專利名稱：植入物和植入物部件的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種植入物，其包含連接到人體或動(dòng)物體的活的生物 組織的裝置，該植入物具有包含第一部分和第二部分的外表面，這兩 部分在每一部分與生物組織的生物相容性方面具有不同的屬性，還涉 及制造該植入物的方法，以及涉及所述方法中使用的掩蔽單元。此外， 本發(fā)明涉及植入物部件，其包含連接到人體或動(dòng)物體的活生物組織的 裝置，該植入物具有外表面，并涉及制造該植入物部件的方法。
背景技術(shù)：
長(zhǎng)期以來，在患者治療中己經(jīng)使用由各種材料制造的不同類型的 植入物，作為去除骨組織的代替品用于骨折的固定，例如，在固定托 牙或牙橋的牙科手術(shù)中，以及在其它應(yīng)用中。在二十世紀(jì)末，用不同
類型的植入物材料，諸如金、陶瓷和銀進(jìn)行了試驗(yàn)。在二十世紀(jì)30年 代，建議使用維他良(vitallium)金屬合金，該金屬合金是生物相容性 材料，從那時(shí)開始在該金屬合金上做了大量的研究，并且該金扃合金 在今天仍在使用。在二十世紀(jì)50年代偶然發(fā)現(xiàn)鈦有利的生物相容性， 當(dāng)時(shí)發(fā)現(xiàn)鈦植入物能夠與骨組織結(jié)合。這形成了骨性結(jié)合的概念基礎(chǔ)。 從那時(shí)起，鈦由于其良好的生物相容性，已經(jīng)以純的形式或以合金的 形式被用于植入物。隨著Ht間的進(jìn)展，鈦和鈦合金顯示了出眾的長(zhǎng)期 結(jié)果，尤其是發(fā)現(xiàn)鈦是非致癌物的，這一結(jié)果得到了很好的證實(shí)。然 而，開始時(shí)，與能更好地與生物系統(tǒng)、例如周圍組織反應(yīng)的更具生物 活性的材料對(duì)比，由于植入物中的鈦和鈦合金有關(guān)的仿生學(xué)屬性，即 不能與生物系統(tǒng)進(jìn)行反應(yīng)，所以植入物中鈦和鈦合金的使用僅限于高 質(zhì)量的骨組織。
為了增強(qiáng)植入物與周圍組織的反應(yīng)能力，大致需要兩種處理來修
改表面。其中一種處理是植入物的表形修改，例如使表面形成圖案或 浮雕/刻花來改進(jìn)植入物與組織間的接觸，另一種處理是植入物表面的 化學(xué)修改，但也可能是這兩種處理的組合。
如今，對(duì)于表面的化學(xué)修改，存在若干已知合適的生物活性材料， 其具有與生物系統(tǒng)進(jìn)行反應(yīng)的能力并且例如通過不同的沉積技術(shù)，諸 如等離子體噴涂、脈沖激光沉積、濺射、爆噴等能將其應(yīng)用到植入物 的外表面上。例如，這些生物活性材料的示例為磷酸鈣，諸如羥磷灰 石和磷酸三鈣。
然而，存在與使用新材料和物質(zhì)相關(guān)的缺點(diǎn)，因?yàn)樗鼈兊拈L(zhǎng)期效 果是未知的。
存在調(diào)整植入物與生物組織反應(yīng)的需求。制造兩種不同材料的植 入物先前是眾所周知的，其中第一種材料覆蓋植入物表面的一部分而 第二種材料覆蓋植入物表面的另一部分。因此，在一定程度上有可能 使植入物適合不同的需求。然而，這一解決方式不夠靈活并且不能提 供充分適應(yīng)的植入物。
此外，存在調(diào)整植入物與生物組織反應(yīng)的需求從而提供表面具有 生物活性屬性的植入物，使其因此可以與周圍組織進(jìn)行反應(yīng)，同時(shí)具 有很好驗(yàn)證的長(zhǎng)期效果。
因此本發(fā)明的目的是提供一種具有改進(jìn)表面屬性和良好生物相容 性的植入物，尤其是一種具有生物活性屬性的植入物，同時(shí)它還具有 很好驗(yàn)證的長(zhǎng)期效果。此外，本發(fā)明的目的是提供制造這種植入物的 方法。

發(fā)明內(nèi)容
通過提供在權(quán)利要求1的前序部分中限定的植入物，并通過提供
分別在權(quán)利要求17和19的前序部分中限定的方法和掩蔽單元來實(shí)現(xiàn) 上述目的，其中該植入物包含至少一個(gè)表面部，該表面部包含構(gòu)成所 述第一部分的基礎(chǔ)表面和構(gòu)成所述第二部分的一個(gè)或若干界定區(qū)域； 該方法和該掩蔽單元分別包含在權(quán)利要求17或18和19的特征部分中 所提到的特定尺寸和特征。
通過提供包含基礎(chǔ)表面和一個(gè)或若干預(yù)先分布的界定區(qū)域的表面 部，其中基礎(chǔ)表面就其與生物組織生物相容性的屬性不同于所述一個(gè) 或若干界定區(qū)域的屬性，提供表面的多相組織使其提供調(diào)整植入物與 不同特定生物系統(tǒng)反應(yīng)的可能性，這不可能用表面的同相組織來實(shí)現(xiàn)， 其中該植入物的外表面包含就生物相容性相同屬性的大片面積，例如 相同材料的大片面積?？稍谥踩胛锷系奶囟ㄎ恢锰峁┧龅谋砻娌浚?其中在移植之后與生物系統(tǒng)的特定部位具有某種反應(yīng)是可取的?；A(chǔ) 表面可以具有與植入物剩余外表面相同的材料，即外表面在所述表面
部之外，或者界定區(qū)域可以具有與植入物剩余外表面相同的材料。
根據(jù)本發(fā)明植入物的有利實(shí)施例，不同的屬性在關(guān)于所述生物組 織的范圍效果方面和/或關(guān)于每部分與生物組織反應(yīng)的時(shí)間方面是不同 的。
根據(jù)本發(fā)明植入物的另外的有利實(shí)施例，所述一個(gè)或若干界定區(qū) 域由大量的界定面積組成，其數(shù)量超過五個(gè)。所述界定面積的數(shù)量可 有利地超過20個(gè)，并且在一些情況下超過50個(gè)。所述界定面積可分 別具有0.1到0.3mi^的大小，并對(duì)最鄰近的其它界定面積具有至少1 到3mm的距離，有利地至少為2mm。通過這一面積分布，使在和生物 組織生物相容性方面的第一屬性被具有在和生物組織生物相容性方面 的其它屬性的基礎(chǔ)表面包圍，在特定區(qū)域內(nèi)植入物可給出特定的生物 相容性，這便于所述植入物在組織中的結(jié)合。
根據(jù)本發(fā)明植入物的又一有利實(shí)施例，所述一個(gè)或若干界定區(qū)域
形成基本上是圓形、橢圓形和/或條狀或所述形狀的過渡形狀的界定面 積。
根據(jù)本發(fā)明植入物的又一有利實(shí)施例，所述一個(gè)或若干界定區(qū)域
由施加到基礎(chǔ)表面上的沉積物(deposit)或涂層組成，該沉積物可具有 0.05到5pm的厚度，優(yōu)選0.1到3/xm。有利的，這些沉積物具有不均 勻的厚度，并且它們朝著它們的邊緣區(qū)域變薄。沉積物的不均勻厚度 和不平坦表面促進(jìn)了植入物和組織之間的接觸。
根據(jù)本發(fā)明植入物的有利實(shí)施例，基礎(chǔ)表面覆蓋植入物表面部的 50到98。Z，在一些情況下為它的70到95%，而在其它情況下甚至為 它的85到95%。
根據(jù)本發(fā)明植入物的另外的有利實(shí)施例，植入物的外表面包含至 少兩種不同的材料，所述基礎(chǔ)表面包含第一材料，并且所述一個(gè)或若 干界定區(qū)域包含至少一個(gè)第二材料。這一實(shí)施例能夠，尤其能夠產(chǎn)生 具有生物活性屬性的生物相容性植入物，其同時(shí)具有很好驗(yàn)證的長(zhǎng)期 效果，所述第一材料例如是鈦、氧化鈦和/或鈦合金，它們是公知的并 具有很好驗(yàn)證的長(zhǎng)期效果，而所述至少一個(gè)第二材料包含一種或若干 生物活性材料，其以生物活性的方式與周圍生物組織進(jìn)行反應(yīng)，反之 亦然。
可用來代替鈦的其它材料的示例，例如是元素鈮、鉿、鋯、鉬和 各種合金或所述元素的氧化物，以及諸如不銹鋼、鈷鉻等其它合金。
生物活性材料的示例是周期表中化學(xué)族的鹽，其包含鈣，例如包 含磷酸鈣的物質(zhì)，或更精確地包含羥磷灰石、聚合物、高分子、氨基 酸、縮氨酸、蛋白質(zhì)、藥物、細(xì)胞和其它晶狀體和/或無定形態(tài)的生物 活性陶瓷的材料。這些可再吸收或不可再吸收。已經(jīng)發(fā)現(xiàn)羥磷灰石對(duì) 牙科植入物特別有利。
根據(jù)本發(fā)明植入物的有利實(shí)施例，第一材料和至少一個(gè)第二材料 兩者都由包含一種或若干上述生物活性材料的材料組成。
根據(jù)本發(fā)明植入物的另外的有利實(shí)施例，所述至少一個(gè)表面部的 表面是例如通過形成圖案或浮雕/刻花進(jìn)行表形修改的。例如通過加工、 微制、噴制、低溫噴制、蝕刻、拋光、磨蝕或通過各種激光技術(shù)來有 利地實(shí)現(xiàn)表面的表形修改。
根據(jù)本發(fā)明植入物的又一有利實(shí)施例，連接裝置設(shè)有至少一種螺 紋，但是其它連接裝置也是可以的。對(duì)螺紋的可選方案例如是提供具 有粗糙表面的連接裝置，其借助于壓力，例如，用縱向凹槽等連接到 骨組織。
此外，通過提供在權(quán)利要求21前序部分中限定類型的植入物部件 可實(shí)現(xiàn)上述目的，其中所述外表面包含至少一個(gè)表面區(qū)域，通過例如 形成圖案或浮雕/刻花，以及通過在權(quán)利要求32的前序部分中限定的方 法對(duì)該表面區(qū)域的表面進(jìn)行表形修改，所述方法包含借助于激光使所 述表面區(qū)域形成圖案的特定措施。
根據(jù)本發(fā)明植入物部件的有利實(shí)施例，通過提供若干凹陷來使該 表面區(qū)域形成圖案，并且將該表面區(qū)域定位在連接裝置的區(qū)域內(nèi)。
根據(jù)本發(fā)明植入物部件的另一有利實(shí)施例，連接裝置設(shè)有至少一 個(gè)螺紋，并將表面區(qū)域定位在所述至少一個(gè)螺紋的根部/谷底，并且沿 根部縱向延伸一個(gè)接一個(gè)地設(shè)置所述凹陷。
根據(jù)本發(fā)明植入物部件其它有利實(shí)施例，穿過所述凹陷，表面區(qū) 域在連接裝置的橫截平面上具有波紋形狀，并且該表面區(qū)域延伸至少 一圈螺紋，或至少一個(gè)螺距。
根據(jù)本發(fā)明植入物部件的有利實(shí)施例，該表面區(qū)域具有在0,8到 10/rni之間的Sa的表面，Sa優(yōu)選在1.2到5pm之間，其中Sa通過下面
等式計(jì)算
Sa是用于說明在植入物技術(shù)領(lǐng)域中表面粗糙度的公認(rèn)參數(shù)。公式 中參數(shù)Sa和變量的完整定義公開于，尤其是AnnWennerberg的論文"On Surface Roughness and Implant Incorporation " ， Dept. of Biomaterials/Handicap Research, Institute for Surgical Sciences and Dept. of Prosthetic Dentistry, Goteborg University, Sweden, 1996, ISBN91國(guó)628畫1940-2中。
Rickard Br&nemark 的論文 "A Biomechanical Study of Osseointegration In-vivo Measurements in Rat, Rabbit, Dog and Man"， G6teborg, Sweden, 1996, ISBN91-628-2267-5，公開了一種具有低Sa的 加工表面，其具有較差的彈性變形屬性和替代的充分塑性變形屬性， 這在生物力學(xué)上解釋為表面在微觀水平上太光滑以至與骨銜接遠(yuǎn)未到 界面的含意。此外，在牙科植入物上的研究顯示表面"大"或"粗糙" 的結(jié)構(gòu)，例如包含具有直徑200-400/mi的孔或具有直徑100-5000/im的 球形燒結(jié)都成問題。
在申請(qǐng)人的研究中，已經(jīng)發(fā)現(xiàn)根據(jù)本發(fā)明植入物部件所述實(shí)施例
并且已發(fā)現(xiàn)提供最佳的生物力學(xué)。:外，一如果將具有根據(jù)、上述間隔Sa
表面的表面區(qū)域與所述凹陷組合，這在連接裝置的橫截平面中給予表 面區(qū)域波形形狀，它可能深深地觸及組織使得穿過組織與植入物之間 界面的無定形區(qū)，同時(shí)，并沒有出現(xiàn)在"粗糙"表面存在下出現(xiàn)的問 題。
根據(jù)本發(fā)明植入物部件另一有利實(shí)施例，植入物部件的外表面由 鈦和/或鈦合金構(gòu)成。
根據(jù)本發(fā)明植入物部件又一有利實(shí)施例，該植入物部件包含植入
物的特定特征，該特征在權(quán)利要求1至16中任一項(xiàng)中提及。
根據(jù)本發(fā)明植入物的有利實(shí)施例，該植入物包含植入物部件的特 定特征，這些特征在權(quán)利要求21至28中任一項(xiàng)中提及。
通過將根據(jù)權(quán)利要求1至16中任一項(xiàng)的植入物的特定特征與根據(jù) 權(quán)利要求21至28中任一項(xiàng)的植入物部件的特定特征相結(jié)合，提供處 于外表面形式的協(xié)同效果，這對(duì)關(guān)于植入物或植入物部件與生物組織 間的生物相容性非常有利，并且即使在存在螺紋、法蘭等的情況下增 強(qiáng)反應(yīng)，這通過組織中的深層銜接導(dǎo)致了力學(xué)/生物力學(xué)的穩(wěn)定性。


為了例證的目的，現(xiàn)在借助于實(shí)施例并參考附帶的附圖將更詳細(xì) 地描述本發(fā)明，其中
圖1是根據(jù)本發(fā)明植入物實(shí)施例的側(cè)視圖，具有若干沉積物形式 的界定面積，
圖2是通過根據(jù)本發(fā)明方法的實(shí)施例應(yīng)用第一沉積物的表形圖的 示意性側(cè)視圖，
圖3是通過根據(jù)本發(fā)明方法的實(shí)施例應(yīng)用第二沉積物的表形圖的
示意性側(cè)視圖，
圖4是根據(jù)本發(fā)明掩蔽單元實(shí)施例的側(cè)視圖，
圖5是植入物實(shí)施例的側(cè)視圖，其中利用圖4的掩蔽單元，通過
根據(jù)本發(fā)明的方法實(shí)施例擬用條帶狀沉積物涂覆指示的界定面積， 圖6是圖5所指示的界定面積的放大， 圖7是圖解根據(jù)本發(fā)明方法實(shí)施例的示意性流程圖， 圖8是根據(jù)本發(fā)明植入物有利實(shí)施例的示意性側(cè)視圖，
圖9是根據(jù)本發(fā)明植入物第二有利實(shí)施例的示意性側(cè)視圖， 圖IO是根據(jù)本發(fā)明植入物部件實(shí)施例的一部分的示意圖， 圖11顯示沿圖10的線AA的截面，
圖12是顯示圖IO的實(shí)施例和生物組織之間反應(yīng)的柱形圖；和 圖13是根據(jù)本發(fā)明植入物部件實(shí)施例的側(cè)視圖。
具體實(shí)施例方式
圖1顯示包含裝置1用于永久或暫時(shí)連接到人體或動(dòng)物體活的生 物組織的牙科植入物，該組織可以堅(jiān)硬或柔軟的。在這該情況下連接 裝置1包含螺紋固定部分。該植入物具有兩種不同材料的外表面，其 中第一種材料形成表面的第一部分，而至少一個(gè)第二種材料形成表面 的第二部分。第一種材料是鈦，但其它生物相容性材料也是可以的， 而第二種材料是包含羥磷灰石的材料，該羥磷灰石有生物相容性和生 物活性，但其它生物活性和/或生物相容性材料也是可以的。鈦和羥磷 灰石在每種材料與生物組織的生物相容性方面具有不同的屬性，該不 同的屬性在關(guān)于所述生物組織的范圍效果(range effect)方面是不同的。 該外表面包含表面部2，其由鈦的基礎(chǔ)表面3和若干界定面積(delimited area)構(gòu)成，該基礎(chǔ)表面3覆蓋所述表面部2的70到卯％ ，而若干界 定面積由若干沉積物4、 5、 6、 7構(gòu)成，這些沉積物由包含羥磷灰石的 材料組成，該若干沉積物已經(jīng)施加到連接裝置1的螺紋的根部8，這已 經(jīng)發(fā)現(xiàn)是有利的。沉積物4、 5、 6、 7具有0.1到3jnm的厚度，具有不 均勻的厚度并朝著它們的邊緣區(qū)域變得薄，這在圖2和3中有所顯示， 圖2和3分別顯示通過根據(jù)本發(fā)明的方法實(shí)施例施加的第一和第二沉 積物的表形圖。這導(dǎo)致了表面的Sa低于10/xm。沉積物4、 5、 6、 7覆 蓋大致為圓形、橢圓和/或條帶狀或者所述形狀的過渡形狀的界定面積。 沉積物4、 5、 6、 7可沉積在特定區(qū)域中或以特定的圖案沉積以實(shí)現(xiàn)所 需的生物效果。牙科植入物基部的直徑為大約4.1mm，而牙科植入物 頂部的直徑為大約3.75rnm。該螺紋的尺寸滿足在螺紋的兩個(gè)牙頂之 間存在大約0.6mm的距離。 圖4顯示根據(jù)本發(fā)明的掩蔽(masking)單元的實(shí)施例，根據(jù)本發(fā) 明其可用在制造植入物的方法中(見圖7)。當(dāng)施加沉積物，或以其它 方式，例如通過噴砂在螺旋狀的植入物上提供表面結(jié)構(gòu)時(shí)，使用中空 的圓柱狀掩蔽單元9，其內(nèi)周適于植入物的外周。特別的，在植入物的 外周和掩蔽單元9的內(nèi)周之間應(yīng)該有足夠的距離，使得當(dāng)在處理后去 除掩蔽單元9時(shí)，所施加的沉積物不會(huì)被刮去。掩蔽單元9包含若干 縱向孔IO，在根據(jù)本發(fā)明的方法中，材料能夠穿過該孔并到達(dá)植入物。 掩蔽單元9由鈦構(gòu)成，但也可由鈦合金或另一合適的材料構(gòu)成。
在圖5中顯示圖4掩蔽單元的切除掩蔽單元5.9，這樣顯示被掩蔽 單元5.9包圍并具有指示的界定面積11的植入物，當(dāng)將植入物插入到 掩蔽單元5.9中時(shí)，圖4中所示孔10定位在界定面積11的上方。
圖6顯示所述指示的界定面積6.11的放大。
圖7顯示圖解根據(jù)本發(fā)明方法實(shí)施例的示意性流程圖，在該方法 中使用根據(jù)本發(fā)明的掩蔽單元。最初，在7.1中，在植入物上裝配穿孔 的掩蔽單元。將設(shè)有掩蔽單元的植入物插入到濺射室中，在該濺射室 中設(shè)有包含羥磷灰石材料的靶，并且在7.2中，用合適的基本壓力對(duì)該 室加壓。在7.3中，濺射氣體，在該情況下為氬與活性氣體的混合物一 起引入到該室中直到達(dá)到合適的工作壓力。在7.4中，在大約100瓦和 大約13.56MHz頻率下運(yùn)行射頻發(fā)生器，這樣在耙和設(shè)有掩蔽單元的植 入物之間施加具有高頻率的高電壓，從而電離內(nèi)部氣體，離子從靶上 敲下粒子。在7.5中，這些粒子以某一角度穿過掩蔽單元的孔，該孔限 定擬涂覆的面積，并且粒子沉積到植入物的所述面積中，該面積對(duì)應(yīng) 孔的形狀。這一濺射過程持續(xù)一小時(shí)，從而提供大約0.1/im的沉積物。 此后，在7.6中，旋轉(zhuǎn)設(shè)有掩蔽單元的植入物以便以第二角度濺射該植 入物，從而實(shí)現(xiàn)包含羥磷灰石或任何其它合適材料的所需材料沉積物， 于是在7.5中來自所述靶的新粒子穿過掩蔽單元的孔并沉積在植入物 的所述面積中。在7.7中，在以需要數(shù)量的其它角度執(zhí)行濺射之后，完
成植入物的涂覆。
此外，在如下方法中可使用類似的掩蔽單元，該方法中首先將鈦 植入物用包含羥磷灰石的材料涂層，其后將其插入到穿孔的掩蔽單元 中，于是包含羥磷灰石的材料從掩蔽單元的孔面積上去除。
掩蔽單元的孔圖案適于在植入物表面部形成沉積物的圖案。當(dāng)然， 存在用于制造根據(jù)本發(fā)明植入物上的所述表面部的若干其它可能的方 法，例如蝕刻。
圖8顯示包含裝置12的第二牙科植入物，裝置12呈現(xiàn)螺紋固定 部分的形式，用于永久或暫時(shí)連接到人體或動(dòng)物體的活的生物組織。 該組織可以是堅(jiān)硬或柔軟的。此外，該植入物具有基部13和可選設(shè)計(jì) 的頂部14。該植入物具有包含兩種不同材料的外表面。該外表面包含 由鈦的基礎(chǔ)表面16和若干界定面積組成的表面部15,其中基礎(chǔ)表面 16覆蓋所述表面部15的50到80%，若干界定面積由包含羥磷灰石的 材料構(gòu)成的沉積物17所組成，而沉積物17已施加到連接裝置12螺紋 的根部18。沉積物17具有螺旋形狀，其連續(xù)在螺紋的根部18中盤繞， 并且該沉積物17具有0.1到3/mi的厚度。然而，該植入物具有鄰接基 部13的底部19，底部19的兩圈螺紋不包括所述沉積物17。
圖9顯示第三牙科植入物，其以基本與圖8的牙科植入物相同的 方式設(shè)計(jì)，并具有帶表面部20的外表面，該表面部20由鈦的基礎(chǔ)表 面21和若干界定面積構(gòu)成，其中該基礎(chǔ)表面21覆蓋所述表面部20的 55到85%,若干界定面積為包括若干沉積物22、 23、 24、 25、 26、 27、 28、 29、 30、 31的不連續(xù)螺旋形狀，該若干沉積物由包含羥磷灰石材 料構(gòu)成，該若干沉積物已施加到連接裝置9.12螺紋的根部9.18。沉積 物22、 23、 24、 25、 26、 27、 28、 29、 30、 31彼此由間隔隔開(該間 隔包含基礎(chǔ)表面21)，并沿螺紋的根部9.18延伸，使得沉積物22、 23、 24、 25、 26、 27、 28、 29、 30、 31之間的間隔圍繞牙科植入物的中心
軸線不規(guī)則地定位。同樣可將沉積物22、 23、 24、 25、 26、 27、 28、 29、 30、 31有利地分布成使得它們以這樣的方式沿螺紋的根部9.18延 伸，從而沉積物22、 23、 24、 25、 26、 27、 28、 29、 30、 31之間的間 隔圍繞牙科植入物的中心軸線規(guī)則地定位，使得這些間隔沿植入物的 縱向延伸彼此對(duì)齊地定位。
的一部分。更精確地，圖IO顯示用于連接到人體或動(dòng)物體活的生物組 織的連接裝置40。連接裝置40設(shè)有至少一個(gè)螺紋。牙科植入物外表面 由鈦和/或鈦合金構(gòu)成，并且所述外表面包含至少一個(gè)表面區(qū)域41，該 表面區(qū)域41的表面通過形成圖案(patterning)，例如借助于激光進(jìn)行表 形修改。所述至少一個(gè)表面區(qū)域41定位在螺紋牙頂43之間的所述至 少一個(gè)螺紋的根部42。連接裝置40的最大直徑，即螺紋牙頂43和直 徑相對(duì)的螺紋牙頂之間的距離是3.75mm，而連接裝置40的最小直徑 是3.11mm。通過以下方式為該表面區(qū)域形成圖案沿根部42縱向延 伸一個(gè)接一個(gè)地設(shè)置若干凹陷。在根部42中，凹陷相當(dāng)于彼此可橫向 位移，從而提供輕微的"Z字形"結(jié)構(gòu)。該表面區(qū)域沿螺紋的至少一圈 延伸。
圖11顯示圖IO的截面AA，其沒有根據(jù)比例進(jìn)行顯示。該表面區(qū) 域在連接裝置的橫截平面上具有波紋形狀，其中該波紋形狀大致是正 弦曲線。每個(gè)波峰45、 55比波谷46髙出距離50，該距離50不大于 200/un，有利地不大于150/rni，并且有利地距離50在5和40/mi之間， 這是在圖11中的情況。兩個(gè)鄰近波峰45、 55之間的距離51有利地在 50和200/rni之間，更有利地在70和150pm之間，更精確地在卯和 120/tm之間。然而，在該實(shí)施例中距離51是在100和110pm之間。該
表面區(qū)域表面的Sa介于1.2和5/Xm之間，其中Sa通過下面等式計(jì)算 <formula>formula see original document page 16</formula>
如前面提到的，sa是用于在植入物技術(shù)領(lǐng)域中說明表面粗糙度的 公認(rèn)參數(shù)。尤其是在發(fā)明內(nèi)容中提到的Ann Wennerberg的論文中公開 了 Sa的完整定義。通過表面區(qū)域的該上述表面，能夠在骨重塑之后到 達(dá)完全鈣化的骨組織，于是實(shí)現(xiàn)所需的生物力學(xué)效果。表面區(qū)域的所 述表面具有表面充分小的修改以便當(dāng)插入植入物時(shí)幾乎不導(dǎo)致?lián)p傷， 但同時(shí)它的表面粗糙修改可以提供生物力學(xué)效果。相反，可給出大/粗 糙的表面結(jié)構(gòu)，但不完全確定地給出增強(qiáng)的力學(xué)效果，而作為插入的 結(jié)果具有增加的組織損傷，附加地，在骨必須生長(zhǎng)的地方提供更長(zhǎng)的 距離以便達(dá)到相同的效果，對(duì)于粗糙表面這會(huì)導(dǎo)致更長(zhǎng)的愈合周期以 愈合該組織。
圖12示意性地顯示申請(qǐng)人在動(dòng)物上執(zhí)行試驗(yàn)研究的結(jié)果。柱"l" 顯示了根據(jù)本發(fā)明用于植入物的去除扭矩，而柱"2"顯示了僅以傳統(tǒng) 方式加工的植入物的去除扭矩。此外該研究顯示除了根據(jù)柱狀圖的更 高的去除扭矩以外，可實(shí)現(xiàn)不同的斷裂力學(xué)，導(dǎo)致明顯的骨折。這支 持了這樣的假設(shè)，即在去除根據(jù)本發(fā)明植入物的扭矩后，所需彈性變 形與先前觀察的以傳統(tǒng)方式加工的植入物界面處占優(yōu)勢(shì)的塑性變形形 成對(duì)比。
圖13顯示示意性的圖IO所示類型的牙科植入物，并圖解關(guān)于所 述至少一個(gè)表面區(qū)域定位的四個(gè)不同的可選方案。根據(jù)第一可選方案 Alt.l，沿整個(gè)連接裝置40設(shè)置一個(gè)或若干表面區(qū)域。根據(jù)第二可選方 案八11.2，除了緊靠牙科植入物基部47的螺紋第一或第一和第二圈以外， 沿螺紋的所有圈設(shè)置一個(gè)或若干表面區(qū)域。根據(jù)第三可選方案Alt.3， 沿彼此鄰近的螺紋的兩圈，優(yōu)選關(guān)于牙科植入物基部47的螺紋的第三 和第四圈，提供一個(gè)或若干表面區(qū)域。根據(jù)第四可選方案Alt.4，沿僅 一個(gè)螺紋圈，優(yōu)選關(guān)于牙科植入物基礎(chǔ)47的螺紋的第三圈，提供一個(gè) 或若干表面區(qū)域。
所述一個(gè)或若干表面區(qū)域的位置能有利地分別對(duì)應(yīng)圖8和圖9中 的每個(gè)表面部的沉積物或多個(gè)沉積物。
權(quán)利要求
1.一種植入物，包含連接到人體或動(dòng)物體的活生物組織的裝置，該植入物具有包含第一部分和第二部分的外表面，所述兩部分在每部分與生物組織的生物相容性方面具有不同的屬性，其特征在于該植入物包含至少一個(gè)表面部，該表面部包含構(gòu)成所述第一部分的基礎(chǔ)表面，以及一個(gè)或若干構(gòu)成所述第二部分的界定區(qū)域。
2. 根據(jù)權(quán)利要求l的植入物，其特征在于所述不同的屬性在關(guān)于 所述生物組織的范圍效果方面和/或關(guān)于每部分與生物組織反應(yīng)的時(shí)間 方面是不同的。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1或2的植入物，其特征在于所述一個(gè)或若干界 定區(qū)域由大量的界定面積構(gòu)成，其數(shù)量超過5。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1至3中任一項(xiàng)的植入物，其特征在于所述一個(gè) 或若干界定區(qū)域由基本上是圓形、橢圓形和/或條狀或所述形狀的過渡 形狀的界定面積所組成。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1至4中任一項(xiàng)的植入物，其特征在于所述一個(gè) 或若干界定區(qū)域由施加到基礎(chǔ)表面的沉積物所組成。
6. 根據(jù)權(quán)利要求5的植入物，其特征在于所述沉積物具有不均勻 的厚度并朝著它們的邊緣區(qū)域變薄。
7. 根據(jù)權(quán)利要求1至6中任一項(xiàng)的植入物，其特征在于該植入物 的外表面包含至少兩種不同的材料，所述基礎(chǔ)表面由第一材料構(gòu)成， 所述一個(gè)或若干界定區(qū)域由至少一個(gè)第二材料構(gòu)成。
8. 根據(jù)權(quán)利要求7的植入物，其特征在于所述第一材料是鈦，氧化鈦和/或鈦合金。
9. 根據(jù)權(quán)利要求7的植入物，其特征在于所述至少一個(gè)第二材料 是鈦，氧化鈦和/或鈦合金。
10. 根據(jù)權(quán)利要求7或8的植入物，其特征在于所述至少一個(gè)第 二材料由包含周期表中化學(xué)族的鹽的材料構(gòu)成，其包含鈣，優(yōu)選包含 磷酸鈣的材料，更優(yōu)選地為包含羥磷灰石的材料。
11. 根據(jù)權(quán)利要求7或9的植入物，其特征在于所述第一材料由 權(quán)利要求10中限定的材料構(gòu)成。
12. 根據(jù)權(quán)利要求7的植入物，其特征在于所述第一材料和所述 至少一個(gè)第二材料都由權(quán)利要求10中限定的材料構(gòu)成。
13. 根據(jù)權(quán)利要求1至12中任一項(xiàng)的植入物，其特征在于例如通 過形成圖案或刻花對(duì)所述至少一個(gè)表面部的表面進(jìn)行表形修改。
14. 根據(jù)權(quán)利要求1至13中任一項(xiàng)的植入物，其特征在于該連接 裝置設(shè)有至少一個(gè)螺紋。
15. 根據(jù)權(quán)利要求7、 8或10的植入物，其特征在于所述至少一 個(gè)表面部構(gòu)成該連接裝置的至少一部分，并且所述裝置設(shè)有至少一個(gè) 螺紋，所述至少一個(gè)第二材料集中在所述至少一個(gè)螺紋的根部中。
16. 根據(jù)權(quán)利要求7、 9或11任一項(xiàng)的植入物，其特征在于所述 至少一個(gè)表面部構(gòu)成所述連接裝置的至少一部分，并且所述裝置設(shè)有 至少一個(gè)螺紋，所述第一材料集中在所述至少一個(gè)螺紋的根部中。
17. —種制造根據(jù)權(quán)利要求1至16中任一項(xiàng)的植入物的方法，其 特征在于首先將穿孔的掩蔽單元放置在植入物上，并從掩蔽單元的外 部以沉積物的形式施加所述一個(gè)或若干界定區(qū)域，使得掩蔽單元的孔 限定該表面的所述第二部分。
18. —種制造根據(jù)權(quán)利要求1至16中任一項(xiàng)的植入物的方法，其 特征在于首先用涂層涂覆該植入物，其后將穿孔的掩蔽單元放置在植 入物上，并從掩蔽單元孔的面積上去除所述涂層，從而提供所述一個(gè) 或若干界定區(qū)域。
19. 一種布置成在根據(jù)權(quán)利要求17或18的方法中使用的掩蔽單元。
20. 根據(jù)權(quán)利要求19的掩蔽單元，其特征在于掩蔽單元由鈦或鈦 合金構(gòu)成。
21. —種植入物部件，包含用于連接到人體或動(dòng)物體的活生物組 織的裝置，該植入物具有外表面，其特征在于所述外表面包含至少一 個(gè)表面區(qū)域，對(duì)該表面區(qū)域的表面進(jìn)行表形修改。
22. 根據(jù)權(quán)利要求21的植入物部件，其特征在于將該表面區(qū)域定 位在所述連接裝置的區(qū)域中。
23. 根據(jù)權(quán)利要求22的植入物部件，其特征在于該連接裝置設(shè)有 至少一個(gè)螺紋，并且將該表面區(qū)域定位在所述至少一個(gè)螺紋的根部中。
24. 根據(jù)權(quán)利要求23的植入物部件，其特征在于該表面區(qū)域延伸 所述螺紋的至少一圈。
25. 根據(jù)權(quán)利要求21至24中任一項(xiàng)的植入物部件，其特征在于 通過提供若干凹陷使該表面區(qū)域形成圖案。
26. 根據(jù)權(quán)利要求23和25的植入物部件，其特征在于沿所述至 少一個(gè)螺紋的根部的縱向延伸一個(gè)接一個(gè)地提供所述凹陷。
27. 根據(jù)權(quán)利要求26的植入物部件，其特征在于通過所述凹陷， 所述表面區(qū)域在所述連接裝置的橫截面中具有波紋形狀。
28. 根據(jù)權(quán)利要求21至27中任一項(xiàng)的植入物部件，其特征在于 該表面區(qū)域具有介于0.8和10/mi之間的Sa的表面，Sa優(yōu)選介于1.2和 5/mi之間，其中通過下面等式計(jì)算S"
29. 根據(jù)權(quán)利要求21至28中任一項(xiàng)的植入物部件，其特征在于 所述植入物部件的外表面由鈦和/或鈦合金構(gòu)成。
30. 根據(jù)權(quán)利要求21至28中任一項(xiàng)的植入物部件，其特征在于 植入物部件包含在權(quán)利要求1至16的任一項(xiàng)中提及的植入物特定特 征。
31. 根據(jù)權(quán)利要求1至16中任一項(xiàng)的植入物，其特征在于植入物 包含在權(quán)利要求21至28的任一項(xiàng)中提及的植入物部件的特定特征。
32. 根據(jù)權(quán)利要求21至30中任一項(xiàng)的制造植入物部件的方法， 其特征在于借助于激光使所述表面區(qū)域形成圖案。
全文摘要
一種包含用于連接到人體或動(dòng)物體的活的生物組織裝置(1、12、9.12)的植入物，該植入物具有包含第一部分和第二部分的外表面，這兩部分在每部分與生物組織的生物相容性方面具有不同的屬性，其中該植入物包含至少一個(gè)表面部(2、15、20)，該表面部包含構(gòu)成所述第一部分的基礎(chǔ)表面(3、16、21)和一個(gè)或若干構(gòu)成所述第二部分的界定區(qū)域(4、5、6、7、17、22、23、24、25、26、27、28、29、30、31)。一種用于制造所述植入物的方法，其中將穿孔的掩蔽單元(9、5.9、6.9)施加到該植入物上，以及一種用于所述方法的掩蔽單元(9、5.9、6.9)。一種包含用于連接到人體或動(dòng)物體的活的生物組織裝置(40)的植入物部件，該植入物具有外表面，其中所述外表面包含至少一個(gè)表面區(qū)域(41)，該表面區(qū)域的表面進(jìn)行表形修改，以及一種用于制造該植入物部件的方法。
文檔編號(hào)A61F2/28GK101102727SQ200580042791
公開日2008年1月9日 申請(qǐng)日期2005年12月12日 優(yōu)先權(quán)日2004年12月13日
發(fā)明者彼得·湯姆森, 里卡德·布雷恩馬克 申請(qǐng)人:里卡德·布雷恩馬克咨詢公司;生物材料開發(fā)哥德堡公司