一种脊柱植入单元及其制备方法与流程

本发明涉及医疗器械领域。具体而言，本发明应用于骨科脊柱内固定领域，涉及一种脊柱植入单元及其制备方法。

背景技术：

骨科手术前后粘连造成的压迫是一个困扰医生的大问题，会影响手术成功率。手术前的粘连现象给手术带来难度和风险，而手术后的粘连现象造成手术失败，增加二次手术的可能性。同时，在骨科植入物完成使命需要取出时，也会加大手术风险。如果植入物载有抗炎药物并缓慢释放出来发挥抑制作用，则可减轻或消除粘连症状。

软骨钙化造成的压迫同样是一个困扰医生的问题，手术时剔除风险高，再生可能性大。如果植入物载有分解、吸收的药物，并且缓慢释放出来，就可通过治疗消除因钙化引起的压迫。

炎症引起的黄韧带、后纵韧带水肿、肥厚造成的压迫，也可在手术后由植入物载有消炎药物，通过缓慢释放进行治疗。

适当的控制疼痛对于任何手术后患者来说极其重要，疼痛缓解赋予患者显著的生理和心理益处。有效缓解疼痛不仅意味着更顺利更愉快的痊愈（例如，情绪、睡眠、生活质量等），而且其还可以减少慢性疼痛综合征的发作。

随着骨科手术的普及，对提高术后康复状况提出了更高的要求。国内外就术后感染、粘连、疼痛、病灶治愈等常见现象进行了大量的研究和临床观察，并为此发明了多种方法来预防、缓解、消除这些手术后遗症，提高手术质量。

将医疗器械与药物有效集合在一起，可代替常规的手术后服用、注射大量的抗菌、激素、止痛等药物，而且这种局部靶向给药，效果更好，副作用更小。目前已有的技术如下：

中国专利申请No.02136332.3，发明名称为“植入式医疗器械用的药物释放控制方法”。该发明将无机材料和高分子材料各自的优良性能结合起来，较现有的纯有机或纯无机涂层方法，具有明显的优点，可适合于蛋白质类药物及其他对热、光等外界条件较为敏感的药物的长期控制释放。

《生物医学工程学进展》2010年第31卷第4期，论文名称为“钛合金植入体表面抗感染涂层的制备及其体外抑菌性能研究”。该论文以聚乳酸(PDLLA)为载体，采用溶剂浇铸(solvent-casting)的方法，在钛合金植入物基体表面制备了载万古霉索(VCM)的PDLLA涂层，期望通过缓释万古霉素来抑制细菌感染。

中国专利申请No.201110232842.6，发明名称为“抗感染医用钛合金”。该发明在现有医用钛合金Ti6Al7Nb的化学成分基础上添加适量的铜元素，经过特殊的抗热处理后，在医用钛合金的基体中析出一种钛铜相，从而赋予医用钛合金抗细菌感染功能。

中国专利申请No.200810147918.3，发明名称为“抑菌性生物活性钛及钛合金植入材料及其制备方法和应用”。该发明以生物医用级钛或钛合金为基底材料，将分析纯含氯离子的物质加入去离子水配制成电解质溶液，用阳极氧化表面改性处理技术，在材料阳极和阴极间施加直流电压1-100V，处理时间1-200秒，得到表面产生了抑菌性Ti-Cl基团和生物活性Ti-OH基团的生物活性钛或钛合金，这些Ti-Cl基团在生理环境下水解产生具有抑菌杀菌作用的-ClO_x离子。

中国专利申请No.200910051827.4，发明名称为“一种用于脊柱内固定术螺钉的药物涂层及制备和应用”。该发明涉及用于脊柱内固定术螺钉的药物涂层及制备和应用，该药物涂层厚度为30～300微米。螺钉浸泡于溶解有0.2mol/L的碳化二亚胺和0.05mol/L的N-羟基琥珀酰亚胺的PBS中30分钟；将双磷酸盐类与其他药物溶解于蒸馏水中，将螺钉浸泡在此溶液中24小时，即得。该药物涂层螺钉可应用在脊柱内固定术中提高骨质量，降低骨折危险性。

中国专利申请No.201110088034.7，发明名称为“医疗器械表面实施载药固药控释的方法”。该发明通过物理或化学方法使器械表面粗糙化，进行药物涂覆后实施等静压处理使药物与器械基体牢固结合，克服了器械表面直接载药导致的药物脱落，实现了控制药物释放的目的。

可见，现有技术都是在植入物表面进行各种处理，例如药物涂层、渗铜离子、阳极氧化表面改性处理技术等方法来达到抗菌的目的，但药物层很薄，药物释放的时间自然就少，想要保持1年左右的药物作用就实现不了。另外，因这些植入物在植入人体的过程中与骨组织和器械有很大的摩擦，螺钉进入骨质里后可能剩下不多的药物，药物作用会大打折扣。

技术实现要素：

本发明源自申请人的在先中国专利申请No.201210248135.0，发明名称为“一种脊柱动态稳定植入单元”，该在先申请的内容全文引入本申请说明书中，并作为公开内容的一部分。

具体而言，本发明是在所述植入单元的硅橡胶部分加入特定的治疗性药物，预防术后粘连、感染和病灶治疗。产品植入人体后，硅橡胶药物载体逐渐有效的释放药物并缓慢扩散进入人体病灶周围，手术前病灶和手术后出现的问题在药物治疗下达到真正意义上的治愈。

本发明提供一种脊柱植入单元，包括弹性段，其特征在于，所述弹性段内含有载有药物的硅橡胶体。

根据本发明，所述脊柱植入单元为动态棒。

根据本发明，所述载有药物的硅橡胶体位于所述弹性段上设置的槽和/或通孔中。

根据本发明，载有药物的硅橡胶体是在弹性段内加入含有药物和固化剂的液态硅橡胶，常温下固化而成。

根据本发明，所用的药物为皮质类固醇激素或者α肾上腺素，其中所述皮质类固醇激素选自可乐定、氟轻松、地塞米松、舒林酸、柳氮磺吡啶或其组合。

根据本发明，所用的药物为消炎药，例如，抗生素类药物。

根据本发明，药物与液态硅橡胶之重量比在10%～50%之间，可由载有药物的硅橡胶体的厚度以及缓释时间的长短确定。

根据本发明，视患者需要，药物每天的释放速度可控制在小于100μg/kg(患者体重)。本领域技术人员能够理解，该释放速度取决于所用的药量(药浓度)、载有药物的硅橡胶体的厚度以及种类等，可随意调节。

根据本发明，载有药物的硅橡胶体的厚度B在1.5mm-5mm之间。

本领域技术人员能够理解，除动态棒之外，本发明的其他脊柱植入单元只要含有硅橡胶，就能将硅橡胶用作药物载体。

另外，本发明对硅橡胶没有特殊要求，只要其能长期植入人体，满足安全性需求，并且能在常温下固化即可。

本发明的药量(药浓度)和载有药物的硅橡胶体的厚度与缓释时间具有一定的相关性，可根据实际需要确定。例如，在药浓度一定时，厚度取大值，缓释时间可延长。本发明的脊柱植入单元中药物缓释可长达三个月或半年，甚至长达一年之久。

本发明还提供一种制备脊柱植入单元的方法，包括下列操作步骤：

提供脊柱植入单元，所述脊柱植入单元包括弹性段，

对脊柱植入单元进行清洗，烘干，

在所述弹性段内注入含有药物和固化剂的液态硅橡胶，常温下固化，形成载有药物的硅橡胶体。

根据本发明，在弹性段的槽和/或通孔中注入含有药物和固化剂的液态硅橡胶。

根据本发明，液态硅橡胶、药物和固化剂之间的重量比为100:(10～50):(0.4～0.6)。

本发明利用植入物中的硅橡胶作为药物载体。硅橡胶是一种多孔、可吸附的材料，当治疗性药物作为生物活性物质溶解于其中时，硅溶胶分子对其均能产生有效均匀的吸附，随着时间的延长而缓慢的释放，且保存了其相应的药理特性，同时具有化学性质稳定、无毒无害的特点。硅橡胶具有良好的渗透及透过性，是理想的药物缓释材料。药物正是利用了硅橡胶的这种特性，透过硅橡胶进行有效的控制释放和缓慢扩散。另外，植入物中硅橡胶有一定的厚度，可比普通的植入物涂层药物释放的时间长，硅橡胶体可视为一个药物储存器。

本发明植入物具有防粘连、缓解疼痛功效，将类固醇药物、α肾上腺素或者消炎药以微粒形式分散在硅橡胶基质中，药物会缓慢释放出来，释放时间可延长至1年左右。此载药植入物制造方法比较简单，只需将药物和硅橡胶混匀、在常温下固化成型即可，扩大了药物的选择范围。

本发明的有益效果体现在：

植入物具有解除病灶点的粘连、压迫等产生的疼痛顽症；

植入物具有清除软骨钙化，使其分解、吸收的功能；

植入物具有清除黄韧带、后纵韧带的水肿、肥厚的功能。

附图说明

为了更清楚地描述本发明的技术方案，下面将结合附图作简要介绍。显而易见，这些附图仅是本申请记载的一些具体实施方式。本发明的技术方案包括但不限于这些附图。

图1示出动态棒，其中1、动态棒，2、螺旋槽，3、通孔。

图2示出弹性段内载有药物的硅橡胶体，其中厚度为B。

具体实施方式

为了进一步理解本发明，下面将结合实施例对本发明的优选方案进行描述。这些描述只是举例说明本发明脊柱植入单元的特征和优点，而非限制本发明的保护范围。

实施例1

动态棒经机加工完成后，用超声波清洗机把油污清洗干净，然后在十万级的净化车间内，用超声波清洗机进行末道清洗、烘干。动态棒如图1所示。

选用可长期植入的液态硅橡胶，先将药物(可乐定)加入该液态硅橡胶中充分拌匀，加入与液态硅橡胶配套的固化剂(0.5wt%)，充分拌匀后，形成含有药物和固化剂的液态硅橡胶，移入注射器，再注射至动态棒的螺旋槽中。常温下固化24小时。固化后的载有药物的硅橡胶体形状如图2所示，其中厚度B为3mm。

液态硅橡胶:药物:固化剂=100:30:0.5（重量比）。

药物每天的释放速度控制在小于100μg/kg(患者体重)，药物释放时间可达半年。

实施例2

与实施例1相同，除药物选用α肾上腺素和厚度B为2mm之外。动态棒植入于椎间盘附近，分担椎间盘的活动和受力功能，防止椎间盘进一步的退变。动态棒携带上α肾上腺素，可以治疗退行性椎间盘疾病包括椎间盘突出。

实施例3

与实施例1相同，除在动态棒中间的通孔内注入含有药物和固化剂的液态硅橡胶、药物与液态硅橡胶之重量比为40%、以及厚度为5mm之外。通孔内注入含有药物和固化剂的液态硅橡胶，可增大载药量，药物释放时间长达一年之久。

以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的核心思想。应当指出，对于本领域的普通技术人员而言，在不脱离本发明原理的前提下，还可以对本发明的单元和方法进行若干改进和修饰，但这些改进和修饰也落入本发明权利要求请求保护的范围内。