人工生体复合材料制造技术

本人工生体复合材料包括整形加工成所要求之形状及尺寸的人工骨部和内包此人工骨部并以有机高分子材料作为主要构成成分的包接膜体．根据要求，人工骨部由主体和被覆层构成．（*该技术在2007年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】
是关于人工生体复合材料之专利技术。详言之，即有关应用于置换或充填之人工生体硬性组织材料、特别是人工骨材料之专利技术。人体或其它动物，由于疾病或外伤造成骨损伤以及因恶性肿瘤行手术切除骨骼时，对缺损或切除之部分，一般是用身体其它部位的自身骨进行置换或充填。最近，对于上述之骨损伤及切除部分已能应用人工生体硬性组织材料(以下称人工骨)加以置换或充填。但是，用人工骨置换或充填时存在着一系列的实际问题。例如，行胸骨恶性肿瘤手术切除时，须通过外科技术用人工骨置换一部分的胸骨，以前由于对保持胸锁关节功能的问题考虑不周、以及对此缺乏有力的处理对策，以致在术后发生胸锁关节脱臼、离位、瘘管形成、产生疼痛或外观美容上的缺陷等等问题。在另外的例症上，如膝部周围的骨恶性肿瘤，为了保存患肢，在肿瘤切除之后多数要作成人工膝关节，但是，因同时已将其周围软组织切除，故而产生关节松动的问题。过去用的是铰链型人工膝关节，它虽然能防止关节的松动，但常常会发生膝关节活动时的明显异常、人工关节的破损松弛以及形成瘘管等合并症;而且须要切除大块的正常骨质，手术打击颇大。最近使用的代替铰链型的多中心性人工膝关节，也因须要切除周围之软组织而同样会产生关节性松动、功能不良、使用困难等等问题。在其它例症方面，当骨肿瘤切除之后，把陶瓷等材料制备的人工骨，以金属丝、丝线或其它缝合材料将其与人体的骨、肌肉、肌腱、韧带或其它组织缝合固定时，也同样存在人工骨的易于破损和固定的人工骨脱臼的问题。本专利技术提供之人工生体硬性组织材料(人工骨)，具有如下特点在用本材料置换体内骨质或用其充填时，只须去除患部、病灶部、损伤部即可，在该部将人工骨插入，使之密接并切实固定，如此则不会发生关节等部位的脱臼、离位;不形成瘘管或产生疼痛;不造成外观美容上的缺陷;由于易于用肌腱将其加固，所以能最大限度地保持关节功能;具有长期使用的稳定性、且不发生摩耗片向外部离脱。本专利技术之人工生体复合材料，由包括按所要求的形状及尺寸制成的人工骨部分和以高分子材料为主要构造成分的包覆此人工骨部的包接膜体所组成。本专利技术之人工骨还包括人工关节。本专利技术材料的人工骨，亦可由主体和包覆主体的被覆层构成。以下简单说明附图。图1A，为本专利技术之人工生体复合材料的一种实施形态的纵断面说明图。图1B，为图1A所示之复合材料沿A-A线的横断面说明图。图2A，为本专利技术之人工生体复合材料的另一实施形态的纵断面说明图。图2B，为图1A所示之复合材料沿A-A线之横断面说明图。图3，为本专利技术之人工生体复合材料的又一实施形态说明图。图4，为本专利技术之人工生体复合材料的又一其它实施形态之说明图。以下为实施本专利技术的最佳形态。图1A和图1B为本专利技术之人工生体复合材料图示之一例。图1A和图1B所示之人工生体复合材料，是由用于置换股骨一部分的人工骨部1和包接膜体2所组成。人工骨部1由中空园盘状芯部1a和包绕该中空部1b以及芯部1a上下伸出的中孔突出部1c组成。此人工骨部1包于管状的包接膜体2之中。图2A和图2B为本专利技术之人工生体复合材料图示之另一例。图2A和图2B亦由用于置换部分股骨的人工骨部1和包接膜体2组成。人工骨部1由主体11和被覆层12构成，主体11由中空园盘状芯部1a和包绕该中空部1b以及芯部1a上下伸出的中空突出部1c组成。将主体11的芯部1a和中空突出部1c的侧面包覆以致形成被覆层12，如此，具有双重结构的人工骨部1便被包于管状的包接膜体2之中。将图1A～2B所示之人工生体复合材料插入生体股骨干(长管状骨)的切除部或缺损部。首先将其插入接合有人工骨被覆层或没有人工骨被覆层的中空突出部1c的生体骨的上下两断端的骨髓腔内，加以固定，然后使从有人工骨被覆层的或没有人工骨被覆层的芯部1a伸出的包接膜部分包绕在长管状骨管外侧并缝合于长管状骨上，再连同肌肉加以坚固缝合之。图3为本专利技术之生体复合材料的另一例示。该图所示之人工生体复合材料3，是由人工胸骨材料4和包覆它的由合成纤维(如聚酯纤维)、布绸或多孔质聚四氟乙烯薄膜等构成的包接膜体5所组成。这样的人工生体复合材料也可以，例如以图3所示之人胸骨材料作为主体，在其表面作成一层被覆层。如此，本专利技术之人工生体复合材料，通过包接膜体，不仅骨部，连同其周围的肌肉、肌腱以及其它软组织(腹膜、关节囊、骨膜等)亦均能与之缝合固定。本专利技术之人工生体复合材料的人工骨部或其主体，为了满足所要求的形状和尺寸，则以陶瓷、碳、金属(包括合金)以及硬质有机合成树脂中的至少一种作为主要构造成分来制成、作为人工骨部或其主体构成用的陶瓷，在氧化铝(Al2O3)即矾土、氧化锆(ZrO2)以及磷酸钙中至少选择一种供用之。作为人工骨部或其主体构成用的金属，在不锈钢、钛、钽、钛合金、镍-铬合金、镍-铬-钴合金，以及钴-铬-钼合金当中至少选择一种供用之。作为人工骨部或其主体构成用的硬质有机材料，从高密度聚乙烯树脂、聚四氟乙烯树脂、聚甲基丙烯酸甲酯树脂、聚酯树脂以及硅酮树脂中至少一种供用之。人工骨部或其主体的构成材料，可用多孔质或非多孔质材料。本专利技术之人工生体复合材料的人工骨及其主体，其构成材料为多孔质磷酸钙烧结体。在此用途下的合成磷酸钙，钙和磷的摩尔比应在1.30～1.80范围之内，尤以钙和磷的摩尔比在1.60～1.70范围内的磷酸钙〔Ca3(PO4)2〕为理想，而又以溶胶-凝胶法合成冻结干燥的磷酸钙最为合宜。多孔质磷酸钙烧结体按下述方法制造之。举例，以磷酸钙(100份重量)、颗粒经1～600微米的球状有机合成树脂粒(0～70份重量)和直径1～30微米的有机聚合体纤维(1～5份重量)互相混合均匀，将此混合物作成所要求的形状尺寸的成形物，然后把此成形物在200～800℃温度下加热，使有机合成树脂粒子及有机聚合纤维进行热分解而去除，于是便成为多孔质成形物。其次，再把此多孔质成形物在800～1350℃、最好是1000～1350℃的温度下烧烤，最后将此多孔质烧结体切削加工成所要求的形状及尺寸规格。作为多孔质成形物的有机合成树脂粒子，可用由聚丙烯树脂、聚甲基丙烯酸甲酯树脂、聚苯乙烯树脂等制成的粒子。有机聚合体纤维，可用鼍毛，绢丝纤维，纤维素纤维，聚酯纤维，聚烯烃纤维等。按上述方法制成的多孔质磷酸钙烧结体。有许多1～600微米的球状独立空孔和许多孔径1～30微米的毛细管状空隙通路，球状独立空孔通过毛细管状空隙通路，互相之间以及和外部空间相通。理想的空孔应呈球状或基本球状并在烧结体内分布均匀。骨细胞把这样的空孔作为骨修复的场所和活性化的空间，亦即为骨修复细胞提供了“居住”空间。由于骨细胞极喜于停留在具有特定曲率的球状空间之中，故其孔径以1～600微米为宜，10～300微米范围内者尤为理想。另外，制成球形或基本球形空孔的多孔质体，其机械强度较高。孔经1～30微米的毛细管空隙通路，能选择性地允许破骨细胞、成骨细胞、体液、白细胞等进入，并能阻止粒经大的胶原纤维和巨噬细胞等进入。因此，能防止胶原纤维的异常增殖以及随之在其周围发生的炎性假关节和癌症。进入空孔内的上述细胞，非常喜于停留在此种大小的空孔之中，并能控制骨的再生速度和骨的再吸收，还能促进新骨形成。本专利技术的人工生体复合材料，包括由主体和被覆层构成的人工骨部和包接膜体时，这种人工生体复合材料的各种样式列于表1、但本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种人工生体复合材料，它包括按要求的形状及尺寸整形加工的人工生体硬组织材料部分（以下称人工骨部）和包覆此人工骨部由有机高分子材料作为主要构成成分的包接膜体。

【技术特征摘要】
JP 1986-5-15 109466/861.一种人工生体复合材料，它包括按要求的形状及尺寸整形加工的人工生体硬组织材料部分(以下称人工骨部)和包覆此人工骨部由有机高分子材料作为主要构成成分的包接膜体。2.权利要求1所述之材料，所说的人工骨部是由陶瓷、碳、金属以及硬质有机合成树脂中至少选择一种作为主要构造成分所形成。3.权利要求2所述之材料，所说陶瓷是由矾土、氧化锆及磷酸钙中至少选择一种所构成。4.权利要求1所述之材料，所说的人工骨部是由多孔质磷酸钙烧结体作为主要构造成分所制成。5.权利要求2所述之材料，所说的金属是选自于不锈钢、钛、钽、钛合金、镍-铬合金、镍-铬-钴合金以及钴-铬-钼合金。6.权利要求2所述之材料，所说的硬质有机合成树脂，是选自于高密度聚乙烯树脂、聚四氟乙烯树脂，聚甲基丙烯酸甲酯树脂、聚酯树脂以及硅酮树脂。7.权利要求1所述之材料，所说的包接膜体的主要构造成分，由有机高分子材料制成的纤维作成的纺织品，针织品，毛毡、网状物以及非织品，尚有由有机高分子材料制作的胶膜中至少选一种所形成。8.权利要求1所述之材料，所说的包接膜体，有片状、管状或袋体状。9.权利要求1所述之材料，所说的有机高分子材料，选自于聚酯树脂和含氟的有机高分子树脂。10.权利要求9所述之材料，所说的聚酯树脂为聚对苯二甲酸乙二酯树脂。11.权利要求9所述之材料，所说的含...

【专利技术属性】
技术研发人员：高木茂荣，新城清，
申请(专利权)人：住友胶接剂株式会社，
类型：发明
国别省市：JP[日本]