.448g H3PO4 85%(Fluka)
12.5g Triton X-100(Sigma-Aldrich)
3.1g 1-ヘキサノール(Sigma-Aldrich)
23.5g シクロヘキサン
3.40ml H2O
0.448g H3PO4 85%(Fluka)
ビーカー2の内容物をビーカー1に注ぎ、得られた混合物をマグネチックスターラー上に24時間置いた。得られた分散体は半透明でわずかに濁っていた。
例2.TiPコーティング分散体の製造
ビーカー1内で、以下の成分を混合して溶液を形成した:
17.5g Pluronic L64(BASF)
53.75g p-キシレン(Sigma-Aldrich)
0.500g チタンイソプロポキシド(Sigma-Aldrich)
ビーカー1内で、以下の成分を混合して溶液を形成した:
17.5g Pluronic L64(BASF)
53.75g p-キシレン(Sigma-Aldrich)
0.500g チタンイソプロポキシド(Sigma-Aldrich)
ビーカー2内で、以下の成分を混合してマイクロエマルジョンを形成した:
17.55g Pluronic L64(BASF)
53.75g p-キシレン(Sigma-Aldrich)
7.5g H2O
0.406g H3PO4 85%(Fluka)
17.55g Pluronic L64(BASF)
53.75g p-キシレン(Sigma-Aldrich)
7.5g H2O
0.406g H3PO4 85%(Fluka)
ビーカー2の内容物をビーカー1に注ぎ、得られた混合物をマグネチックスターラー上に24時間置いた。得られた分散体は、わずかな濁りを伴う半透明であった。
例3a.チタンディスク上へのナノサイズのZrPコーティングの塗布
グレード400のサンドペーパーを用いて、直径6mm及び厚さ2mmのチタンディスクを粗面化し、次いで、イソプロパノール、1 M HNO3及び水で洗浄した。スピンコーティング装置上にディスクを置き、その後、例1aで調製した85μlのコーティング分散体を加えた。次いで、スピンコーティング装置を使用して、ディスクを2200rpmで3秒間回転させた。ディスクを室温で乾燥させ、その後、酸素富化雰囲気中で450℃に設定した炉内に5分間置いた。熱処理後、ディスクを室温まで冷却し、SEM及びXPSにより分析した。コーティングされたディスクのSEM画像を図1aに示す(スケールバー=200nm)。この高倍率画像から分かるように、コーティングは多孔質の外観を有し、細孔径は10~30nmである。
グレード400のサンドペーパーを用いて、直径6mm及び厚さ2mmのチタンディスクを粗面化し、次いで、イソプロパノール、1 M HNO3及び水で洗浄した。スピンコーティング装置上にディスクを置き、その後、例1aで調製した85μlのコーティング分散体を加えた。次いで、スピンコーティング装置を使用して、ディスクを2200rpmで3秒間回転させた。ディスクを室温で乾燥させ、その後、酸素富化雰囲気中で450℃に設定した炉内に5分間置いた。熱処理後、ディスクを室温まで冷却し、SEM及びXPSにより分析した。コーティングされたディスクのSEM画像を図1aに示す(スケールバー=200nm)。この高倍率画像から分かるように、コーティングは多孔質の外観を有し、細孔径は10~30nmである。
例3b.チタンディスク上へのナノサイズのZrPコーティングの塗布
異なる組成を有するコーティング分散体の外観を調べるために、グレード400のサンドペーパーを用いて、直径6mm及び厚さ2mmのチタンディスクを粗面化し、次いで、イソプロパノール、1 M HNO3及び水で洗浄した。スピンコーティング装置上にディスクを置き、その後、例1bで調製した85μlのコーティング分散体を加えた。次いで、スピンコーティング装置を使用して、ディスクを2200rpmで3秒間回転させた。ディスクを室温で乾燥させ、その後、酸素富化雰囲気中で450℃に設定した炉内に5分間置いた。熱処理後、ディスクを室温まで冷却し、SEM及びXPSにより分析した。コーティングされたディスクのSEM画像を図1bに示す(スケールバー=200nm)。この画像から分かるように、コーティングは、例1aに記載したコーティング分散体と同様の外観を有する。
異なる組成を有するコーティング分散体の外観を調べるために、グレード400のサンドペーパーを用いて、直径6mm及び厚さ2mmのチタンディスクを粗面化し、次いで、イソプロパノール、1 M HNO3及び水で洗浄した。スピンコーティング装置上にディスクを置き、その後、例1bで調製した85μlのコーティング分散体を加えた。次いで、スピンコーティング装置を使用して、ディスクを2200rpmで3秒間回転させた。ディスクを室温で乾燥させ、その後、酸素富化雰囲気中で450℃に設定した炉内に5分間置いた。熱処理後、ディスクを室温まで冷却し、SEM及びXPSにより分析した。コーティングされたディスクのSEM画像を図1bに示す(スケールバー=200nm)。この画像から分かるように、コーティングは、例1aに記載したコーティング分散体と同様の外観を有する。
例4.チタンディスク上へのナノサイズのTiPコーティングの塗布
例3に従って、直径6mm及び厚さ2mmのチタンディスクを粗面化し、洗浄した。スピンコーティング装置上にディスクを置き、その後、例2で調製した85μlのコーティング分散体を加えた。次いで、スピンコーティング装置を使用して、ディスクを3000rpmで10秒間回転させた。例3aに従ってディスクを熱処理した。ディスクを室温まで冷却し、SEM及びXPSにより分析した。コーティングされたディスクのSEM画像を図2に示す(スケールバー=100nm)。見て分かるように、コーティングはZrPコーティングと同様の外観を有し、多孔質のフォーム状構造を有する。細孔径は、ZrPコーティングと同じ範囲である。この画像の上部には機械加工による縞模様が見え、興味深いことに、これらのパターンはコーティングされた部分に続き、コーティングが、下にあるトポグラフィーに追従することを示している。
例3に従って、直径6mm及び厚さ2mmのチタンディスクを粗面化し、洗浄した。スピンコーティング装置上にディスクを置き、その後、例2で調製した85μlのコーティング分散体を加えた。次いで、スピンコーティング装置を使用して、ディスクを3000rpmで10秒間回転させた。例3aに従ってディスクを熱処理した。ディスクを室温まで冷却し、SEM及びXPSにより分析した。コーティングされたディスクのSEM画像を図2に示す(スケールバー=100nm)。見て分かるように、コーティングはZrPコーティングと同様の外観を有し、多孔質のフォーム状構造を有する。細孔径は、ZrPコーティングと同じ範囲である。この画像の上部には機械加工による縞模様が見え、興味深いことに、これらのパターンはコーティングされた部分に続き、コーティングが、下にあるトポグラフィーに追従することを示している。
例5.PEEKスクリュー上へのナノサイズのZrPコーティングの塗布
吸収性ブラスト媒体(ヒドロキシアパタイト、RBM WAS 180-300,MedicalGroup Corp,France)を用いて、直径3.5mm及び長さ4mmのPEEKスクリュー(PEEK-Optima(Invibio Ltd)から機械加工した)を1.1μmの粗さ(Sa)までブラストした。ブラスト前の粗さは0.55μm(Sa)であった。RBM媒体を溶解し、インプラントの上に例1aで調製した85μlのコーティング分散体を塗布することによりインプラントをコーティングし、スピンコーティング装置上で2500rpm及び5秒間回転させた。インプラントスクリューを室温で乾燥させ、その後、酸素富化雰囲気中で340℃に設定した炉内に5分間置いた。熱処理後、スクリューを室温まで冷却し、SEM及びXPSにより分析した。低倍率(40X)及び高倍率(40000X)でのコーティングされたスクリューのSEM画像を図3に示す。低倍率(上の画像、スケールバー200μm)では、コーティングは見えず、このサイズレベルではトポグラフィーが変化しないことが分かる。高倍率(下の画像、スケールバー200nm)では、コーティングは基材の上の多孔質層として見ることができる。
吸収性ブラスト媒体(ヒドロキシアパタイト、RBM WAS 180-300,MedicalGroup Corp,France)を用いて、直径3.5mm及び長さ4mmのPEEKスクリュー(PEEK-Optima(Invibio Ltd)から機械加工した)を1.1μmの粗さ(Sa)までブラストした。ブラスト前の粗さは0.55μm(Sa)であった。RBM媒体を溶解し、インプラントの上に例1aで調製した85μlのコーティング分散体を塗布することによりインプラントをコーティングし、スピンコーティング装置上で2500rpm及び5秒間回転させた。インプラントスクリューを室温で乾燥させ、その後、酸素富化雰囲気中で340℃に設定した炉内に5分間置いた。熱処理後、スクリューを室温まで冷却し、SEM及びXPSにより分析した。低倍率(40X)及び高倍率(40000X)でのコーティングされたスクリューのSEM画像を図3に示す。低倍率(上の画像、スケールバー200μm)では、コーティングは見えず、このサイズレベルではトポグラフィーが変化しないことが分かる。高倍率(下の画像、スケールバー200nm)では、コーティングは基材の上の多孔質層として見ることができる。
例6.ZrPコーティングの接着性及び耐酸性の調査
例5で使用したパラメータに従って、直径3.5mm及び4mmの機械加工されたPEEKスクリューをコーティングした。水200mlのビーカーにスクリューの一群を浸漬し、5分間超音波処理した。pH4の酢酸200mlのビーカーに別の群を浸漬した。スクリューを洗浄し、乾燥させ、XPSにより分析した。この測定結果を図4に示す(XPSを用いて測定したZrPの総量、ZrとPとの原子%の合計として計算)。この図が示すように、ZrPコーティングは、超音波処理、または酸性pHへの曝露による影響を受けなかった。
例5で使用したパラメータに従って、直径3.5mm及び4mmの機械加工されたPEEKスクリューをコーティングした。水200mlのビーカーにスクリューの一群を浸漬し、5分間超音波処理した。pH4の酢酸200mlのビーカーに別の群を浸漬した。スクリューを洗浄し、乾燥させ、XPSにより分析した。この測定結果を図4に示す(XPSを用いて測定したZrPの総量、ZrとPとの原子%の合計として計算)。この図が示すように、ZrPコーティングは、超音波処理、または酸性pHへの曝露による影響を受けなかった。
例7.ZrPコーティングの無機化特性の調査
例3aに記載されているように、直径6mm及び厚さ2mmのチタンディスク及びPEEKディスクを粗面化し、洗浄した。例3aに記載されたパラメータを使用して、チタンディスクをコーティングした。2500rpmで3秒間、325℃の温度で5分間、酸素雰囲気中で回転させてPEEKディスクをコーティングした。次いで、PAA Cell Culture Company製のCa&Mgを含むダルベッコのPBS(1x)(模擬体液)にディスクを浸漬した。24時間後、SBF浴からディスクを取り出し、タイプ1(超純)水で十分にすすいだ。ディスクを乾燥させ、次いで、XPSにより分析した。XPSを用いて測定した様々なサンプルのカルシウム量を図5に示す。この図から分かるように、未処理のPEEKではカルシウムは検出されなかった。ZrPコーティングディスクでは、2.8%のカルシウムが検出された。比較として、チタンディスクもこの試験に含め、これらのディスクのカルシウム量は、ZrPコーティングPEEKディスクに対して検出された量の約2倍であった(5.6%)。これは、PEEK基材上のZrPコーティングが、骨細胞成長に非常に重要であることが知られている特性である無機化を誘導する表面を生成することを示している。
例3aに記載されているように、直径6mm及び厚さ2mmのチタンディスク及びPEEKディスクを粗面化し、洗浄した。例3aに記載されたパラメータを使用して、チタンディスクをコーティングした。2500rpmで3秒間、325℃の温度で5分間、酸素雰囲気中で回転させてPEEKディスクをコーティングした。次いで、PAA Cell Culture Company製のCa&Mgを含むダルベッコのPBS(1x)(模擬体液)にディスクを浸漬した。24時間後、SBF浴からディスクを取り出し、タイプ1(超純)水で十分にすすいだ。ディスクを乾燥させ、次いで、XPSにより分析した。XPSを用いて測定した様々なサンプルのカルシウム量を図5に示す。この図から分かるように、未処理のPEEKではカルシウムは検出されなかった。ZrPコーティングディスクでは、2.8%のカルシウムが検出された。比較として、チタンディスクもこの試験に含め、これらのディスクのカルシウム量は、ZrPコーティングPEEKディスクに対して検出された量の約2倍であった(5.6%)。これは、PEEK基材上のZrPコーティングが、骨細胞成長に非常に重要であることが知られている特性である無機化を誘導する表面を生成することを示している。
例8.模擬塩水に入れられたPEEKディスク上のZrPコーティングのコーティング安定性及び親水性の調査
例3aに従って、直径6mm及び厚さ2mmのPEEKディスクを粗面化し、洗浄した。例3aに記載されているようにZrPによりディスクの半分をコーティングし、残りの半分はコーティングせずに残し、対照サンプルとして使用した。24.615g/l NaCl、4.105g/l Na2SO4、11.06g/l MgCl2・6H2O及び1.558g/l CaCl2・2H2Oを含む、天然海水の組成を模倣するように設計された食塩溶液にディスクを浸漬した。0.2M NaOH溶液を用いて、溶液をpH8に調整した。ZrPによりディスクの半分をコーティングし、残りの半分をコーティングせずに残し、対照サンプルとして使用した。1週間後及び2週間後、食塩溶液からディスクを取り出した。タイプ1水でディスクを洗浄し、乾燥させ、水接触角を分析した。この分析の結果を図6に示す。見て分かるように、食塩溶液に浸漬する前は、ZrPコーティングディスクは親水性であり、接触角は約45°であったが、非コーティングディスクは疎水性であり、接触角は約110°であった。コーティングディスクと非コーティングディスクとの接触角の差は、1週間後及び2週間後ではほぼ同じあった。コーティングディスクは親水性を維持し、接触角は45~50°であったのに対して、非コーティングディスクは疎水性であり、接触角は90~100°であった。これは、ZrPコーティングされたサンプルでは親水性が維持されたことを示している。
例3aに従って、直径6mm及び厚さ2mmのPEEKディスクを粗面化し、洗浄した。例3aに記載されているようにZrPによりディスクの半分をコーティングし、残りの半分はコーティングせずに残し、対照サンプルとして使用した。24.615g/l NaCl、4.105g/l Na2SO4、11.06g/l MgCl2・6H2O及び1.558g/l CaCl2・2H2Oを含む、天然海水の組成を模倣するように設計された食塩溶液にディスクを浸漬した。0.2M NaOH溶液を用いて、溶液をpH8に調整した。ZrPによりディスクの半分をコーティングし、残りの半分をコーティングせずに残し、対照サンプルとして使用した。1週間後及び2週間後、食塩溶液からディスクを取り出した。タイプ1水でディスクを洗浄し、乾燥させ、水接触角を分析した。この分析の結果を図6に示す。見て分かるように、食塩溶液に浸漬する前は、ZrPコーティングディスクは親水性であり、接触角は約45°であったが、非コーティングディスクは疎水性であり、接触角は約110°であった。コーティングディスクと非コーティングディスクとの接触角の差は、1週間後及び2週間後ではほぼ同じあった。コーティングディスクは親水性を維持し、接触角は45~50°であったのに対して、非コーティングディスクは疎水性であり、接触角は90~100°であった。これは、ZrPコーティングされたサンプルでは親水性が維持されたことを示している。
例9.ZrPとHAとの組合せコーティングの調製
例3aに記載されるように、直径6mm及び厚さ2mmのPEEKディスクを粗面化し、洗浄した。スピンコーティング装置上にPEEKディスクを置き、その後、例1aに記載された75μlのコーティング分散体を加えた。スピンコーティング装置を使用して、ディスクを1300rpmで3秒間回転させた。ディスクを120℃で10分間乾燥させ、その後、室温で5分間冷却させた。続いて、空気供給雰囲気(air-fed atmosphere)中で325℃に設定した炉内にディスクを5分間置いた。熱処理後、ディスクを室温まで冷却した。
例3aに記載されるように、直径6mm及び厚さ2mmのPEEKディスクを粗面化し、洗浄した。スピンコーティング装置上にPEEKディスクを置き、その後、例1aに記載された75μlのコーティング分散体を加えた。スピンコーティング装置を使用して、ディスクを1300rpmで3秒間回転させた。ディスクを120℃で10分間乾燥させ、その後、室温で5分間冷却させた。続いて、空気供給雰囲気(air-fed atmosphere)中で325℃に設定した炉内にディスクを5分間置いた。熱処理後、ディスクを室温まで冷却した。
コーティングされたPEEKを再びスピンコーティング装置上に置き、使用したコーティング分散体が国際公開第2005/123579号パンフレットの例2に記載された分散体であったことを除いて、上記のプロセスを繰り返した。熱処理後、ディスクを室温まで冷却し、XPSにより分析した。この分析は、微量のZrとともに8.8%のCaと5.5%のPとを示し、これはCaPコーティングがチタン基材の上に直接形成されたのと同様に挙動したことを示す。ディスクのSEM画像を図7に示す(スケールバー=500nm)。見て分かるように、HA層はZrP層の下にある構造に追従し、ZrPコーティングの上に均一な針状のHA結晶の薄い層を形成する。
例10.ZrPコーティングPEEKインプラントのオッセオインテグレーション特性のインビボ試験
例5に従ってPEEKスクリューをブラストし、コーティングした。機械加工PEEKインプラント、ブラストPEEK及びZrPコーティングインプラントは、いずれも同じスクリュー形状のマクロ形状であり、その後7匹のウサギの脛骨に埋め込んだ。インプラントを6週間治癒させた後、動物を殺処分し、Tohnichiトルクゲージを用いてインプラントの除去トルクを測定した。様々な群の除去トルク値(Ncm単位)を図8に示す。ブラスト処理は、回転させたインプラントの6.9Ncmからブラストしたインプラントの9.1Ncmまでインプラントの固定強度を増加させたことが分かる。ZrPによりコーティングすると、固定強度が13.5Ncmに増加した。統計的有意性(Mann-Whitney U)は、ZrPコーティングスクリュー対ブラストスクリューではp(0.05)であった。これは、ZrPコーティングが、生体不活性PEEK表面をオッセオインテグレーションする表面に変換することを示している。
例5に従ってPEEKスクリューをブラストし、コーティングした。機械加工PEEKインプラント、ブラストPEEK及びZrPコーティングインプラントは、いずれも同じスクリュー形状のマクロ形状であり、その後7匹のウサギの脛骨に埋め込んだ。インプラントを6週間治癒させた後、動物を殺処分し、Tohnichiトルクゲージを用いてインプラントの除去トルクを測定した。様々な群の除去トルク値(Ncm単位)を図8に示す。ブラスト処理は、回転させたインプラントの6.9Ncmからブラストしたインプラントの9.1Ncmまでインプラントの固定強度を増加させたことが分かる。ZrPによりコーティングすると、固定強度が13.5Ncmに増加した。統計的有意性(Mann-Whitney U)は、ZrPコーティングスクリュー対ブラストスクリューではp(0.05)であった。これは、ZrPコーティングが、生体不活性PEEK表面をオッセオインテグレーションする表面に変換することを示している。
例11.保管中の親水性の調査
熱処理のために酸素富化雰囲気中で450℃の温度を使用して、例1aに記載されたコーティング分散体を用いて、約1.0μm(Sa)の粗さを有する酸エッチングした歯科用インプラントをZrPによりコーティングした。第2の試験群では、国際公開第2005/123579号パンフレットに従って、同じタイプのインプラントをHAによりコーティングした。第3の試験群では、ZrP及びHAにより処理されたインプラントと同じ温度を使用して、同じタイプのインプラントを熱処理した。全インプラントをガラスバイアルに入れ、1、2、4、8及び12週間保管した。各期間の後、液体吸着を測定した。各インプラント及び各時間に別個のガラスバイアルを使用し、すなわち、液体吸着測定後、インプラントを廃棄した。下部3つのスレッドが水面下になるまで、タイプ1水を含むビーカー内にインプラントを下降させることにより、液体吸着を測定した。次いで、インプラントに30秒間水を吸着させ、その後インプラントを持ち上げて、インプラントのどの部分も水面に触れないようにした。次いで、インプラントを化学天秤に載せ、重量を記録した。液浸前後のインプラントの重量を比較することにより、吸着水の重量を計算することができた。これらの測定結果を図9に示す(●=熱処理済み(HT)、■=ZrPコーティング済み、▲=HAコーティング済み)。図9から分かるように、ZrP及びHAにより処理されたスクリューは、経時的に親水性を保持していた。熱処理されたスクリューは、最初は親水性であったが、この親水性は保管中に低下した。
熱処理のために酸素富化雰囲気中で450℃の温度を使用して、例1aに記載されたコーティング分散体を用いて、約1.0μm(Sa)の粗さを有する酸エッチングした歯科用インプラントをZrPによりコーティングした。第2の試験群では、国際公開第2005/123579号パンフレットに従って、同じタイプのインプラントをHAによりコーティングした。第3の試験群では、ZrP及びHAにより処理されたインプラントと同じ温度を使用して、同じタイプのインプラントを熱処理した。全インプラントをガラスバイアルに入れ、1、2、4、8及び12週間保管した。各期間の後、液体吸着を測定した。各インプラント及び各時間に別個のガラスバイアルを使用し、すなわち、液体吸着測定後、インプラントを廃棄した。下部3つのスレッドが水面下になるまで、タイプ1水を含むビーカー内にインプラントを下降させることにより、液体吸着を測定した。次いで、インプラントに30秒間水を吸着させ、その後インプラントを持ち上げて、インプラントのどの部分も水面に触れないようにした。次いで、インプラントを化学天秤に載せ、重量を記録した。液浸前後のインプラントの重量を比較することにより、吸着水の重量を計算することができた。これらの測定結果を図9に示す(●=熱処理済み(HT)、■=ZrPコーティング済み、▲=HAコーティング済み)。図9から分かるように、ZrP及びHAにより処理されたスクリューは、経時的に親水性を保持していた。熱処理されたスクリューは、最初は親水性であったが、この親水性は保管中に低下した。
Claims (49)
- 表面上にコーティングを含む基材であって、前記コーティングが、リン酸チタン、リン酸ジルコニウム又はそれらの混合物を含み、前記基材が、インビボでの使用に適したインプラントである基材。
- 前記コーティングが多孔質である、請求項1に記載の基材。
- 前記コーティングが、リン酸チタン、リン酸ジルコニウム又はそれらの混合物からなる、請求項1又は2に記載の基材。
- 前記コーティングが非晶質である、請求項1から3のいずれか一項に記載の基材。
- 前記コーティングが連続的である、請求項1から4のいずれか一項に記載の基材。
- リン酸チタン、リン酸ジルコニウム又はそれらの混合物を含む前記コーティングが、約1~約1000nmの厚さを有する、請求項1から5のいずれか一項に記載の基材。
- リン酸チタン、リン酸ジルコニウム又はそれらの混合物を含む前記コーティングが、約5~約250nmの厚さを有する、請求項1から6のいずれか一項に記載の基材。
- リン酸チタン、リン酸ジルコニウム又はそれらの混合物を含む前記コーティングが、約5~約80nmの厚さを有する、請求項1から7のいずれか一項に記載の基材。
- リン酸チタン、リン酸ジルコニウム又はそれらの混合物を含む前記コーティングが、約10~約40nmの厚さを有する、請求項1から8のいずれか一項に記載の基材。
- 前記コーティング中の前記リン酸チタン及び/又はリン酸ジルコニウムが、約5~約400m2/gの比表面積を有する、請求項1から9のいずれか一項に記載の基材。
- 前記基材が、リン酸カルシウムを含む追加のコーティングを含む、請求項1から10のいずれか一項に記載の基材。
- 前記リン酸カルシウムが、非晶質リン酸カルシウム、リン酸一カルシウム、リン酸二カルシウム、リン酸三カルシウム、リン酸四カルシウム、ヒドロキシアパタイト、リン酸八カルシウム又はそれらの混合物、好ましくはヒドロキシアパタイトの形態である、請求項11に記載の基材。
- 前記追加のコーティングが、リン酸チタン、リン酸ジルコニウム又はそれらの混合物を含む前記コーティングの上にある、請求項11又は12に記載の基材。
- リン酸チタン、リン酸ジルコニウム又はそれらの混合物を含む前記コーティングが抗生物質をさらに含む、請求項1から13のいずれか一項に記載の基材。
- 前記インプラントが、歯科用スクリュー、股関節ステム、脊椎固定ケージ、オストミーバッグポート、骨固定補聴器、歯科用インプラントアバットメント又は外部固定装置である、請求項1から14のいずれか一項に記載の基材。
- 前記基材が、金属、セラミック、グラファイト状材料又はポリマーから作製される、請求項1から15のいずれか一項に記載の基材。
- 前記金属が、チタン及びその合金、ジルコニウム及びその合金、ステンレス鋼、タンタル、NiTi合金ならびにコバルト-クロム合金から選択され、前記セラミックが、アルミナ、ジルコニア、アルミナ強化ジルコニア及びSi3N4から選択され、前記グラファイト状材料が、グラフェン及びパイロカーボンから選択され、前記ポリマーが、ポリプロピレン、ポリエチレン、ポリスルホン、ポリエーテルケトンケトン、ポリ(スチレン)、ポリ(カーボナート)、ポリ(エチレンテレフタラート)及びポリエーテルエーテルケトンから選択される、請求項16に記載の基材
- 前記基材が、チタン又はその合金、ジルコニウム又はその合金、ステンレス鋼、タンタル、NiTi合金、コバルト-クロム合金、アルミナ、ジルコニア、アルミナ強化ジルコニア、パイロカーボン、ポリスルホン、ポリエーテルケトンケトン、ポリ(スチレン)、ポリ(カーボナート)又はポリエーテルエーテルケトン、好ましくはポリエーテルエーテルケトンから作製される、請求項16に記載の基材。
- 基材の表面上に、リン酸ジルコニウムを含むか又はリン酸ジルコニウムからなるコーティングを形成する方法であって、前記方法が、
a)ジルコニウム前駆体を含む第1の油中水型エマルジョンとホスファート前駆体を含む第2の油中水型エマルジョンとを混合し、前記ジルコニウム前駆体と前記ホスファート前駆体とを一緒に反応させてナノサイズのリン酸ジルコニウム粒子の分散体を形成すること、
b)前記基材の前記表面に前記分散体を塗布すること、
c)場合により、前記基材の前記表面上に前記分散体の均一な層を作成すること、及び
d)前記基材の前記表面上にリン酸ジルコニウムの前記コーティングを形成するために、前記分散体のあらゆる他の成分を除去することを含む方法。 - 前記第1及び/又は前記第2の油中水型エマルジョンが、1つ以上の界面活性剤も含む、請求項19に記載の方法。
- 基材の表面上に、リン酸ジルコニウムを含むか又はリン酸ジルコニウムからなるコーティングを形成する方法であって、前記方法が、
a1)ジルコニウム前駆体を含む油中水型エマルジョンにホスファート前駆体を加えるか又はホスファート前駆体を含む油中水型エマルジョンにジルコニウム前駆体を加え、前記ジルコニウム前駆体と前記ホスファート前駆体とを一緒に反応させてナノサイズのリン酸ジルコニウム粒子の分散体を形成すること、
b)前記基材の前記表面に前記分散体を塗布すること、
c)場合により、前記基材の前記表面上に前記分散体の均一な層を作成すること、及び
d)前記基材の前記表面上にリン酸ジルコニウムの前記コーティングを形成するために、前記分散体のあらゆる他の成分を除去することを含む方法。 - 基材の表面上に、リン酸チタンを含むか又はリン酸チタンからなるコーティングを形成する方法であって、前記方法が、
e)ホスファート前駆体を含む油中水型エマルジョンにチタン前駆体を加え、前記チタン前駆体と前記ホスファート前駆体とを一緒に反応させてナノサイズのリン酸チタン粒子の分散体を形成すること、
f)前記基材の前記表面に前記分散体を塗布すること、
g)場合により、前記基材の前記表面上に前記分散体の均一な層を作成すること、及び
h)前記基材の前記表面上にリン酸チタンの前記コーティングを形成するために、前記分散体のあらゆる他の成分を除去することを含む方法。 - 前記油中水型エマルジョンが、1つ以上の界面活性剤も含む、請求項21又は請求項22に記載の方法。
- 基材の表面上に、リン酸チタン及び/又はリン酸ジルコニウムを含むか又はリン酸チタン及び/又はリン酸ジルコニウムからなるコーティングを形成する方法であって、前記方法が、
a)有機溶媒中にジルコニウム前駆体及び/又はチタン前駆体を含む溶液とホスファート前駆体を含む油中水型エマルジョンとを混合し、前記ジルコニウム前駆体及び/又はチタン前駆体と前記ホスファート前駆体とを一緒に反応させてナノサイズのリン酸ジルコニウム粒子及び/又はリン酸チタン粒子の分散体を形成すること、
b)前記基材の前記表面に前記分散体を塗布すること、
c)場合により、前記基材上に前記分散体の均一な層を作成すること、及び
d)前記基材上にリン酸ジルコニウム及び/又はリン酸チタンの前記コーティングを形成するために、前記分散体のあらゆる他の成分を除去することを含む方法。 - 前記油中水型エマルジョン及び/又は前記溶液が、1つ以上の界面活性剤も含む、請求項24に記載の方法。
- 前記チタン前駆体が、四塩化チタン(TiCl4)、チタンエトキシド、チタンイソプロポキシド及びチタンジイソプロポキシドビス(アセチルアセトナート)から選択される、請求項22から25のいずれか一項に記載の方法。
- 前記ジルコニウム前駆体が、四塩化ジルコニウム(ZrCl4)、オキシ塩化ジルコニル、硝酸ジルコニル、ジルコニウムエトキシド、ジルコニウムイソプロポキシド及びジルコニウムジイソプロポキシドビス(アセチルアセトナート)から選択される、請求項19から21又は23から25のいずれか一項に記載の方法。
- 前記ホスファート前駆体が、リン酸(H3PO4)、Na3PO4、Na2HPO4、NaH2PO4、K3PO4、K2HPO4、KH2PO4、亜リン酸(H3PO3)、次亜リン酸(H3PO2)又は亜リン酸エステルから選択される、請求項19から27のいずれか一項に記載の方法。
- 前記分散体が、滴下、噴霧、又は前記分散体に前記基材を浸漬することにより、前記表面に塗布される、請求項19から28のいずれか一項に記載の方法。
- 前記基材の前記表面上の前記分散体の均一な層が、前記基材の回転、毛管抽出、重力測定の使用、又は前記基材上への圧縮ガスの流れの適用により形成される、請求項19から29のいずれか一項に記載の方法。
- 前記他の成分が、熱処理、プラズマ処理、液体抽出又はこれらの組合せにより除去される、請求項19から30のいずれか一項に記載の方法。
- 前記方法が、前記基材の親水性を増加させる、請求項19から31のいずれか一項に記載の方法。
- 前記基材がポリエーテルエーテルケトンから作製される、請求項32に記載の方法。
- リン酸カルシウムを含む追加のコーティングを形成することをさらに含む、請求項19から33のいずれか一項に記載の方法。
- 前記リン酸カルシウムが、非晶質リン酸カルシウム、リン酸一カルシウム、リン酸二カルシウム、リン酸三カルシウム、リン酸四カルシウム、ヒドロキシアパタイト、リン酸八カルシウム又はそれらの混合物、好ましくはヒドロキシアパタイトである、請求項34に記載の方法。
- 前記追加のコーティングが、リン酸チタン及び/又はリン酸ジルコニウムを含むか又はリン酸チタン及び/又はリン酸ジルコニウムからなる前記コーティングの上に形成される、請求項34又は35に記載の方法。
- 前記基材が、インビボで使用するためのインプラントである、請求項19から36のいずれか一項に記載の方法。
- 請求項37に記載の方法により得ることができるコーティングされた基材。
- その表面上に多孔質コーティングを含む基材であって、前記コーティングが、リン酸チタン、リン酸ジルコニウム又はそれらの混合物を含み、リン酸チタン、リン酸ジルコニウム又はそれらの混合物を含む前記コーティングが、約1~99nmの厚さを有する基材。
- リン酸チタン、リン酸ジルコニウム又はそれらの混合物を含む前記コーティングが、約5~約80nmの厚さを有する、請求項39に記載の基材。
- リン酸チタン、リン酸ジルコニウム又はそれらの混合物を含む前記コーティングが、約10~約40nmの厚さを有する、請求項39に記載の基材。
- 前記コーティングが、リン酸チタン、リン酸ジルコニウム又はそれらの混合物からなる、請求項39から41のいずれか一項に記載の基材。
- 前記コーティングが非晶質である、請求項39から42のいずれか一項に記載の基材。
- 前記コーティングが連続的である、請求項39から43のいずれか一項に記載の基材。
- 前記コーティング中の前記リン酸チタン及び/又はリン酸ジルコニウムが、約5~約400m2/gの比表面積を有する、請求項39から44のいずれか一項に記載の基材。
- リン酸チタン、リン酸ジルコニウム又はそれらの混合物を含む前記コーティングが抗生物質をさらに含む、請求項39から45のいずれか一項に記載の基材。
- 前記基材が、金属、セラミック、グラファイト状材料、ポリマー又はケイ素から作製される、請求項39から46のいずれか一項に記載の基材。
- 前記金属が、チタン及びその合金、ジルコニウム及びその合金、ステンレス鋼、タンタル、NiTi合金ならびにコバルト-クロム合金から選択され、前記セラミックが、アルミナ、ジルコニア、アルミナ強化ジルコニア及びSi3N4から選択され、前記グラファイト状材料が、グラフェン及びパイロカーボンから選択され、前記ポリマーが、ポリプロピレン、ポリエチレン、ポリスルホン、ポリエーテルケトンケトン、ポリ(スチレン)、ポリ(カーボナート)、ポリ(エチレンテレフタラート)及びポリエーテルエーテルケトンから選択される、請求項47に記載の基材。
- 前記基材が、チタン又はその合金、ジルコニウム又はその合金、ステンレス鋼、タンタル、NiTi合金、コバルト-クロム合金、アルミナ、ジルコニア、アルミナ強化ジルコニア、パイロカーボン、ポリスルホン、ポリエーテルケトンケトン)、ポリ(スチレン)、ポリ(カーボナート)又はポリエーテルエーテルケトン、好ましくはポリエーテルエーテルケトンから作製される、請求項47に記載の基材。
Applications Claiming Priority (4)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
GB1802184.0 | 2018-02-09 | ||
GBGB1802184.0A GB201802184D0 (en) | 2018-02-09 | 2018-02-09 | Products and methods |
PCT/EP2019/053200 WO2019155021A1 (en) | 2018-02-09 | 2019-02-08 | Zirconium and titanium phosphate coatings for implants and other substrates |
JP2020565540A JP7447026B2 (ja) | 2018-02-09 | 2019-02-08 | インプラント及び他の基材用のジルコニウム及びリン酸チタンコーティング |
Related Parent Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2020565540A Division JP7447026B2 (ja) | 2018-02-09 | 2019-02-08 | インプラント及び他の基材用のジルコニウム及びリン酸チタンコーティング |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2023059926A true JP2023059926A (ja) | 2023-04-27 |
Family
ID=61731255
Family Applications (2)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2020565540A Active JP7447026B2 (ja) | 2018-02-09 | 2019-02-08 | インプラント及び他の基材用のジルコニウム及びリン酸チタンコーティング |
JP2023023982A Pending JP2023059926A (ja) | 2018-02-09 | 2023-02-20 | インプラント及び他の基材用のジルコニウム及びリン酸チタンコーティング |
Family Applications Before (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2020565540A Active JP7447026B2 (ja) | 2018-02-09 | 2019-02-08 | インプラント及び他の基材用のジルコニウム及びリン酸チタンコーティング |
Country Status (11)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US20210030921A1 (ja) |
EP (1) | EP3749377B1 (ja) |
JP (2) | JP7447026B2 (ja) |
KR (1) | KR20200128678A (ja) |
CN (1) | CN111655301A (ja) |
AU (1) | AU2019219236B2 (ja) |
BR (1) | BR112020015859B1 (ja) |
CA (1) | CA3090035A1 (ja) |
GB (1) | GB201802184D0 (ja) |
MX (1) | MX2020007814A (ja) |
WO (1) | WO2019155021A1 (ja) |
Families Citing this family (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN113106435B (zh) * | 2021-04-14 | 2021-11-30 | 中国矿业大学 | 一种钛钼锆系亚稳β钛合金表面改性方法 |
CN115873429B (zh) * | 2022-11-24 | 2023-09-29 | 深圳市宏日嘉净化设备科技有限公司 | 一种超亲水磷酸钛油水分离涂层及其制备方法 |
Family Cites Families (12)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
GB1406419A (en) * | 1971-07-20 | 1975-09-17 | Ici Ltd | Metal phosphate coating or organic polymers |
JP3076636B2 (ja) * | 1991-09-04 | 2000-08-14 | 株式会社アドバンス | 複合インプラント |
JPH06304241A (ja) * | 1993-04-22 | 1994-11-01 | Sangi Co Ltd | 抗菌性コラーゲン膜 |
US20060194008A1 (en) * | 1999-09-22 | 2006-08-31 | Princeton University | Devices with multiple surface functionality |
US8029755B2 (en) * | 2003-08-06 | 2011-10-04 | Angstrom Medica | Tricalcium phosphates, their composites, implants incorporating them, and method for their production |
SE527610C2 (sv) * | 2004-06-15 | 2006-04-25 | Promimic Ab | Förfarande för framställning av syntetiskt, kristallint kalciumfosfat i nanostorlek |
NO20064595A (no) | 2006-10-10 | 2008-03-17 | Roella Gunnar | Titanimplantat og fremgangsmåte for fremstilling derav |
KR100775537B1 (ko) | 2007-07-19 | 2007-11-28 | (주)오스테오필 | 표면이 개질된 임플란트 제조 방법 및 그에 의해 제조된임플란트 |
US8545559B2 (en) * | 2007-10-05 | 2013-10-01 | Washington State University | Modified metal materials, surface modifications to improve cell interactions and antimicrobial properties, and methods for modifying metal surface properties |
DE102008053892A1 (de) * | 2008-10-30 | 2010-05-06 | Fachhochschule Gelsenkirchen | Medizinisches Implantat mit biofunktionalisierter Oberfläche |
JP5757605B2 (ja) * | 2010-10-29 | 2015-07-29 | 国立大学法人九州大学 | リン酸塩被覆材料、アパタイト被覆材料、およびこれらの製造方法 |
DE102016222603A1 (de) * | 2016-11-16 | 2018-05-17 | Aesculap Ag | Implantat und ein Kit zum Behandeln eines Knochendefekts |
-
2018
- 2018-02-09 GB GBGB1802184.0A patent/GB201802184D0/en not_active Ceased
-
2019
- 2019-02-08 EP EP19703729.4A patent/EP3749377B1/en active Active
- 2019-02-08 CN CN201980009971.3A patent/CN111655301A/zh active Pending
- 2019-02-08 BR BR112020015859-3A patent/BR112020015859B1/pt active IP Right Grant
- 2019-02-08 AU AU2019219236A patent/AU2019219236B2/en active Active
- 2019-02-08 US US16/967,047 patent/US20210030921A1/en active Pending
- 2019-02-08 MX MX2020007814A patent/MX2020007814A/es unknown
- 2019-02-08 KR KR1020207025996A patent/KR20200128678A/ko unknown
- 2019-02-08 WO PCT/EP2019/053200 patent/WO2019155021A1/en unknown
- 2019-02-08 JP JP2020565540A patent/JP7447026B2/ja active Active
- 2019-02-08 CA CA3090035A patent/CA3090035A1/en active Pending
-
2023
- 2023-02-20 JP JP2023023982A patent/JP2023059926A/ja active Pending
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
EP3749377B1 (en) | 2024-05-08 |
JP7447026B2 (ja) | 2024-03-11 |
AU2019219236B2 (en) | 2024-04-11 |
BR112020015859B1 (pt) | 2024-01-02 |
CA3090035A1 (en) | 2019-08-15 |
JP2021513451A (ja) | 2021-05-27 |
KR20200128678A (ko) | 2020-11-16 |
EP3749377A1 (en) | 2020-12-16 |
MX2020007814A (es) | 2020-10-14 |
AU2019219236A1 (en) | 2020-09-03 |
WO2019155021A1 (en) | 2019-08-15 |
GB201802184D0 (en) | 2018-03-28 |
US20210030921A1 (en) | 2021-02-04 |
CN111655301A (zh) | 2020-09-11 |
BR112020015859A2 (pt) | 2020-12-08 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP2023059926A (ja) | インプラント及び他の基材用のジルコニウム及びリン酸チタンコーティング | |
Wen et al. | Preparation of bioactive microporous titanium surface by a new two-step chemical treatment | |
Anil et al. | Dental implant surface enhancement and osseointegration | |
Wen et al. | Preparation of calcium phosphate coatings on titanium implant materials by simple chemistry | |
JP5285273B2 (ja) | 合成ナノサイズ結晶性リン酸カルシウム及びその製造方法 | |
Rau et al. | Bioactive, nanostructured S i‐substituted hydroxyapatite coatings on titanium prepared by pulsed laser deposition | |
US9833319B2 (en) | Osteoconductive coating of implants made of plastic | |
Nazir et al. | Biomimetic coating of modified titanium surfaces with hydroxyapatite using simulated body fluid | |
Furkó et al. | Comparative study on preparation and characterization of bioactive coatings for biomedical applications—A review on recent patents and literature | |
Bayram et al. | Osteoblast activity on anodized titania nanotubes: effect of simulated body fluid soaking time | |
US20140308628A1 (en) | Metal materials having a surface layer of calcium phosphate, and methods for preparing same | |
Wang et al. | Apatite-inducing ability of titanium oxide layer on titanium surface: the effect of surface energy | |
KR100922686B1 (ko) | 바이오재료 제조방법 및 이로 형성되는 바이오재료 | |
WO2020099334A2 (en) | Dental implant, component for dental applications, implant system for dental applications, method for forming a protective layer on the surface of an implantable or implant component, implantable or implant component having a protective layer, and use of a protective layer | |
US20190209736A1 (en) | Method for the nanometric deposition of calcium phosphate on the surface of an anodized titanium implant | |
Hsu et al. | Effect of different post-treatments on the bioactivity of alkali-treated Ti–5Si alloy | |
Zhao et al. | Biological behavior of osteoblast cell and apatite forming ability of the surface modified Ti alloys | |
De Santis et al. | A Simple Cerium Coating Strategy for Titanium Oxide Nano-tubes’ Bioactivity Enhancement. Nanomaterials 2021, 11, 445 | |
Wu | Preparation of Bioactive and Porous Titanium Coating by Vacuum Plasma Spraying and Chemical Treatment | |
BEHNAMGHADER et al. | The Effect of Topography Modification on Bioactivity of chemical and heat treated Titanium | |
Sun et al. | Highly efficient biphasic calcium-phosphate coating procedure with an enhanced coating yield and protein incorporation rate | |
Tan et al. | Biofunctionalization of Modified Surfaces of Titanium | |
Nazir et al. | Research Article Biomimetic Coating of Modified Titanium Surfaces with Hydroxyapatite Using Simulated Body Fluid | |
da Rocha et al. | Characterization of a biomimetic coating on dense and porous titanium substrates | |
Cheng | Sol-gel Derived Silica-titania Porous Coating for the Surface Modification of Dental Implants |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20230308 |
|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20230308 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20240426 |