生物活性玻璃支架及其制備方法

生物活性玻璃支架及其制備方法
【專利摘要】本發(fā)明描述了具有被非晶形保護(hù)物包圍的內(nèi)部多孔支架顯微結(jié)構(gòu)的玻璃珠、玻璃-陶瓷珠、或陶瓷珠。該保護(hù)物用來保護(hù)該保護(hù)物的內(nèi)部多孔顯微結(jié)構(gòu)，同時提高了該多孔顯微結(jié)構(gòu)的總體強(qiáng)度并改善本身或在裝置中的可流動性，所述裝置例如將用于骨或軟組織擴(kuò)增或再生的生物可降解的油灰。珠內(nèi)部存在的開放的孔將容許與固體粒子或球相比增強(qiáng)的體內(nèi)可降解性并且還促進(jìn)組織的生長，所述組織包括但不限于所有類型的骨、軟組織、血管和神經(jīng)。
【專利說明】生物活性玻璃支架及其制備方法發(fā)明領(lǐng)域
[0001]本發(fā)明涉及用于植入到哺乳動物中以利于組織修復(fù)和組織再生的生物相容性支架。
[0002]發(fā)明背景
[0003]持續(xù)一段時間以來對多孔的生物活性玻璃用于生物材料設(shè)計(jì)有興趣。能夠刺激治愈過程并促進(jìn)組織生長同時由最終會降解的材料制成的顯微結(jié)構(gòu)是吸引人的。遺憾的是，高度多孔的材料固有地具有低強(qiáng)度，這可能是主要的不利之處。另一個要克服的主要障礙是多孔支架的可操作性不良，因?yàn)樗鼈冊诓僮鲿r容易弄壞，可容易地纏繞在一起，最后變得對預(yù)期目的不起作用。大多數(shù)骨科行業(yè)在其裝置中使用尸體骨骼的致密顆粒、基于磷酸鈣的陶瓷或生物活性玻璃，因?yàn)樗鼈兙哂行枰膹?qiáng)度和在手術(shù)過程中所需的可操作性。
[0004]使用基于硅酸鹽的生物活性玻璃，例如45S5和S53P4，目前用于被美國食品和藥品管理局和其他世界安全組織批準(zhǔn)用在可植入裝置中的產(chǎn)品，例如骨科植入物，且已知能夠制備三維多孔支架。具有與45S5和S53P4類似的組成的玻璃當(dāng)被加熱到高于每種玻璃各自的玻璃轉(zhuǎn)變溫度(Tg)時快速結(jié)晶，使得通過傳統(tǒng)熱處理的粘性燒結(jié)不結(jié)晶變得困難。因此，目前不存在可商用的、由硅酸鹽玻璃構(gòu)成的、非晶形的、堅(jiān)硬的和多孔的支架。已經(jīng)研制具有多種堿性元素和堿土元素聯(lián)合另外的二氧化硅的帶有較寬工作范圍的玻璃來滿足該需要，但是這些玻璃轉(zhuǎn)化成羥基磷灰石(HA)比45S5和S53P4慢，并且這些支架都不是被FDA批準(zhǔn)用于任何臨床市場的目前可用的產(chǎn)品。
[0005]大于500 μ m的硅酸鹽玻璃粒子可花費(fèi)數(shù)年完全與體液反應(yīng)并被轉(zhuǎn)化為稱為羥基磷灰石(HA)的骨的無機(jī)組分，因?yàn)榇蟮牟ＡЯＷ?>500 μ m)在治療的組織中留下需花費(fèi)數(shù)年重建成自然組織的空隙，且大粒子具有相對小的表面積質(zhì)量比并且不容許組織被骨或血管穿透。
[0006]多孔支架容許組織穿透，并且可用于與體液反應(yīng)的表面積較大且穿過整個支架，這顯著降低了到HA的轉(zhuǎn)化時間和最終的重建。硅酸鹽玻璃45S5到HA的轉(zhuǎn)化動力學(xué)顯示，一旦硅膠層達(dá)到足夠大的厚度變成擴(kuò)散膜，從收縮體積模型到擴(kuò)散模型減慢。這是由45S5構(gòu)成的多孔的支架將在約數(shù)周的時間轉(zhuǎn)化成HA的原因，與可花費(fèi)數(shù)年的具有類似大小的45S5固體玻璃珠相對照。
[0007]特定玻璃的結(jié)晶特性和玻璃轉(zhuǎn)變特性在處理玻璃和將其制備成多孔的支架時是重要的。由相對低濃度的玻璃形成氧化物和相對高濃度的堿性氧化物和堿土氧化物構(gòu)成的玻璃組合物往往在被加熱到高于玻璃轉(zhuǎn)變溫度時快速結(jié)晶，使得通過粘性流粘結(jié)變得困難。因此從這些通過傳統(tǒng)的熱處理的玻璃使得多孔材料或支架堅(jiān)硬的能力是不可能的。
[0008]通常，通過加熱到玻璃轉(zhuǎn)變溫度以上至適合于粘性流的粘度來粘結(jié)玻璃。取決于該過程容許的時間量和所需的流的量，用于處理的粘度可隨著應(yīng)用而變化。用于這些應(yīng)用的玻璃被設(shè)計(jì)成在加工溫度抵抗結(jié)晶，因?yàn)殡x子的移動性高。玻璃的流動性越強(qiáng)，通常玻璃可能更容易結(jié)晶，因?yàn)檫@取決于玻璃組合物距離晶相多近和容許玻璃結(jié)晶的活化能多大。
[0009]將受益于這種粘結(jié)方法的玻璃需要相對低的能量輸入以容許原子重排和開始形成晶體。晶體的形成，尤其是在粒子表面的晶體的形成，是抑制這些粒子的粘性流的。從玻璃結(jié)晶的晶相通常在比結(jié)晶所需的溫度顯著更高的溫度下熔解；因此晶體不形成將在燒結(jié)過程中有幫助的粘性流。另外，向結(jié)晶的傾向性隨著玻璃組分的表面積與體積比的增加而增加，所以組分越小，向表面結(jié)晶和粘結(jié)抑制的傾向性越大。
[0010]支架，特別是被設(shè)計(jì)用作骨支架的支架，應(yīng)是高度多孔的(>50%)，并且常常通過將由玻璃粒子和其他有機(jī)及無機(jī)組分構(gòu)成的漿料灌輸?shù)筋A(yù)制件(preform)(泡沫或海綿或其他多孔聚合物)而形成，所述預(yù)制件必須在燒結(jié)之前被緩慢燒盡(burn out)。為了保持預(yù)制件期望的顯微結(jié)構(gòu)，加熱速率通常保持較低，幾。C /min，到燒結(jié)溫度，然后燒結(jié)部分被緩慢冷卻以消除玻璃/陶瓷支架的熱沖擊(thermal shock)。對于快速結(jié)晶的玻璃(45S5和S53P4)來說，這些方法在制備堅(jiān)硬的玻璃方面沒有效果。
[0011]圖1所示的圖形描述了用于以下發(fā)明的可能的熱處理的令人感興趣的可用區(qū)域。燒結(jié)生物活性玻璃是時間-溫度-結(jié)晶依賴性過程，且不能忽視單個組分。
[0012]通常，文獻(xiàn)中討論的支架是粗糙且鋒利的，這對于小型試驗(yàn)不是問題，但對于想要按在植入材料上而不刺穿手套的臨床醫(yī)生例如骨外科醫(yī)生來說可能是個大問題。刺穿的手套使臨床醫(yī)生和患者暴露于可能的疾病傳播，且如果植入材料穿透臨床醫(yī)生皮膚的話，臨床醫(yī)生可被植入材料傷害。因此，目前沒有被FDA批準(zhǔn)用于臨床使用的由基于硅酸鹽的45S5或S53P4生物活性玻璃構(gòu)成的完全非晶形支架。
[0013]支架的表面粗糙性從操作的觀點(diǎn)來看當(dāng)然是缺點(diǎn),但在例如骨油灰(bone putty)的產(chǎn)品中或即使僅在單相植入材料例如松散顆粒中，粗糙邊緣使每個支架抓住彼此，降低了粒子的可流動性。這種可流動性的降低減少了骨油灰可并入的總體的支架負(fù)載，因?yàn)楣怯突冶旧沓洚?dāng)改善可操作性的潤滑劑。來自破裂邊緣的碎片還可以提高總體免疫應(yīng)答，因?yàn)榫奘杉?xì)胞試圖除去/吞食小粒子。
[0014]因此，對粘結(jié)具有高結(jié)晶親和力的基于硅酸鹽的生物活性玻璃的方法存在需要。
[0015]發(fā)明概述
[0016]本發(fā)明的一個概念是具有被非晶形保護(hù)物(shield)包圍且在無揮發(fā)性組分或粘結(jié)劑和成孔劑的情況下制備的內(nèi)部多孔支架顯微結(jié)構(gòu)的玻璃珠、玻璃-陶瓷珠或陶瓷珠。保護(hù)物用來防護(hù)保護(hù)物的內(nèi)部多孔顯微結(jié)構(gòu)同時提高該多孔顯微結(jié)構(gòu)的總體強(qiáng)度并改善珠本身或在裝置中的可流動性，所述裝置例如將用于骨或軟組織擴(kuò)增或再生的生物可降解的骨油灰。珠內(nèi)部存在的開放的孔將容許與固體粒子或球相比增強(qiáng)的體內(nèi)可降解性并且還促進(jìn)組織的生長，所述組織包括但不限于所有類型的骨、軟組織、血管和神經(jīng)。內(nèi)部顯微結(jié)構(gòu)的幾個例子是定向取向或隨機(jī)取向的纖維網(wǎng)絡(luò)、與玻璃珠混合的隨機(jī)取向的纖維網(wǎng)絡(luò)，或者它可由通過玻璃粒子的部分熔融(fuse)形成的互相連通的孔構(gòu)成。受保護(hù)的支架可包含用于控制降解、生物刺激或抗微生物特性(僅舉幾例)目的的一種或多種玻璃組合物。
[0017]本發(fā)明涉及包裝多孔支架并將期望的可降解性和支架的多孔顯微結(jié)構(gòu)保留在封裝的殼中的方法，所述封裝的殼在植入前提高支架強(qiáng)度和潤滑性并且在用作獨(dú)立的移植材料或骨油灰的組分時改善可操作性。因而，保護(hù)生物活性玻璃支架顯微結(jié)構(gòu)可在植入前和植入過程中實(shí)施且將增強(qiáng)市場中例如骨科、脊柱和軟組織創(chuàng)傷治療市場中可用的顯微結(jié)構(gòu)。
[0018]在本發(fā)明的實(shí)踐中，生物活性玻璃的粉末被碾碎并潤濕?；旌蠞櫇竦姆勰┮允?jié)窳Ｗ诱吃谝黄鸩⑿纬筛骄畚?，然后該附聚物可被燒結(jié)或用作油灰。另一個實(shí)施方案由通過類似方法制備的燒結(jié)纖維顆粒構(gòu)成，即通過混合玻璃纖維和玻璃珠并振動來制備纖維球，纖維球進(jìn)而形成互鎖結(jié)構(gòu)(interlocking structure),然后互鎖結(jié)構(gòu)被放入陶瓷相■禍中進(jìn)行熱處理。所得的多孔堅(jiān)硬顆粒包括燒結(jié)纖維和珠。另一實(shí)施方案利用之前提到的互鎖的纖維和珠并且通過使互鎖結(jié)構(gòu)下落通過火焰對顆粒進(jìn)行火焰燒結(jié)，其形成圍繞未結(jié)合的或松散的纖維和珠的芯(core)的相對平滑的多孔保護(hù)物。另一實(shí)施方案涉及首先在坩堝中燒結(jié)微?；蚶w維支架，然后在火焰中加熱以形成表面層保護(hù)物，且一旦表面層保護(hù)物已通過火焰并收集其就準(zhǔn)備使用。
[0019]附圖簡述
[0020]圖1是玻璃轉(zhuǎn)化曲線的圖。
[0021]圖2是燒結(jié)玻璃纖維/珠支架粒子的圖片。
[0022]圖3是圖2的支架粒子表面的放大視圖。
[0023]圖4是用在本發(fā)明的方法中的裝置的示意圖。
[0024]圖5是容納中間具有空隙的附聚物的坩堝的圖形。
[0025]圖6是燒結(jié)和熔融的纖維/珠顆粒的圖片。
[0026]圖7是一切為二的圖6的纖維/珠顆粒的圖片。
[0027]圖8是若干未燒結(jié)的微粒支架球的圖片。
[0028]圖9是燒結(jié)的珠支架粒子的圖片。
[0029]附圖詳述
[0030]用于組織工程的支架可從生物活性玻璃形成。生物活性玻璃可以是硅酸鹽生物活性玻璃、硼酸鹽生物活性玻璃或磷酸鹽生物活性玻璃。盡管所有這些玻璃可用于本發(fā)明，硼酸鹽生物活性玻璃例如45S5和S53P4是優(yōu)選的。硼酸鹽生物活性玻璃一般具有碳酸鈉、碳酸鈣、五氧化二磷和二氧化硅的組成,例如具有約45-60mol% 二氧化硅和2_10摩爾比的鈣比磷酸鹽的玻璃組成。具有這種組成或類似組成的玻璃材料顯示在容易使玻璃材料粘結(jié)到骨上的含水環(huán)境中在材料表面上形成富含二氧化硅的層和磷酸鈣膜?？赏ㄟ^添加組分例如氧化鎂、氧化鉀、氧化硼和其他化合物做出組成變化，但是一般已知在界面層45-60mol%之間的二氧化硅含量有利于形成富含二氧化硅的層和磷酸鈣膜來促進(jìn)在支架、自然的骨和軟組織材料之間形成粘結(jié)。
[0031 ] 玻璃化合物當(dāng)該材料可以在非晶態(tài)下被熔解并被拉制成纖維時更容易形成纖維?？稍诶w維拉制過程中被制成纖維形式而沒有透明消失的生物活性和生物可吸收的材料需要高二氧化娃含量以及氧化鈉和氧化鉀兩者來提供混合堿作用(mixed alkali effect)以在被拉制成纖維時保持非晶形結(jié)構(gòu)。能夠容易地被拉成纖維的具有混合堿和高二氧化硅含量的玻璃的多種化合物已顯示生物活性和生物可吸收性。
[0032]使玻璃結(jié)晶的第一步是在玻璃中形成核(nuclei)。核可通過玻璃中的例如表面上的缺陷或通過熱處理而形成。存在許多研究用于研究成核作用和玻璃陶瓷的再生，尤其Na2Ca2S13O9玻璃是令人感興趣的，因?yàn)檫@是在結(jié)晶時的相45S5形式。玻璃被快速加熱(最小約300至400°C /min，超過200，000°C /sec的加熱速度)通過成核溫度范圍以壓制成核作用和晶體生長，從而容許粘性流發(fā)生在粒子之間持續(xù)短時間(〈lsec到10至20min)，然后以約1000至2500°C /min到200，OOO0C /sec的速度再次冷卻。這種快速加熱和冷卻的方法減少了具有高結(jié)晶親和力的玻璃的結(jié)晶作用并容許多孔支架的形成。
[0033]纖維/珠未燒結(jié)的支架(纖維和珠)獨(dú)自的每種組分是由個體纖維或珠制成的可流動的材料。當(dāng)這兩者被放到一起時，碾碎成約25 μ m大小，且被輕輕搖動，纖維和珠互鎖，形成大約0.5至4_直徑、摸起來柔軟、但可壓縮的球，如圖8所示?？蓧嚎s性來自于個體玻璃組分，該個體玻璃組分相比于該個體組分被輕微燒結(jié)或如本領(lǐng)域已知的其他生物活性玻璃支架那樣在聚合相下被粘結(jié)在一起要強(qiáng)得多。個體玻璃組分可以移動和重構(gòu)；這是相比于傳統(tǒng)支架材料的顯著優(yōu)點(diǎn)。
[0034]僅使用被碾碎成大約25 μ m并用于形成球的玻璃粒子也是可能的。然后對這些粒子球執(zhí)行與纖維/珠球相似的熱過程。
[0035]纖維和珠的互鎖防止顆粒在潤濕時分離，并且良好地吸收血液和其他液體。顆粒內(nèi)部的毛細(xì)管作用幫助液體從一個顆粒轉(zhuǎn)移到下一個顆粒。顆粒應(yīng)被預(yù)期吸收任何類似地潤濕玻璃的液體，包括但不限于基于水的溶液或混合物、醇溶液或混合物、以及基于石油的液體或凝膠。從臨床觀點(diǎn)看，顆粒有益于失血控制(止血)，吸收骨髓抽吸物，在手術(shù)部位遞送藥物，作為骨移植/牙齒支架，作為軟組織支架，或作為復(fù)合支架的組分，例如但不限于作為示例性應(yīng)用的骨包裹物(bone wrap)或創(chuàng)傷敷料。在臨床使用中，未燒結(jié)的纖維/珠球還可以用來處理硬組織和軟組織傷口。
[0036]當(dāng)起始材料是45S5生物活性玻璃時，90%的纖維長度范圍在20 μ m至3mm，直徑在300nm至30 μ m，有90%的珠直徑在30至425 μ m范圍內(nèi)，有10-50%纖維和40-90%珠，優(yōu)選25%纖維和75%珠。纖維和珠被輕柔混合以形成如圖8所示的纖維/珠附聚物。纖維/珠附聚物可在這點(diǎn)用于骨/組織修復(fù)，或其組分，或用作油灰、水泥或組織包裹物的組分。當(dāng)用作油灰或水泥時，附聚物是柔性的，被簡單地推到體腔位置，在體腔中經(jīng)過一段時間，該附聚物支持組織和/或骨生長并充當(dāng)用于修復(fù)受損害的和/或患病的組織/骨的可恢復(fù)的組織/骨支架。
[0037]當(dāng)燒結(jié)纖維/珠球時，由此形成的附聚物可置于陶瓷坩堝25中并且在高于玻璃轉(zhuǎn)變溫度但低于玻璃熔解溫度(Tm)的溫度下熱處理約數(shù)分鐘，通常在900° F至1100° F的窯或電爐中以形成顆粒(圖2和3)。在此溫度的時間將依賴于溫度而有不同。例如在900° F約十分鐘將足夠，而在更高的溫度需要更少的時間。當(dāng)僅粒子用來形成球時，結(jié)果描述在圖9中。顆粒從坩堝移出并在導(dǎo)熱材料例如銅盤上快速冷卻。圓柱形狀的空隙27被沿著坩堝中心留下。這被完成以便纖維不充當(dāng)絕緣體和阻斷熱到達(dá)坩堝中心的材料。而且，一旦顆粒粘結(jié)，它們難以在不損害顆粒的情況下除去?？障度菰S熱均勻地穿過顆粒，并且芯容許材料在移出后流動并在冷卻到Tg以下之前消除對顆粒的損害。附聚物在坩堝中負(fù)載的不意圖顯不在圖5中。
[0038]然后燒結(jié)的附聚物通過丙烷/氧氣火焰并快速冷卻，由此形成被保護(hù)的玻璃支架，即圍繞纖維/顆粒內(nèi)部的具有熔融玻璃外部的球。依賴于在火焰中的時間的量，熔融的外圍可以制備得更厚或更薄。
實(shí)施例
[0039]將大約10g的碾碎混合物置于8英寸不銹鋼鍋(stainless steel pan)中并且用足以潤濕粉末表面的水噴射。然后將被噴射過的混合物輕柔混合，容許潤濕的粒子粘結(jié)在一起。粉末的附聚物可制成超過lcm,但I(xiàn)至6mm的大小為最佳。收集附聚物并置于陶瓷坩堝中，在其中將附聚物加熱到高于玻璃轉(zhuǎn)變溫度但低于玻璃熔解溫度持續(xù)約10分鐘，對于45S5大約900° F，然后快速冷卻以產(chǎn)生圖2和3中的燒結(jié)的纖維/珠粒子。在一個實(shí)施方案中，纖維/珠互鎖結(jié)構(gòu)直接在火焰中加熱，沒有最初的燒結(jié)。在另一實(shí)施方案中，燒結(jié)粒子直接在火焰中加熱。將圖8的纖維/珠互鎖結(jié)構(gòu)(無燒結(jié))置于圖4所示的并且具有被導(dǎo)入到燃燒器15的火焰13中的振動給料器12的料斗11中，火焰包含混合的且燃燒的氧氣和丙烷。火焰配置隨玻璃組成和燃燒器尺寸而有不同，但氧氣和丙烷都需要。在火焰中得到的溫度因此在3600° F至5100° F。每個附聚物使外部在火焰中熔融零點(diǎn)幾秒的時間，在中心留下松散的纖維和珠。然后將附聚物吹到收集管17中并在玻璃結(jié)晶溫度和玻璃轉(zhuǎn)變溫度(Tg)以下冷卻。
[0040]利用燒結(jié)纖維/珠互鎖結(jié)構(gòu)的該實(shí)施方案還可以通過火焰并產(chǎn)生具有如上的熔融外部的可變厚度但中心不松散的熔融附聚物。
[0041]收集管17被設(shè)定在15和45之間的角度并且用振動器19固定以容許熔融顆粒離開該管進(jìn)入收集鍋21中，在收集鍋21中顆粒冷卻至室溫。依賴于火焰深度和附聚物的下落距離，每個附聚物在火焰中的時間在1/100秒至1/4秒的范圍內(nèi)。所得的被保護(hù)的顆粒的圖像顯示在圖6中。圓形的光澤面是明顯的，但在中心處存在容許組織向內(nèi)生長和與實(shí)心玻璃粒子或珠相比增強(qiáng)的轉(zhuǎn)化的纖維芯，如圖6和7所示。圖6是SEM圖像，顯示了具有約1.1-2.0mm直徑的被保護(hù)的纖維/珠顆粒的表面。該顆粒的表面被窗或孔覆蓋，這容許組織生長和流體穿透?？椎拇笾鲁叽绶秶羌s10 μ m至約200 μ m,這對于組織浸潤是足夠的。由于內(nèi)部多孔顯微結(jié)構(gòu)的表面積增加，多孔顆粒的反應(yīng)速率比實(shí)心玻璃球高得多。圖7顯示從非燒結(jié)的附聚物形成且斷裂成兩半的圖6的多孔纖維/珠顆粒；外部和內(nèi)部顯微結(jié)構(gòu)是可見的。在圖7中，保護(hù)物是顆粒外面熔融的邊緣。在圖7底部存在來自使顆粒斷裂的松散纖維。斷裂顆粒的中心包含松散的纖維和珠。通過更長或另外的熱處理粘結(jié)該芯，可控制纖維和珠的粘結(jié)的量。此外，持續(xù)足夠時間長度的另外的熱處理將使整個顆粒結(jié)晶。
[0042]圖7的破裂的支架顯示覆蓋有些松散的內(nèi)部纖維網(wǎng)絡(luò)的多孔玻璃狀殼。該支架表面具有覆蓋表面的薄窗，其在高溫時隨玻璃顆粒熔解而形成并且捕獲氣體(空氣)并引起氣泡。該玻璃窗當(dāng)與液體例如體液或血液接觸時迅速水合，并讓液體穿透支架且容許新組織的生長同時改善材料特性和臨床醫(yī)生的操作能力。
[0043]應(yīng)理解前面的描述是本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方案的描述且本發(fā)明不限于本文顯示或描述的具體形式?？稍诒疚墓_的設(shè)計(jì)、排列和要素類型以及制備和使用本發(fā)明的步驟上作出各種變更而不偏離如在所附權(quán)利要求中表現(xiàn)的本發(fā)明的范圍。
【權(quán)利要求】
1.一種受保護(hù)的玻璃支架，包括 生物活性玻璃纖維與生物活性玻璃珠的混合物，所述纖維和珠中的一些彼此熔融； 所述混合物被熔融玻璃的保護(hù)物包圍，所述保護(hù)物其中具有孔。
2.如權(quán)利要求1所述的受保護(hù)的玻璃支架，其中所述孔大小為約10μ m至約200 μ m。
3.如權(quán)利要求1所述的受保護(hù)的玻璃支架，還包括松散的纖維和珠。
4.如權(quán)利要求1所述的受保護(hù)的玻璃支架，其中所述纖維和所述珠包括45S5生物活性玻璃。
5.如權(quán)利要求1所述的受保護(hù)的玻璃支架，其中所述纖維長度為20μπι至3mm且直徑為 300nm 至 30 μ m。
6.如權(quán)利要求1所述的受保護(hù)的玻璃支架，其中90%的所述珠直徑為30至425μ m。
7.如權(quán)利要求1所述的受保護(hù)的玻璃支架，其中具有10%到60%纖維和40%到90%珠。
8.如權(quán)利要求12所述的方法，其中利用所述燒結(jié)的附聚物來形成選自由以下組成的組的支架: 骨包裹物， 復(fù)合材料， 骨或軟組織的油灰， 止血裝置， 骨科或脊柱相關(guān)植入物， 外部繃帶，和 骨水泥或骨膠。
9.如權(quán)利要求1所述的受保護(hù)的玻璃支架，其中具有25%纖維和75%珠。
10.如權(quán)利要求1所述的受保護(hù)的玻璃支架，其中所述纖維和珠中的一些彼此熔融。
11.如權(quán)利要求1所述的受保護(hù)的玻璃支架，其中所述纖維和珠沒有彼此熔融。
12.—種制備受保護(hù)的玻璃支架的方法，所述方法包括以下步驟: 1)混合生物活性玻璃珠與生物活性玻璃纖維以形成可壓縮的附聚物； 2)燒結(jié)所述附聚物 3)使所燒結(jié)的附聚物下落通過具有約3600°F至5600° F溫度的火焰以形成玻璃狀外部； 4)冷卻和收集所得的受保護(hù)的玻璃支架。
13.一種制備受保護(hù)的玻璃支架的方法，包括以下步驟: 1)形成生物活性玻璃附聚物； 2)置于坩堝中并加熱到約900°F至約1100° F持續(xù)約十至約二十分鐘時間段，且然后冷卻以形成燒結(jié)的附聚物， 3)使所述燒結(jié)的附聚物下落通過火焰，和 4)冷卻以形成受保護(hù)的玻璃支架。
14.如權(quán)利要求13所述的方法，其中在所述坩堝中形成中心圓柱狀的軸向開口。
15.如權(quán)利要求13所述的方法，其中玻璃粉末被碾碎成約25μ m的平均粒徑，且90%小于 53 μ m。
16.一種制備受保護(hù)的玻璃支架的方法，所述方法包括以下步驟: 1)形成生物活性玻璃纖維和粒子的附聚物； 2)置于坩堝中并且加熱到高于玻璃轉(zhuǎn)變溫度且低于玻璃熔解溫度，且然后冷卻以形成燒結(jié)的附聚物； 3)使所述燒結(jié)的附聚物下落通過具有約3600°F至5600° F溫度的火焰； 4)冷卻和收集所得的受保護(hù)的玻璃支架。
17.如權(quán)利要求16所述的方法，其中給予所述受保護(hù)的玻璃支架進(jìn)一步的熱處理來使其結(jié)晶。
18.如權(quán)利要求16所述的方法，其中利用所述燒結(jié)的附聚物來形成選自由以下組成的組的支架: 骨包裹物， 復(fù)合材料， 骨或軟組織的油灰， 止血裝置， 骨科或脊柱相關(guān)植入物， 外部繃帶，和 骨水泥或骨膠。
19.如權(quán)利要求16所述的方法，其中所述玻璃纖維和粒子被碾碎成約25μ m的平均粒徑，且90%小于53 μ m。
20.如權(quán)利要求16所述的方法，其中利用所述燒結(jié)的附聚物來形成選自由以下組成的組的支架: 骨包裹物， 復(fù)合材料， 骨或軟組織的油灰， 止血裝置， 骨科或脊柱相關(guān)植入物， 外部繃帶，和 骨水泥或骨膠。
21.如權(quán)利要求16所述的方法，其中在所述坩堝中形成中心圓柱狀的軸向開口。
22.—種受保護(hù)的玻璃支架，包含被多孔的熔融玻璃的保護(hù)物包圍的生物活性玻璃珠。
23.如權(quán)利要求22所述的受保護(hù)的玻璃支架，其中所述玻璃珠彼此熔融。
24.一種受保護(hù)的支架，包含兩種或更多種不同的玻璃組合物，所述兩種或更多種不同的玻璃組合物通過在熱處理之前混合選自由至少兩種玻璃纖維組合物和至少兩種玻璃珠組合物組成的組的玻璃組合物而形成。
25.一種制備玻璃支架的方法，所述方法包括以下步驟: 1)從兩種或更多種不同的玻璃組合物形成生物活性玻璃附聚物； 2)置于坩堝中并且加熱到高于玻璃轉(zhuǎn)變溫度且低于玻璃熔解溫度，且然后冷卻以形成燒結(jié)的附聚物。
【文檔編號】C03B29/00GK104334503SQ201380000851
【公開日】2015年2月4日 申請日期:2013年4月12日 優(yōu)先權(quán)日:2013年4月12日
【發(fā)明者】史蒂文·榮格 申請人:莫斯茨公司