专利名称：聚乙烯材料的制作方法
技术领域：
某些特征、方面和实施方案涉及包括与别的聚合物材料组合的超高分子量聚乙烯的组合物、制品和方法。尤其是，某些实施方案涉及包括与别的不同的聚乙烯材料组合以提供高结晶组合物的超高分子量聚乙烯材料的组合物。
背景技术：
超高分子量聚乙烯(UHMWPE)是一种被广泛接受的用于整形外科应用的聚合物， 所述应用为诸如髋白内衬、胫骨插入物、膝盖骨、关节窝、椎间盘插入物等。UHMWPE典型地具有超过IO6道尔顿的分子量。在通过γ射线或电子束(e_束)辐射时，可以实现一定程度的交联，产生增强的耐磨性。
发明内容
在第一方面，提供了组合物，该组合物包括超高分子量聚乙烯材料和平均分子量不同于所述超高分子量聚乙烯材料的平均分子量的交联聚合物材料。在某些实例中，该组合物还可以包括抗氧化剂。在其它实例中，该组合物包括由超高分子量聚乙烯材料的交联形式和交联聚合物材料各自形成的晶区和非晶区，并且其中晶区合起来占组合物的至少62 体积％。在某些实施方案中，所述交联聚合物材料以低于所述超高分子量聚乙烯材料的交联形式的重量的量存在。在其它实施方案中，所述超高分子量聚乙烯材料的交联形式和交联聚合物材料各自以在组合物中提供至少双峰分子量分布的有效量存在。在某些实例中， 第一抗氧化剂是生育酚，且交联聚合物材料是不同的、交联的超高分子量聚乙烯材料。在另一个实例中，所述晶区包括由交联的超高分子量聚乙烯材料形成的第一晶区和由所述交联聚合物材料形成的不同的第二晶区。在某些实例中，所述不同的第二晶区具有遍及组合物的第一晶区的基本上均勻的分布。在其它实例中，所述第一晶区和所述不同的第二晶区各自具有遍及组合物的基本上均勻的分布。在一些实施方案中，所述交联聚合物材料以低于组合物的20重量％的量存在。在另一个实施方案中，所述组合物另外包括与所述第一抗氧化剂相同或不同的第二抗氧化剂。在其它实施方案中，所述第二抗氧化剂是生育酚或生育三烯酚。在某些实例中，所述交联聚合物材料包括交联的超低分子量聚乙烯，第一抗氧化剂包括维生素E，且所述晶区合起来占组合物的至少62体积％。在其它实例中，所述交联聚合物材料包括交联的高密度聚乙烯，第一抗氧化剂包括维生素E，且所述晶区合起来占组合物的至少62体积％。在另外的实例中，所述交联聚合物材料包括交联的聚乙烯，第一抗氧化剂包括维生素E，且所述晶区合起来占组合物的至少62体积％。在其它实例中，所述交联聚合物材料包括交联的中密度聚乙烯，第一抗氧化剂包括维生素E，且所述晶区合起来占组合物的至少62体积％。在某些实例中，所述交联聚合物材料包括交联的低密度聚乙烯，第一抗氧化剂包括维生素E，且所述晶区占组合物的至少62体积％。在某些实施方案中，所述交联聚合物材料包括交联的线型低密度聚乙烯，第一抗氧化剂包括维生素E，且所述晶区合起来占组合物的至少62体积％。在其它实施方案中，所述交联聚合物材料包括交联的极低密度聚乙烯，第一抗氧化剂包括维生素E，且所述晶区合起来占组合物的至少62体积％。 在某些实施方案中，所述组合物可以另外包括添加剂，诸如例如，生物学试剂。在另一个实施方案中，所述晶区合起来占组合物的至少80体积％。在另一个方面，公开了交联共混物，该交联共混物包括交联的超高分子量聚乙烯材料和平均分子量不同于所述交联的超高分子量聚乙烯材料的平均分子量的交联聚合物材料。在某些实例中，该组合物包括第一抗氧化剂。在其它实例中，所述组合物可以包括如下的混合物，该混合物包括交联聚合物材料和第二抗氧化剂，其中所述第一抗氧化剂和第二抗氧化剂可以是相同或不同的。在一些实施方案中，所述组合物包括由所述交联的超高分子量聚乙烯材料和交联聚合物材料各自形成的晶区和非晶区，并且其中所述晶区合起来占所述交联共混物的至少62体积％。在某些实施方案中，交联的第二聚合物材料以低于所述交联的超高分子量聚乙烯材料的重量的量存在。在其它实施方案中，所述交联的超高分子量聚乙烯材料和交联聚合物材料各自以在组合物中提供至少双峰分子量分布的有效量存在。在另外的实施方案中， 所述第二抗氧化剂是生育酚，且所述交联聚合物材料的聚合物材料是不同的、交联的超高分子量聚乙烯。在另外的实施方案中，所述晶区包括由所述交联的超高分子量聚乙烯形成的第一晶区和由所述交联聚合物材料形成的不同的第二晶区。在一些实施方案中，所述不同的第二晶区具有遍及所述组合物的第一晶区的基本上均勻的分布。在某些实施方案中， 所述第一晶区和不同的第二晶区各自具有遍及所述组合物的基本上均勻的分布。在其它实施方案中，所述交联聚合物材料以低于组合物的20重量％的量存在。在另外的实施方案中，所述第一抗氧化剂和第二抗氧化剂各自是生育酚。在另外的实施方案中，所述第一抗氧化剂和第二抗氧化剂各自是生育酚或生育三烯酚，且第一抗氧化剂不同于第二抗氧化剂。在某些实例中，所述交联聚合物材料包括交联的超低分子量聚乙烯，所述晶区占组合物的至少62体积％，且所述第一抗氧化剂和第二抗氧化剂各自包括维生素E。在其它实例中，所述交联聚合物材料包括交联的高密度聚乙烯，所述晶区占组合物的至少62体积％，且所述第一抗氧化剂和第二抗氧化剂各自包括维生素E。在另外的实例中，所述交联聚合物材料包括交联的聚乙烯，所述晶区占组合物的至少62体积％，且所述第一抗氧化剂和第二抗氧化剂各自包括维生素E。在另外的实例中，所述交联聚合物材料包括交联的中密度聚乙烯，所述晶区占组合物的至少62体积％，且所述第一抗氧化剂和第二抗氧化剂各自包括维生素E。在另外的实例中，所述交联聚合物材料包括交联的低密度聚乙烯，所述晶区占组合物的至少62体积％，且所述第一抗氧化剂和第二抗氧化剂各自包括维生素E。在其它实例中，所述交联聚合物材料包括交联的线型低密度聚乙烯，所述晶区占组合物的至少 62体积％，且所述第一抗氧化剂和第二抗氧化剂各自包括维生素E。在某些实例中，所述交联聚合物材料包括交联的极低密度聚乙烯，所述晶区占组合物的至少62体积％，且所述第一抗氧化剂和第二抗氧化剂各自包括维生素E。在某些实例中，所述组合物可以另外包括添加剂，诸如例如，生物学试剂。在其它实例中，所述交联聚合物材料在组合物中以低于所述交联的超高分子量聚乙烯材料的重量的量存在。在另一个方面，提供了组合物，该组合物包括超高分子量聚乙烯材料和平均粒度不同于所述超高分子量聚乙烯材料的平均粒度的交联聚合物材料。在某些实例中，该组合物可以包括第一抗氧化剂。在某些实例中，所述组合物包括由所述超高分子量聚乙烯材料的交联形式和交联聚合物材料各自形成的晶区和非晶区，并且其中所述晶区合起来占所述组合物的至少62体积％。在某些实施方案中，所述交联聚合物材料以低于所述超高分子量聚乙烯材料的重量的量存在。在其它实施方案中，所述超高分子量聚乙烯材料的交联形式和所述交联聚合物材料各自以在组合物中提供至少双峰分子量分布的有效量存在。在另外的实施方案中， 第一抗氧化剂是生育酚，且交联聚合物材料是不同的超高分子量聚乙烯材料。在一些实施方案中，所述晶区包括由超高分子量聚乙烯材料形成的第一晶区和由所述交联聚合物材料形成的不同的第二晶区。在其它实施方案中，所述不同的第二晶区具有遍及所述组合物的第一晶区的基本上均勻的分布。在另外的实施方案中，所述第一晶区和不同的第二晶区各自具有遍及组合物的基本上均勻的分布。在其它实施方案中，所述交联聚合物材料以低于所述组合物的20重量％的量存在。在一些实施方案中，所述组合物另外包括与所述第一抗氧化剂相同或不同的第二抗氧化剂。在其它实施方案中，所述第二抗氧化剂是生育酚或生育三烯酚。在某些实例中，所述交联聚合物材料包括交联的超低分子量聚乙烯，第一抗氧化剂包括维生素E，且晶区合起来占组合物的至少62体积％。在一些实例中，所述交联聚合物材料包括交联的高密度聚乙烯，第一抗氧化剂包括维生素E，且晶区合起来占组合物的至少 62体积％。在其它实例中，所述交联聚合物材料包括交联的聚乙烯，第一抗氧化剂包括维生素E，且晶区合起来占组合物的至少62体积％。在另外的实例中，所述交联聚合物材料包括交联的中密度聚乙烯，第一抗氧化剂包括维生素E，且晶区合起来占组合物的至少62体积％。在另外的实例中，所述交联聚合物材料包括交联的低密度聚乙烯，第一抗氧化剂包括维生素E，且晶区占组合物的至少62体积％。在其它实例中，所述交联聚合物材料包括交联的线型低密度聚乙烯，第一抗氧化剂包括维生素E，且晶区合起来占组合物的至少62体积％。在另外的实例中，所述交联聚合物材料包括交联的极低密度聚乙烯，第一抗氧化剂包括维生素E，且晶区占组合物的至少62体积％。在一些实例中，所述组合物可以另外包括添加剂，诸如例如，生物学试剂。在其它实例中，组合物的晶区合起来占组合物的至少80体积％。在另一个方面，描述了交联共混物，该交联共混物包括交联的超高分子量聚乙烯材料和交联聚合物材料。在一些实例中，所述组合物包括第一抗氧化剂以及包括交联聚合物材料和第二抗氧化剂的混合物；在一些实施方案中，所述交联聚合物材料具有与交联的超高分子量聚乙烯材料的平均粒度不同的平均粒度。在某些实施方案中，所述第一抗氧化剂和第二抗氧化剂可以是相同或不同的。在其它实施方案中，所述组合物包括由交联的超高分子量聚乙烯材料和交联聚合物材料各自形成的晶区和非晶区，并且其中所述晶区合起来占交联共混物的至少62体积％。
在某些实施方案中，所述第二聚合物材料以低于所述交联的超高分子量聚乙烯材料的重量的量存在。在其它实施方案中，所述交联的超高分子量聚乙烯材料和所述交联聚合物材料各自以在组合物中提供至少双峰分子量分布的有效量存在。在另外的实施方案中，所述第二抗氧化剂是生育酚，且所述交联聚合物材料的聚合物材料是不同的、交联的超高分子量聚乙烯。在其它实施方案中，所述晶区包括由所述交联的超高分子量聚乙烯形成的第一晶区和由所述交联聚合物材料形成的不同的第二晶区。在另外的实施方案中，所述不同的第二晶区具有遍及所述组合物的第一晶区的基本上均勻的分布。在另外的实施方案中，所述第一晶区和不同的第二晶区各自具有遍及所述组合物的基本上均勻的分布。在一些实施方案中，所述交联聚合物材料以低于组合物的20重量％的量存在。在其它实施方案中，第一抗氧化剂和第二抗氧化剂各自是生育酚。在某些实施方案中，所述第一抗氧化剂和第二抗氧化剂各自是生育酚或生育三烯酚，且第一抗氧化剂不同于第二抗氧化剂。在某些实例中，所述交联聚合物材料包括交联的超低分子量聚乙烯，所述晶区占组合物的至少62%，且所述第一抗氧化剂和第二抗氧化剂各自包括维生素E。在其它实例中，所述交联聚合物材料包括交联的高密度聚乙烯，所述晶区占组合物的至少62体积％， 且所述第一抗氧化剂和第二抗氧化剂各自包括维生素E。在另外的实例中，所述交联聚合物材料包括交联的聚乙烯，所述晶区占组合物的至少62体积％，且所述第一抗氧化剂和第二抗氧化剂各自包括维生素E。在其它实例中，所述交联聚合物材料包括交联的中密度聚乙烯，所述晶区占组合物的至少62体积％，且所述第一抗氧化剂和第二抗氧化剂各自包括维生素E。在一些实例中，所述交联聚合物材料包括交联的低密度聚乙烯，所述晶区占组合物的至少62体积％，且所述第一抗氧化剂和第二抗氧化剂各自包括维生素E。在其它实例中， 所述交联聚合物材料包括交联的线型低密度聚乙烯，所述晶区占组合物的至少62体积％， 且所述第一抗氧化剂和第二抗氧化剂各自包括维生素E。在另外的实例中，所述交联聚合物材料包括交联的极低密度聚乙烯，所述晶区占组合物的至少62体积％，且所述第一抗氧化剂和第二抗氧化剂各自包括维生素E。在一些实施方案中，所述组合物可以包括至少一种添加剂，诸如例如，生物学试剂。在其它实施方案中，所述交联聚合物材料在组合物中以低于所述交联的超高分子量聚乙烯材料的重量的量存在。在另一个方面，公开了一种方法，该方法包括将超高分子量聚乙烯材料与任选的抗氧化剂和平均分子量不同于所述超高分子量聚乙烯材料的平均分子量的交联聚合物材料合并以提供共混物，使所述共混物交联以提供组合物，该组合物包括由所述交联的超高分子量聚乙烯材料和所述交联聚合物材料各自形成的晶区和非晶区，并且其中所述晶区合起来占组合物的至少62体积％。在某些实施方案中，使所述共混物交联是通过使所述共混物暴露于电子束辐射下来进行的。在其它实施方案中，所述方法可以包括通过使聚合物材料暴露于电子束辐射下制备交联聚合物材料。在另外的实施方案中，所述方法可以包括在使聚合物材料暴露于辐射下之前将所述聚合物材料加热。在其它实施方案中，所述聚合物材料在别的抗氧化剂的存在下暴露于电子束辐射下，所述别的抗氧化剂可以与前述抗氧化剂相同或不同。在一些实施方案中，所述方法可以包括将超高分子量聚乙烯材料、抗氧化剂和交联聚合物材料混合在一起，直到交联聚合物材料呈现遍及超高分子量聚乙烯材料的基本上均勻的分布。在其它实施方案中，所述方法可以包括将超高分子量聚乙烯材料、抗氧化剂和交联聚合物材料混合在一起，直到呈现交联聚合物材料和抗氧化剂各自遍及所述超高分子量聚乙烯材料的基本上均勻的分布。在另外的实施方案中，所述方法可以包括在使共混物交联之前将所述共混物固结(consolidating)。在一些实施方案中，所述方法可以包括将固结的、交联的共混物形成植入物。在其它实施方案中，所述方法可以包括对形成的植入物进行灭菌。在某些实例中，所述方法可以包括选择交联聚合物材料的聚合物材料为交联的超低分子量聚乙烯。在其它实例中，所述方法可以包括选择交联聚合物材料的聚合物材料为交联的高密度聚乙烯。在另外的实例中，所述方法可以包括选择交联聚合物材料的聚合物材料为交联的聚乙烯。在另外的实例中，所述方法可以包括选择交联聚合物材料的聚合物材料为交联的中密度聚乙烯。在某些实例中，所述方法可以包括选择交联聚合物材料的聚合物材料为交联的低密度聚乙烯。在另外的实例中，所述方法可以包括选择交联聚合物材料的聚合物材料为交联的线型低密度聚乙烯。在其它实例中，所述方法可以包括选择交联聚合物材料的聚合物材料为交联的极低密度聚乙烯。在另外的实例中，所述方法可以包括选择抗氧化剂为生育酚。在一些实例中，所述方法可以包括选择抗氧化剂为生育三烯酚。在其它实例中，所述方法可以包括将所述共混物与添加剂混合。在另一个方面，公开了一种方法，该方法包括将超高分子量聚乙烯材料与任选的抗氧化剂和平均粒度不同于所述超高分子量聚乙烯材料的平均粒度的交联聚合物材料合并以提供共混物，使所述共混物交联以提供组合物，该组合物包括由所述交联的超高分子量聚乙烯材料和所述交联聚合物材料各自形成的晶区和非晶区，并且其中所述晶区合起来占组合物的至少62体积％。在某些实施方案中，使所述共混物交联是通过使所述共混物暴露于电子束辐射下来进行的。在其它实施方案中，所述方法可以包括通过使聚合物材料暴露于电子束辐射下制备交联聚合物材料。在另外的实施方案中，所述方法可以包括在使聚合物材料暴露于辐射下之前将聚合物材料所述加热。在其它实施方案中，所述聚合物材料在别的抗氧化剂的存在下暴露于电子束辐射下，所述别的抗氧化剂可以与前述抗氧化剂相同或不同。在一些实施方案中，所述方法可以包括将超高分子量聚乙烯材料、抗氧化剂和交联聚合物材料混合在一起，直到呈现交联聚合物材料遍及所述超高分子量聚乙烯材料的基本上均勻的分布。在另外的实施方案中，所述方法可以包括将超高分子量聚乙烯材料、抗氧化剂和交联聚合物材料混合在一起，直到呈现所述交联聚合物材料和抗氧化剂各自遍及所述超高分子量聚乙烯材料的基本上均勻的分布。在某些实施方案中，所述方法可以包括在使共混物交联之前将该共混物固结。在其它实施方案中，所述方法可以包括将固结的、交联的共混物形成植入物。在一些实施方案中，所述方法可以包括对形成的植入物进行灭菌。在某些实例中，所述方法可以包括选择交联聚合物材料的聚合物材料为交联的超低分子量聚乙烯。在其它实例中，所述方法可以包括选择交联聚合物材料的聚合物材料为交联的高密度聚乙烯。在另外的实例中，所述方法可以包括选择交联聚合物材料的聚合物材料为交联的聚乙烯。在一些实例中，所述方法可以包括选择交联聚合物材料的聚合物材料为交联的中密度聚乙烯。在另外的实例中，所述方法可以包括选择交联聚合物材料的聚合物材料为交联的低密度聚乙烯。在另外的实例中，所述方法可以包括选择交联聚合物材料的聚合物材料为交联的线型低密度聚乙烯。在其它实例中，所述方法可以包括选择交联聚合物材料的聚合物材料为交联的极低密度聚乙烯。在另外的实例中，所述方法可以包括选择抗氧化剂为生育酚。在一些实例中，所述方法可以包括选择抗氧化剂为生育三烯酚。在其它实例中，所述方法可以包括将所述共混物与添加剂混合。在另一个方面，描述了一种方法，该方法包括将第一超高分子量聚乙烯材料与第一抗氧化剂合并，使合并的第一超高分子量聚乙烯材料交联，将交联的第一超高分子量聚乙烯材料与第二超高分子量聚乙烯材料合并以提供共混物，其中所述第二超高分子量聚乙烯材料的平均分子量不同于所述交联的第一超高分子量聚乙烯材料的平均分子量，将所述共混物与第二抗氧化剂合并，和使所述合并的共混物和第二抗氧化剂交联以提供组合物， 所述组合物包括晶区和非晶区且其中晶区合起来占所述组合物的至少62体积％。在某些实例中，使所述合并的共混物交联是通过使所述共混物暴露于电子束辐射下来进行的。在其它实例中，所述方法可以包括使用电子束辐射使所述合并的第一超高分子量聚乙烯材料交联。在其它实例中，所述方法可以包括在暴露于电子束辐射下之前加热所述合并的第一超高分子量聚乙烯材料。在其它实例中，所述方法可以包括将所述共混物和第二抗氧化剂混合，直到呈现交联的第一超高分子量聚乙烯材料遍及所述第二超高分子量聚乙烯材料的基本上均勻的分布。在一些实施方案中，所述方法可以包括将所述共混物和第二抗氧化剂混合在一起，直到呈现所述交联的第一超高分子量聚乙烯材料和所述第二抗氧化剂各自遍及所述第二超高分子量聚乙烯材料的基本上均勻的分布。在其它实施方案中，所述方法可以包括选择所述第一抗氧化剂和第二抗氧化剂为生育酚。在另外的实施方案中，所述方法可以包括在使所述合并的共混物和第二抗氧化剂交联之前将合并的共混物和第二抗氧化剂固结。在一些实施方案中，所述方法可以包括将固结的、合并的共混物形成植入物。在另外的实施方案中，所述方法可以包括将所述交联的、合并的共混物与添加剂混合。在另一个方面，公开了一种方法，该方法包括将第一超高分子量聚乙烯材料与第一抗氧化剂合并，使合并的第一超高分子量聚乙烯材料交联，将交联的第一超高分子量聚乙烯材料与第二超高分子量聚乙烯材料合并以提供共混物，其中所述第二超高分子量聚乙烯材料的平均粒度不同于所述第一超高分子量聚乙烯材料的平均粒度，将所述共混物与第二抗氧化剂合并，和使所述合并的共混物和第二抗氧化剂交联以提供组合物，所述组合物包括晶区和非晶区且其中晶区合起来占所述组合物的至少62体积％。在某些实例中，使所述合并的共混物交联是通过使所述共混物暴露于电子束辐射下来进行的。在其它实例中，所述方法可以包括使用电子束辐射使所述合并的第一超高分子量聚乙烯材料交联。在其它实例中，所述方法可以包括在暴露于电子束辐射下之前加热所述合并的第一超高分子量聚乙烯材料。在一些实例中，所述方法可以包括将所述共混物和第二抗氧化剂混合，直到呈现所述交联的第一超高分子量聚乙烯材料遍及所述第二超高分子量聚乙烯材料的基本上均勻的分布。在其它实例中，所述方法可以包括将所述共混物和第二抗氧化剂混合在一起，直到呈现所述交联的第一超高分子量聚乙烯材料和所述第二抗氧化剂各自遍及所述第二超高分子量聚乙烯材料的基本上均勻的分布。在一些实例中， 所述方法可以包括选择所述第一抗氧化剂和第二抗氧化剂为生育酚。在其它实施方案中， 所述方法可以包括在使所述合并的共混物和第二抗氧化剂交联之前将所述合并的共混物和第二抗氧化剂固结。在另外的实例中，所述方法可以包括将固结的、合并的共混物形成植入物。在其它实例中，所述方法可以包括将所述交联的、合并的共混物与添加剂混合。
在另一个方面，提供了一种便于生产植入物的方法，该方法包括提供超高分子量聚乙烯材料，提供平均分子量不同于所述超高分子量聚乙烯的平均分子量的聚合物材料， 和提供使用所述超高分子量聚乙烯材料和所述聚合物材料来生产组合物的指示书，所生产的组合物包括晶区和非晶区并且其中所述晶区合起来占组合物的至少62体积％。在某些实施方案中，所述方法可以包括提供使用组合物来生产植入物的指示书。 在其它实施方案中，所述方法可以包括提供将所述植入物灭菌的指示书。在另外的实施方案中，所述具有不同平均分子量的聚合物材料是聚乙烯。在另一个方面，公开了一种便于生产植入物的方法，该方法包括提供超高分子量聚乙烯材料，提供平均粒度不同于所述超高分子量聚乙烯的平均粒度的聚合物材料，和提供使用所述超高分子量聚乙烯材料和所述聚合物材料来生产组合物的指示书，所生产的组合物包括晶区和非晶区并且其中所述晶区合起来占组合物的至少阳体积％。在某些实例中，所述方法可以包括使用组合物来生产植入物的指示书。在另外的实例中，所述方法可以包括提供将所述植入物灭菌的指示书。在一些实例中，所述具有不同平均粒度的聚合物材料是聚乙烯。在另一个方面，描述了一种便于生产植入物的方法，该方法包括提供组合物，所述组合物包括交联的超高分子量聚乙烯材料和平均分子量不同于所述交联的超高分子量聚乙烯的平均分子量的交联聚合物材料，其中所述组合物包括由每种所述材料形成的晶区和非晶区，且其中所述晶区合起来占组合物的至少62体积％。在另一个方面，公开了一种便于生产植入物的方法，该方法包括提供组合物，所述组合物包括交联的超高分子量聚乙烯材料和平均粒度不同于所述交联的超高分子量聚乙烯的平均粒度的交联聚合物材料，其中所述组合物包括由每种所述材料形成的晶区和非晶区，且其中所述晶区合起来占组合物的至少62体积％。以下描述另外的方面、实施方案、实例和特征。
以下参考附图更详细地描述某些特征、方面、实施方案和实例，其中图1是显示某些实施例中的组合物的双峰分子量分布的图例；图2是显示某些实施例中的组合物的晶区的图例；图3是某些实施例的流程图，示出了生产本文中所述的组合物的一个方法；图4是某些实施例的另一个流程图，示出了生产本文中所述的组合物的方法；图5是采用第一加热周期、冷却周期和第二加热周期得到的某些实施例的GUR 1020/⑶R 1050的混合物的差示扫描量热法扫描图；图6是采用第一加热周期、冷却周期和第二加热周期得到的某些实施例的 ⑶R1020/GHR 8020的混合物的差示扫描量热法扫描图；图7是采用第一加热周期、冷却周期和第二加热周期得到的某些实施例的 ⑶R1050/GHR 8020的混合物的差示扫描量热法扫描图；图8是采用第一加热周期、冷却周期和第二加热周期得到的某些实施例的 ⑶R1020/⑶R 4050-3的混合物的差示扫描量热法扫描图；和图9是采用第一加热周期、冷却周期和第二加热周期得到的某些实施例的⑶R1050/⑶R4050-3的混合物的差示扫描量热法扫描图。如下所述的图例和图只是用于说明性的目的，并非意在是指用于生产本文中所述组合物的方法的唯一表述。发明详述本文中所述的组合物的某些实施方案包括基础材料、以低于所述基础材料的量存在的第二材料和任选的抗氧化剂。所述组合物包括晶区和非晶区并且特征在于具有占组合物体积的55 %、60 %、62 %、65 %、70 %、75 %、80 %、85 %或更高比例的晶区，且所述晶区包括由基础材料和第二材料各自形成的晶区。这种高结晶度提供合乎需要的物理机械性能， 以便所述组合物适合用于医用植入物。本文中所述的组合物的某些实例涉及具有增强的机械性质的基于超高分子量聚乙烯(UHMWPE)的组合物，所述增强的机械性质诸如例如耐磨性、抗氧化性和摩擦学性能。 所述组合物的实施方案包括在组合物中的两种或更多种不同的晶体结构或区域，以提供高的结晶度和改善的性能。在一些实例中，由所述材料之一形成的晶区可以在由其它材料形成的晶区中具有基本上均勻的分布，以允许各材料的更紧密堆积，这样可以提高包括所述组合物的植入物的总体机械强度。如下所述的某些实施方案包括UHMWPE (其在某些情况中被称为基础材料)和别的聚合物材料(其可以是不同的UHMWPE，或者可以是非UHMWPE材料并且在某些情况中被称为第二材料)的混合物。两种材料的实际区别可以变化，并且在某些实施方案中，两种材料具有不同的平均分子量、不同的平均粒度，或平均分子量和平均粒度都不同。在某些实例中， 所述两种材料的组合可以提供双峰分子量分布。在其它实例中，所述组合物可以是经过交联但仍具有比在单独的交联UHMWPE中所观察到的更高的结晶度，但不那么易碎而容易发生过早裂化或疲劳。在一些实例中，两种不同的晶区的组合可以在提供高结晶度的同时仍提供不像具有高结晶度但只有一种类型结晶的组合物那样易碎的组合物。在某些实例中，本文中所述的组合物可以包括具有不同的平均分子量、不同的平均粒度、或平均分子量和平均粒度二者都不同的两种聚乙烯材料。在一些实例中，所述组合物可以包括第一聚乙烯(其可能经过交联或者可能未经过交联，具有第一平均粒度)和第二聚乙烯(其可能经过交联或者可能未经过交联，具有不同于所述第一平均粒度的第二平均粒度)。在其它实例中，所述组合物可以包括第一聚乙烯(其可能经过交联或者可能未经过交联，具有第一平均分子量)和第二聚乙烯(其可能经过交联或者可能未经过交联，具有不同于所述第一平均分子量的第二平均分子量)。通过在组合物中包括具有不同平均粒度或不同平均分子量的聚乙烯，可以形成不同类型的晶体结构，产生改善的耐磨性。在某些实施方案中，本文中所述的组合物可以包括一种或多种UHMWPE基础材料。UHMWPE是一种半晶态的、线型的乙烯均聚物，其可以通过在低压(6-8巴)和低温 (66-800C )使用齐格勒-纳塔催化剂进行有规立构聚合来生产。初生的UHMWPE的合成得到细粒粉末。可以通过工艺参数诸如温度、时间和压力来控制分子量和分子量分布。UHMWPE 通常具有至少约2，000，000g/mol的分子量。适合用作原材料的UHMWPE材料可以是粉末或粉末混合物的形式。UHMWPE材料可以几乎完全从UHMWPE粉末来制备，或者可以通过将 UHMWPE粉末与其它适合的材料、溶剂、稀释剂等合并来形成。适合的UHMWPE材料的实例包括但不限于可得自Ticona Engineering Polymers的GUR 1020和GUR 1050。在某些实施方案中，UHMWPE材料可以以较大的量存在于组合物中。较大的量是指至少50重量％。
在某些实例中，可以将UHMWPE基础材料与第二材料合并，所述第二材料可以是不同类型的UHMWPE材料或非UHMWPE材料。在某些实施方案中，期望所述不同类型的UHMWPE 材料或非UHMWPE材料的平均分子量是充分不同的，以便在最终组合物中提供双峰分子量分布。参考图1，其中示出了将UHMWPE材料与不同的聚合物材料混合以提供所示的双峰分子量分布。所述分布可以包括例如第一最大值110(其可以代表第二材料的平均分子量) 和第二最大值120(其可以代表基础材料的平均分子量)。尽管图1示出了其中第二材料的平均分子量低于基础材料的平均分子量的组合物，但是在一些实施方案中，第二材料可以具有的平均分子量高于基础材料的平均分子量。除了具有双峰分子量分布之外，在最终组合物中还存在有不同的晶区，包括由基础材料形成的某些晶区和由第二材料形成的其它晶区。晶区可以占组合物的总体积的至少55%、60%、65%、70%、75%、80%、85%、90%或更高比例，体积的余量代表非晶区。作为对比，已知的聚乙烯材料在抗氧化剂的存在下的典型的结晶度值低于60%。组合物中的结晶度可以使用例如差示扫描量热法来测定。在一些实例中，第二材料的晶区可以在由基础材料形成的晶区内基本上均勻地分布。在其它实例中， 第二材料的晶区可以呈现遍及基础材料的晶区的基本上不均勻的分布。图2是示出了组合物中的晶区和非晶区的图例。在图2中，晶区表示为棒210。在一些实例中，所述组合物可用于提供至少0. 75MPa-m1/2,0.或更高的循环应力强度的植入物。循环应力强度可
以例如使用紧凑拉伸(CT)试样来测量。其描述了测量作为循环应力强度因子的函数的疲劳裂纹扩展的破裂机械学概念。紧凑拉伸试样是具有正方形侧视图的立方体，在中间具有规定的裂纹和在裂纹上方和下方部分具有用于施加循环力的孔。循环变形和可塑性机制与臀和膝用UHMWPE组件的磨损过程有关。这种组件，特别是在胫骨插入物中，经历高周期性接触应力导致与疲劳和破裂过程有关的点蚀(pitting) 和分层。如文献中报道的，这些疲劳机制已经与屈服应力有关系，所述屈服应力与聚合物的塑流有关。UHMWPE植入物的临床性能已经被与由于滑动和高接触应力所引起的在关节面下方的变形和塑性诱导的损坏相关联。循环应力强度因子△ K是用于疲劳裂纹扩展的特征性驱动参数。在图中，这通常是相对于裂纹扩展来绘图的。这代表了经历持续不变的应力幅度负载时移动疲劳裂纹的速度，其是从作为负载循环数的函数的裂纹长度的变化来测定的。适合的测量方法在例如ASTM E647-08用于测量疲劳裂纹生长速率的标准试验方法中有统一标准。将疲劳裂纹扩展作为应力强度因子△ K的函数来表征提供了独立于平面几何学的结果，从而使得能够将得自各种试样构造和负载条件的数据进行交换和比较。另外，这个特征使得疲劳裂纹扩展对应力强度因子△ K数据能被应用于工程结构的设计和评价。为了建立疲劳裂纹生长对经历循环负载的组件的寿命的影响，所提供的数据是在典型条件下生成的并与适当的断裂韧度数据和应力分析信息相结合。为了探索作为双峰方法的另外的观念，期望评价这种材料的疲劳行为以有助于参数的选择，所述参数包括但不限于聚合物级分、辐射剂量和热处理。在其中组合物包括两种不同的UHMWPE材料的某些实施方案中，第一 UHMWPE材料可以是⑶R1050，且第二 UHMWPE材料可以是⑶R 1020，可以是其原来的形式或是经过交联的形式。在其它实例中，第一 UHMWPE材料可以是⑶R 1050，且第二 UHMWPE材料可以是平均分子量与第一材料GUR1050不同的经过交联的GUR1050。在一些实例中，第一 UHMWPE材料可以是⑶R1020，且第二 UHMWPE材料可以是交联的⑶R1050。在另外的实例中，第一 UHMWPE 材料可以是⑶R 1020，且第二 UHMWPE材料可以是分子量与第一材料⑶R 1020不同的经过交联的GUR 1020。用作基础材料和第二材料的其它组合和UHMWPE材料可以由掌握了本公开的本领域技术人员容易地选择。在某些实例中，本文中所述的组合物可以包括UHMWPE基础材料和非UHMWPE第二材料。所述UHMWPE材料可以是本文中所述的UHMWPE材料中的任一种或多种，或者是其它适合的UHMWPE材料。所述非UHMWPE材料典型地是聚合物材料，并且可以是基于例如乙烯、丙烯或其它烯属聚合物的聚合物材料。可以与UHMWPE基础材料使用的说明性的非 UHMWPE材料包括但不限于非UHMWPE的聚乙烯、聚丙烯、热塑性塑料、热固性材料和其它材料。例如，所述非UHMWPE材料可以以下的任何一种或多种丙烯腈丁二烯苯乙烯聚合物、 丙烯酸系聚合物、赛璐珞(celluloid)聚合物、醋酸纤维素聚合物、环烯共聚物、乙烯-乙酸乙烯酯聚合物、乙烯-乙烯醇聚合物、氟塑料、离聚体、丙烯酸系/PVC合金、液晶聚合物、 聚缩醛聚合物、聚丙烯酸酯聚合物、聚丙烯腈聚合物、聚酰胺聚合物、聚酰胺-酰亚胺聚合物、聚芳醚酮聚合物、聚丁二烯聚合物、聚丁烯聚合物、聚对苯二甲酸丁二酯聚合物、聚己酸内酯聚合物、聚氯三氟乙烯聚合物、聚对苯二甲酸乙二酯聚合物、聚对苯二甲酸环己二甲醇酯聚合物、聚碳酸酯聚合物、聚羟基链烷酸酯聚合物、聚酮聚合物、聚酯聚合物、聚乙烯聚合物、聚醚醚酮聚合物、聚醚酮酮聚合物、聚醚酰亚胺聚合物、聚醚砜聚合物、聚氯化乙烯聚合物(polyethylenechlorinate polymer)、聚酰亚胺聚合物、聚乳酸聚合物、聚甲基戊烯聚合物、聚苯醚聚合物、聚苯硫醚聚合物、聚邻苯二甲酰胺聚合物、聚丙烯聚合物、聚苯乙烯聚合物、聚砜聚合物、聚对苯二甲酸丙二醇酯聚合物、聚氨酯聚合物、聚乙酸乙烯酯聚合物、聚氯乙烯聚合物、聚偏氯乙烯聚合物、苯乙烯-丙烯腈聚合物、或其它适合的聚合物。如本文中讨论的，在将这些类型的聚合物中的一种或多种用作第二材料时，期望其平均分子量或平均粒度、或平均分子量和平均粒度二者，不同于用作基础材料所选择的UHMWPE材料的那些。在其中将非UHMWPE聚乙烯材料与UHMWPE材料一起使用的实例中，非UHMWPE聚乙烯材料可以是如下的任何一种或多种超低分子量聚乙烯(ULMWPE)、高分子量聚乙烯 (HMWPE)、高密度聚乙烯(HDPE)、高密度的交联的聚乙烯(HDXLPE)、交联的聚乙烯(PEX或 XLPE)、中密度聚乙烯(MDPE)、低密度聚乙烯(LDPE)、线型低密度聚乙烯(LLDPE)和极低密度聚乙烯(VLDPE)。在一些实例中，如本文中更具体描述的，非UHMWPE聚乙烯材料在与 UHMWPE材料合并之前可以经过交联。在某些实施方案中，与基础材料合并的第二材料可以在与基础材料混合之前与抗氧化剂合并。在某些实例中，可以混合或共混抗氧化剂直到实现抗氧化剂遍及第二材料的基本上均勻分布。在其它实例中，可以将抗氧化剂掺杂进、加入到第二材料中或者以其它方式与第二材料合并，使得呈现抗氧化剂在第二材料中的不均勻分布。选择使用的抗氧化剂可以是任何适合的抗氧化剂，包括但不限于生育酚，诸如维生素E、生育三烯酚、胡萝卜素、 类黄酮(flavinoid)、维生素、辅因子或其它适合的抗氧化剂，其由掌握了本公开的本领域技术人员来选择。在将抗氧化剂与第二材料一起使用时，存在的抗氧化剂的量可以变化并且期望抗氧化剂不以妨碍第二材料所经历的任何工艺步骤的较大量存在。在一些实例中， 抗氧化剂可以以约0. 1-2重量％存在，例如，0. 2,0. 3,0. 4或0. 5重量％。
在某些实施方案中，材料的混合或共混可以使用适合的混合技术、共混装置等来进行。例如，物理混合、借助溶剂进行混合、在超临界温度与压力条件下借助溶剂(例如CO2) 进行混合、和超声波混合是可以使用的示例性的技术。适合的这些类型的混合过程还描述在例如美国专利6，448，315和6，277，390中，所述专利的公开被并入本文作为参考。在某些实例中，合并的第二材料和抗氧化剂可以在与基础材料合并之前经历一个或多个步骤。尤其是，期望使第二材料经历一个或多个处理步骤以促进第二材料中的晶区的形成。在一个实例中，合并的第二材料和抗氧化剂可以暴露于辐射或化学交联剂下，以促进第二材料的交联。在其中使用辐射交联的实例中，辐射的确切形式、吸收剂量和剂量率可以变化，且所使用的辐射可以是例如可见光辐射、红外辐射、紫外辐射、电子束辐射、υ辐射、或X射线辐射。在使用离子辐射实现所述交联时，所述辐射可以得自任何适合的源，诸如原子堆、共鸣变速力口速器(resonant transformer accelerator) > Van de Graaff 电子力口速器、Linac 电子加速器、Miodotron加速器、电子感应加速器、同步加速器、回旋加速器等。来自这些源的辐射会生产离子辐射，诸如电子、质子、中子、氘核、、射线、X射线、α粒子、和β粒子。 说明性的交联剂量可以提供约50kGy到约200kGy的总剂量。在某些实例中，可以使第二材料暴露于一系列辐射剂量下来提供所述总剂量，而在其它实例中，可以使用单个辐射剂量。在一些实例中，使第二材料暴露于辐射下可以在室温和大气压力下进行。在其它实例中，使第二材料暴露于辐射下可以在升高的温度和大气压力下进行。例如，在交联之前将第二材料加热到期望的温度可能是合乎需要的。这种加热可以在大气压力下进行，或者可以在大于或小于大气压力的压力下进行。升高的温度或不同于大气压力的压力可以帮助在交联的第二材料内形成更多或较少的晶区。在一些实例中，可以在第二材料交联期间存在有溶剂或增塑剂，而在其它实例中， 第二材料可以在不存在溶剂和/或增塑剂的情况下交联。取决于用作第二材料所选择的具体材料，将材料悬浮或溶解在适合的溶剂中以促进交联和任何其它处理步骤可能是合乎需要的。一旦第二材料发生交联，可以将溶剂除去，或在将交联的第二材料与基础材料合并时可以加入溶剂。在某些实施方案中，可以将交联的第二材料与基础材料合并。所使用的每种材料的确切量可以变化，并且期望基础材料以较大量存在。在一些实例中，基础材料第二材料的百分比可以在约 95 5、90 10,85 15,80 20,75 25,70 30,65 45,60 40、 55 45,54 46,53 47,52 48,51 49或这些说明性比例之间的任何比例变化。在其它实例中，基础材料可以以较小量存在，而第二材料以较大量存在。在某些实施方案中， 可以将基础材料和第二材料共混，直到呈现第二材料的交联聚合物遍及基础材料的基本上均勻的分布。在其它实施方案中，可以将基础材料和第二材料共混，直到呈现第二材料的交联聚合物和抗氧化剂各自遍及基础材料的基本上均勻的分布。在一些实例中，期望将基础材料和第二材料混合使得呈现第二材料在基础材料中的不均勻分布。在某些实例中，可以将合并的基础材料和第二材料与抗氧化剂混合或共混，所述抗氧化剂可以是与第二材料一起使用的抗氧化剂相同或不同的抗氧化剂。尤其是，所述抗氧化剂可以是本文中列举的那些抗氧化剂中的一种或多种，包括但不限于生育酚诸如维生素E、生育三烯酚、胡萝卜素、类黄酮(flavinoid)、维生素、辅因子或其它适合的抗氧化剂，
14其由掌握了本公开的本领域技术人员来选择。在一些实例中，被加入到合并的基础材料和第二材料中的抗氧化剂的量与被加入到第二材料中的量基本上相同，而在其它实例中，可以将抗氧化剂以更低或更高的量加入到合并的基础材料和第二材料中。在例如得到的组合物计划用作具有高疲劳强度的植入物时，例如臀部或膝时，加入更大量的抗氧化剂可能是合乎需要的。在某些实施方案中，被加入到合并的共混物中的抗氧化剂的量可以例如等于被加到第二材料中的量或者是后者的1. 5倍、两倍或三倍。在一些实例中，可以将约0. 2-5 重量％的抗氧化剂加入到合并的共混物中，例如，可以向合并的共混物加入约0. 5重量％、 0. 75重量％或1. 0重量％的抗氧化剂。在某些实施方案中，基础材料、交联的第二材料和抗氧化剂的共混物可以暴露于辐射下以使所述共混物交联。如本文中讨论的，通过使共混物交联，呈现由基础材料和第二材料产生的晶区。一旦共混物发生交联，经过交联的基础材料和经过交联的第二材料各自对交联共混物的晶区作出贡献。在一些实例中，共混物的晶区可以合起来占共混物总体积的至少55%、60%、65%、70%、75%、80%、85%、90%或更高比例。在某些实施方案中，晶区的约10%、15%或20%源于第二材料，且其余的晶区源于基础材料。在某些实例中，用于使共混物交联的辐射可以变化，并且在某些情况中可以使用可见光辐射、红外辐射、紫外辐射、电子束辐射、Y辐射或X射线辐射。所述辐射可以得自任何适合的源，诸如原子堆、共鸣变速加速器、Van de Graaff电子加速器、Linac电子加速器、Miodotron加速剂、电子感应加速器、同步加速器、回旋加速器等。来自这些源的辐射会生产离子辐射，诸如电子、质子、中子、氘核、Y射线、X射线、α粒子、和β粒子。说明性的交联剂量可以提供约50kGy 到约200kGy的总剂量。在某些实例中，共混物可以暴露于以单剂量或多剂量被施加的辐射下。在某些实例中，第二材料和共混物各自可以使用电子束辐射进行交联。电子束辐射的使用对于提供具有期望的物理性能的组合物可能是特别合乎需要的。电子束辐射暴露可以使用通常可用的电子束加速器来进行。这种加速器的一个商业来源是IBA Technologies Group，Belgium。适合的加速器可以产生约2MeV到约50MeV的电子束能量， 更具体地，为约IOMeV的电子束能量，并且通常能够实现所选择的辐射剂量和/或剂量率。 电子束暴露可以在通常惰性的气氛中进行，包括例如氩气、氮气、真空、或除氧剂气氛。暴露还可以在如本文中所述的周围条件下在空气中进行。在一些实例中，基础材料、交联的第二材料和抗氧化剂的共混物可以暴露于化学交联剂下以使所述共混物交联。所述交联剂可以单独使用或者与辐射组合使用，以使所述共混物交联。说明性的交联剂包括但不限于过氧化物，诸如例如过氧化二枯基或其它适合的化学交联剂，其由掌握了本公开的本领域技术人员来选择。在某些实施方案中，所述共混物可以在交联之前或交联之后形成为棒形坯料或预成型料。例如，在交联之前将共混物形成期望的形状可能是合乎需要的。这种形状可以使用成型、压缩成型或其它可以提供期望的形式的适合的技术来生产。在一些实例中，可以执行成型后的处理步骤，使得成型的材料进一步成形或机制成为期望的最终形状，例如，成为期望的植入物如髋白内衬、胫骨插入物、关节窝、人造臀和膝、用于人造臀和膝的杯形结构或内衬、脊椎置换盘、脊骨内器件(intraspinous devices)、人造的肩、肘、足、踝和指关节、 下颂骨、以及人造心脏的支承体、等等。特别是，本文中所述的组合物可以被用于其中要求荷重和滑动的植入物中。这种操作可以在低湿度和低氧气的环境中进行，以阻止部件的过早氧化。在一些实施方案中，可以将材料用作复合材料的一部分，或者可以将材料成层或涂敷在别的基底上。在其它实例中，所述材料可以用作植入物的芯部，将额外的材料成层或涂敷在该芯部上。在某些实例中，所述成形的材料可以根据已知的规程进行灭菌，诸如暴露于Y杀菌、电子束杀菌和/或环氧乙烷杀菌下。用于灭菌的辐射剂量水平典型地低于用于使共混物交联的剂量，尽管可以使用能够提供杀菌的任何适合的辐射水平。在某些实例中，本文中公开的组合物可以与一种或多种添加剂一起使用。添加剂的性能和形式可以变化，且添加剂可以用于赋予组合物以期望的色彩、质地(texture)、形状、辐射不透明度、粘度或其它物理性能。在一些实例中，取决于最终组合物中所期望的交联水平，可以使用能够促进或阻止交联的添加剂。说明性的交联促进剂包括但不限于三羟甲基丙烷三丙烯酸酯、三羟甲基丙烷三甲基丙烯酸酯、季戊四醇四丙烯酸酯、和季戊四醇四甲基丙烯酸酯。在某些情况中，可以存在有抗氧化剂以降低交联的程度。或者，可以存在有能够清除自由基的其它试剂以降低组合物中的交联程度。在一些实例中，添加剂可以是别的聚合物，诸如本文中所述的说明性的聚合物。在某些实施方案中，与本文中所述的组合物一起使用的添加剂可以是生物学试剂。说明性试剂包括但不限于抗生素、留族化合物、药物、生长因子诸如骨形态蛋白、骨细胞、破骨细胞或其它细胞、维生素、软骨素、氨基葡萄糖、氨基葡聚糖(glycosoaminglycan) 或其它在用于再生、修复和/或重建骨和/或软骨损伤的方法通常使用的生物材料。在某些实例中，可以将其它添加剂或组分在处理期间的任何时间与所述组合物合并。在一个实施方案中，可以将摩擦学组件与组合物相结合，所述摩擦学组件为诸如金属和/或陶器的关节组件和/或预装配的双向组件。在其它实施方案中，可以加入金属背衬(例如板或屏蔽物)。在另外的实施方案中，可以向组合物加入表面组件诸如小梁金属(trabecular metal)、纤维金属、Sulmesh 涂层、网丝、多孔钛、和/或金属或聚合物涂层，或使所述表面组件与组合物相结合。另外，可以加入放射标记物或射线阻断物 (radiopacifiers)，诸如钽、钢和/或钛的球、线、栓或钉。另外，可以加入锁定零件诸如环、 栓、钉、扣和/或接合剂/粘合剂。这些额外的组件可用来形成夹层植入物设计、放射标记的植入物、金属背层的植入物，以阻止直接的骨接触、功能生长面、和/或具有锁定零件的植入物。用于与本文中所述的组合物合并以提供具有期望的物理结构和/或期望的物理性质的额外的适合组件可以由掌握了本公开的本领域技术人员容易地选择。在某些实施方案中，本文中所述的方法可用于生产组合物而不使该组合物经历交联后的熔融退火。特别是，可以在缺乏交联后的熔融退火的情况下实现合乎需要的性能。另外，熔融退火可以以不期望的方式改变期望的结晶度水平。在其中，在实施交联后的熔融退火的某些实施方案中，本文中所述的组合物可以被称作为未退火的组合物。在某些实施方案中，本文中所述的组合物可以以许多不同的方式来生产。参考图 3，可以将第二材料302与抗氧化剂304混合以提供混合物或共混物310。可以使混合物或共混物310暴露于辐射下以提供交联的第二材料320。将交联的第二材料320与UHMWPE材料325混合以提供共混物330。可以将抗氧化剂335与共混物330混合以提供具有抗氧化剂的共混物340。然后可以使具有抗氧化剂的共混物340暴露于辐射下以提供交联的共混物345并提供具有至少55体积％晶区的所得组合物。然后可以将交联的共混物345成形或形成为植入物350。在其它实施方案中并参考图4，可以将第二材料402与抗氧化剂404混合以提供混合物或共混物410。可以使混合物或共混物410暴露于辐射下以提供交联的第二材料420。 将交联的第二材料420与UHMWPE材料425混合以提供共混物430。可以将抗氧化剂435与共混物430混合以提供具有抗氧化剂的共混物440。然后可以使具有抗氧化剂的共混物固结以提供固结的共混物445。使固结的共混物445暴露于辐射下以提供交联的共混物450 并提供具有至少阳体积％晶区的所得组合物。然后可以在步骤460将交联的共混物成形或形成为植入物。在某些实施方案中，所述方法可以包括将UHMWPE材料与不同于所述UHMWPE材料的交联聚合物材料合并以提供共混物。在一些实施方案中，所述交联聚合物材料可以具有与交联形式或者非交联形式的UHMWPE材料不同的平均分子量或不同的平均粒度。在某些实例中，可以在所述组合中包括抗氧化剂。所述方法还包括将共混物交联以提供组合物，所述组合物包括由UHMWPE材料和交联聚合物材料各自形成的晶区和非晶区，并且其中晶区合起来占组合物的至少阳体积％。在一些实例中，晶区合起来占组合物的至少60 %、65 %、 70%,75%,80%,85体积％或更高比例。在某些实例中，交联步骤的每一个步骤可以使用电子束辐射进行，或者交联步骤之一可以使用Y辐射或其它交联方法进行。在另外的实例中，可以在暴露于辐射下以使聚合物材料交联之前将聚合物材料加热。在一些实例中，可以使所述聚合物材料在别的抗氧化剂的存在下暴露于Y辐射下，所述别的抗氧化剂可以与前述抗氧化剂相同或不同。在某些实例中，将UHMWPE材料、抗氧化剂和交联聚合物材料混合在一起，直到呈现交联聚合物材料遍及UHMWPE材料的基本上均勻的分布。在其它实例中，将UHMWPE材料、抗氧化剂和交联聚合物材料混合在一起，直到呈现交联聚合物材料和抗氧化剂各自遍及UHMWPE材料的基本上均勻的分布。在一些实例中，所述方法可以包括在使共混物交联之前将所述共混物固结。在另外的实例中，所述方法可以包括将固结的、交联的共混物形成为植入物。在其它实例中，所述方法可以包括对形成的植入物进行灭菌。在一些实例中，所述方法可以包括选择所述交联聚合物材料的聚合物材料为以下的一种或多种交联的超高或超低分子量聚乙烯、交联的高密度聚乙烯、交联的聚乙烯、交联的中密度聚乙烯、交联的低密度聚乙烯、交联的线型低密度聚乙烯、或交联的极低密度聚乙烯；在某些实例中，抗氧化剂可以是生育酚、生育三烯酚或其组合。在某些实施方案中，所述方法可以包括将所述共混物与添加剂混合。在某些实例中，本文中所述的组合物可以使用包括任选地在第一抗氧化剂的存在下使第一 UHMWPE材料交联的方法来生产。可以将所述交联的、第一 UHMWPE材料与不同于所述交联的第一 UHMWPE材料的第二 UHMWPE材料合并以提供共混物。在一些实例中，所述第二 UHMWPE材料具有与所述交联的第一 UHMWPE材料不同的平均分子量或不同的平均粒度。在一些实例中，可以使所述共混物与第二抗氧化剂合并。然后可以将所述组合交联，以提供包括由第一和第二 UHMWPE材料各自产生的晶区和非晶区的组合物。在一些实施方案中，所述晶区合起来占组合物的至少55体积％。在一些实例中，晶区合起来占组合物的至少60%、65%、70%、75%、80%、85体积％或更高比例。在某些实例中，交联步骤的每一个步骤可以使用电子束辐射进行，或者交联步骤之一可以使用Y辐射或其它交联方法进行。在一些实例中，所述方法可以包括在暴露于辐射下之前加热所述合并的第一 UHMWPE材料。 在某些实例中，所述方法可以包括将所述共混物和第二抗氧化剂混合，直到呈现所述交联的第一 UHMWPE材料遍及所述第二 UHMWPE材料的基本上均勻的分布。在其它实例中，所述方法可以包括将所述共混物和第二抗氧化剂混合在一起，直到呈现所述交联的第一 UHMWPE 材料和所述第二抗氧化剂各自遍及所述第二 UHMWPE材料的基本上均勻的分布。在一些实例中，第一抗氧化剂和第二抗氧化剂各自可以是生育酚、生育三烯酚或其组合。在某些实例中，所述方法可以包括在交联之前的合并的共混物。在其它实例中，所述方法可以包括将固结的、合并的共混物形成为植入物。在一些实例中，所述方法可以包括将所述交联的、合并的共混物与添加剂混合。在某些实施方案中，便于生产植入物的方法包括提供UHMWPE，提供不同于所述 UHMWPE的聚合物材料，和提供使用所述UHMWPE材料和聚合物材料来生产组合物的指示书， 所生产的组合物包括由UHMWPE材料和聚合物材料各自形成的晶区和非晶区并且其中所述晶区合起来占组合物的至少阳体积％。在某些实例中，所述不同于UHMWPE的聚合物材料可以具有不同的平均粒度或不同的平均分子量。在一些实例中，所述方法可以包括在植入物中使用组合物的指示书。在其它实例中，所述方法可以包括将所述植入物灭菌的指示书。 在另外的实例中，所述方法可以包括在组合物中包括一种或多种添加剂的指示书。掌握了本公开的本领域技术人员可以认识到便于生产包括本文中公开的组合物的植入物的额外步骤。在某些实例中，可以执行便于生产植入物的方法，该方法包括提供包括交联的超高分子量聚乙烯材料和平均分子量不同于所述交联的超高分子量聚乙烯的平均分子量的交联聚合物材料的组合物。在一些实例中，所述组合物包括由每种材料形成的晶区和非晶区，且其中晶区合起来占组合物的至少62体积％。在某些实施方案中，可以执行便于生产植入物的方法，该方法包括提供包括交联的超高分子量聚乙烯材料和平均粒度不同于所述交联的超高分子量聚乙烯的平均粒度的交联聚合物材料的组合物。在一些实例中，所述组合物包括由每种材料形成的晶区和非晶区，且其中晶区合起来占组合物的至少62体积％。以下描述某些具体的实施例来进一步举例说明本文中所述的技术的一些新的方实施例1使用下列三种方法来研究共混不同聚乙烯的可行性(1)不同分子量的UHMWPE的共混物；(2)不同粒径的UHMWPE的共混物；和(3) UHMWPE与HDPE的共混物。所使用的聚乙烯如表1中所示。表 权利要求
1.组合物，所述组合物包括超高分子量聚乙烯材料、第一抗氧化剂和平均分子量不同于所述超高分子量聚乙烯材料的平均分子量的交联聚合物材料，其中所述组合物包括由所述超高分子量聚乙烯材料的交联形式和所述交联聚合物材料各自形成的晶区和非晶区，并且其中所述晶区合起来占所述组合物的至少62体积％。
2.权利要求1的组合物，其中所述交联聚合物材料以低于所述超高分子量聚乙烯材料的交联形式的重量的量存在。
3.权利要求1的组合物，其中所述超高分子量聚乙烯材料的交联形式和所述交联聚合物材料各自以在所述组合物中提供至少双峰分子量分布的有效量存在。
4.权利要求1的组合物，其中所述第一抗氧化剂是生育酚，且所述交联聚合物材料是不同的、交联的超高分子量聚乙烯材料。
5.权利要求1的组合物，其中所述晶区包括由所述交联的超高分子量聚乙烯材料形成的第一晶区和由所述交联聚合物材料形成的不同的第二晶区。
6.权利要求5的组合物，其中所述不同的第二晶区具有遍及所述组合物的第一晶区的基本上均勻的分布。
7.权利要求1的组合物，其中所述交联聚合物材料包括以下的一种或多种交联的超低分子量聚乙烯、交联的高密度聚乙烯、交联的聚乙烯、交联的中密度聚乙烯、交联的低密度聚乙烯、交联的线型低密度聚乙烯以及交联的极低密度聚乙烯。
8.组合物，所述组合物包括超高分子量聚乙烯材料、第一抗氧化剂和平均粒度不同于所述超高分子量聚乙烯材料的平均粒度的交联聚合物材料，其中所述组合物包括由所述超高分子量聚乙烯材料的交联形式和所述交联聚合物材料各自形成的晶区和非晶区，并且其中所述晶区合起来占所述组合物的至少62体积％。
9.权利要求8的组合物，其中所述交联聚合物材料以低于所述超高分子量聚乙烯材料的重量的量存在。
10.权利要求8的组合物，其中所述超高分子量聚乙烯材料的交联形式和所述交联聚合物材料各自以在所述组合物中提供至少双峰分子量分布的有效量存在。
11.权利要求8的组合物，其中所述第一抗氧化剂是生育酚，且所述交联聚合物材料是不同的超高分子量聚乙烯材料。
12.权利要求8的组合物，其中所述晶区包括由所述超高分子量聚乙烯材料形成的第一晶区和由所述交联聚合物材料形成的不同的第二晶区。
13.权利要求12的组合物，其中所述不同的第二晶区具有遍及所述组合物的第一晶区的基本上均勻的分布。
14.权利要求8的组合物，其中所述交联聚合物材料包括以下的一种或多种交联的超低分子量聚乙烯、交联的高密度聚乙烯、交联的聚乙烯、交联的中密度聚乙烯、交联的低密度聚乙烯、交联的线型低密度聚乙烯以及交联的极低密度聚乙烯。
15.一种方法，该方法包括将超高分子量聚乙烯材料与抗氧化剂和不同于所述超高分子量聚乙烯材料的交联聚合物材料合并以提供共混物；以及使所述共混物交联以提供组合物，所述组合物包括由所述交联的超高分子量聚乙烯材料和所述交联聚合物材料各自形成的晶区和非晶区，并且其中所述晶区合起来占所述组合物的至少62体积％。
16.权利要求15的方法，另外包括选择所述交联聚合物材料为这样的材料，即该材料具有的平均分子量与所述超高分子量聚乙烯材料的平均分子量不同。
17.权利要求15的方法，另外包括选择所述交联聚合物材料为这样的材料，即该材料具有的平均粒度与所述超高分子量聚乙烯材料的平均粒度不同。
18.权利要求15的方法，其中所述共混物在无需交联后熔融退火的条件下产生。
19.权利要求15的方法，另外包括将所述超高分子量聚乙烯材料、所述抗氧化剂和所述交联聚合物材料混合在一起，直到呈现所述交联聚合物材料遍及所述超高分子量聚乙烯材料的基本上均勻的分布。
20.权利要求15的方法，另外包括选择所述交联聚合物材料为以下的一种或多种交联的超低分子量聚乙烯、交联的高密度聚乙烯、交联的聚乙烯、交联的中密度聚乙烯、交联的低密度聚乙烯、交联的线型低密度聚乙烯以及交联的极低密度聚乙烯。
全文摘要
本文中所述的某些实施方案涉及包括基础材料、第二材料和抗氧化剂的聚合物组合物。所述组合物还包括晶区和非晶区，且晶区占组合物的至少62体积％。在一些实施方案中，所述基础材料是超高分子量聚乙烯材料，且第二材料是不同于所述基础材料的聚乙烯材料。
文档编号C08K5/00GK102307945SQ200980146547
公开日2012年1月4日 申请日期2009年11月19日 优先权日2008年11月20日
发明者沃纳·施耐德, 沈明樟 申请人:捷迈有限责任公司