的植入物，使諸如金屬和金屬合金（諸如Ti6A14V 和鈷鉻合金）、塑料以及陶瓷等植入物材料的良好機(jī)械強(qiáng)度與生物活性玻璃的生物相容性 結(jié)合起來。生物活性玻璃涂層可以通過各種方法施用到金屬植入物表面，這些方法包括但 不限于，上釉或上光、火焰噴涂法、等離子體噴涂、迅速浸沒在熔融的玻璃中、與聚合物粘合 劑一起浸入到玻璃顆粒在溶劑內(nèi)的漿料中、或電泳沉積。例如，包含金屬合金Ti6A14V的假 體可以在施用或不施用粘接涂層的情況下，通過等離子體噴涂被涂覆生物活性玻璃。
[0085]生物活性涂層允許在該假體的表面上形成碳酸羥基磷灰石層，這可以支持骨向內(nèi) 生長和骨性結(jié)合。這允許在植入物表面與鄰接組織之間形成界面結(jié)合。優(yōu)選提供該假體來 置換諸如包括髖、顎、肩、肘或膝蓋假體等的骨或關(guān)節(jié)。所提供的第四方面的假體可以用于 關(guān)節(jié)置換術(shù)。本發(fā)明第四方面的生物活性涂層還可以用于涂覆整形外科設(shè)備，這些設(shè)備諸 如全髖關(guān)節(jié)成形術(shù)的股骨部件或骨折固定設(shè)備中的骨螺釘或骨釘。
[0086] 進(jìn)一步地，本發(fā)明提供了一種植入物，其涂覆有本發(fā)明第四方面的生物活性涂層。 進(jìn)一步地，所述植入物用于關(guān)節(jié)置換術(shù)。
[0087]將鎂離子和鋅離子引入到本發(fā)明的生物活性玻璃中減小了熱膨脹系數(shù)，當(dāng)期望生 物活性玻璃用作涂層時，這是有優(yōu)勢的。鎂離子和鋅離子增大了TEC，但在取代CaO或SrO 時，卻減小了TEC。減小生物活性玻璃涂層的熱膨脹系數(shù)的能力允許涂層的熱膨脹系數(shù)與假 體的熱膨脹系數(shù)匹配，防止涂層在冷卻過程中開裂。
[0088] 因而，用作涂層的生物活性玻璃優(yōu)選包含多種組分，包括鎂離子和鋅離子。多組分 組合物起到增大混合摘并避免已知晶相的化學(xué)計量（stoichiometry)的作用，以便促進(jìn)燒 結(jié)而不會發(fā)生結(jié)晶。通過在一定范圍的加熱速率內(nèi)進(jìn)行差示掃描量熱法并將起始結(jié)晶溫度 外推到零加熱速率可以得出最佳的燒結(jié)溫度。玻璃化轉(zhuǎn)變溫度與外推的起始結(jié)晶溫度之間 的溫差越大，可成型界區(qū)窗就越大。
[0089] 優(yōu)選地，可以提供本發(fā)明的生物活性玻璃作為Ti6A14V或鈷鉻合金的涂層。優(yōu)選 地，在低于起始結(jié)晶溫度的溫度下，將涂層放置于合金上。優(yōu)選地，用于涂層的生物活性玻 璃被燒結(jié)至全密度，且主要具有Q2的硅酸鹽結(jié)構(gòu)以便保證生物活性。
[0090] 本發(fā)明的涂層可以包括一層或多層本發(fā)明的生物活性玻璃。例如，可以提供單層 涂層或雙層涂層。一層或多層的涂層全都可以包括本發(fā)明的生物活性玻璃。可選擇地，涂 層可以是雙層或多層涂層，其中這些層中的至少一層包括本發(fā)明第一方面的含Sr的生物 活性玻璃且至少一層不包括含Sr的生物活性玻璃。與鈷鉻合金一起使用的雙層涂層優(yōu)選 包括底層和一個或多個頂層，底層是化學(xué)穩(wěn)定的和非生物活性的，一個或多個頂層包括根 據(jù)本發(fā)明的生物活性玻璃。
[0091] 雙層涂層可以包括兩層生物活性玻璃。例如，提供生物活性較低而化學(xué)穩(wěn)定性較 高的底層以及生物活性較高而化學(xué)穩(wěn)定性較低的頂層可以是優(yōu)選的。反應(yīng)性較高的頂層將 會允許最佳的生物活性以促進(jìn)骨性結(jié)合，而反應(yīng)性較低的底層將會保證假體在體內(nèi)很長一 段時間仍保持被涂覆。兩個層都可以包括本發(fā)明的生物活性玻璃?？蛇x擇地，可以提供雙 層，其中底層包括反應(yīng)性較低的生物活性玻璃，例如，本領(lǐng)域已知的不包含鍶的玻璃，且其 中頂層包括本發(fā)明的生物活性較高的玻璃。
[0092] 還可以提供雙層涂層來防止來自假體的離子溶解到周圍流體和/或組織中。鈷鉻 合金上的雙層涂層是特別期望的，這是因為來自保護(hù)氧化物層的鈷、鎳和鉻的氧化物可以 明顯溶解到玻璃中，隨后其又可以從玻璃中釋放出來?；诖嗽颍瑑?yōu)選化學(xué)穩(wěn)定的底層涂 層玻璃組合物。
[0093] 單層涂層可以使用如實施例6中描述的工藝來制造。雙層涂層可以使用如實施例 7和8中描述的兩步法來制造。優(yōu)選地，涂層的厚度在50微米和300微米之間。
[0094] 用作涂層的生物活性玻璃優(yōu)選包含約49% - 50%的SiO2、約0. 5%至1. 5%的 P2O5'約 8%至 30%的CaO、約 8%至 17%的SrO、約 3%至 7%的Na2O'約 3%至 7%的1(20、約 3 %的ZnO、約7 %至16 %的MgO以及約O%至6 %的CaF2。更優(yōu)選地，涂層包括含有約50 % 的SiO2、約1 %的P2O5、約9%至29%的CaO、約9%至16%的SrO、約3%至7%的Na2O、約 3 %至7 %的K20、約3 %的ZnO、約7 %至16 %的MgO以及約0 %至6 %的CaF2的生物活性玻 璃。
[0095]本發(fā)明的第五方面提供了一種包括本發(fā)明第一方面的生物活性玻璃的手術(shù)設(shè)備。 具體地說，提供該手術(shù)設(shè)備，用于插入體內(nèi)，更優(yōu)選用于插入到組織的損傷部位，其中插入 可以是永久的或暫時的。特別提供手術(shù)設(shè)備用于預(yù)防和/或治療組織損傷。
[0096]具體地說，第五方面提供了包括第一方面的生物活性玻璃的生物活性的多孔支 架。優(yōu)選地，生物活性的多孔支架用在組織工程中。當(dāng)暴露于組織培養(yǎng)基中且用細(xì)胞接種 時，多孔支架可以用于體外的骨組織合成。這種支架的生物活性特性允許在骨組織與支架 之間形成牢固的界面，并誘導(dǎo)成骨細(xì)胞增殖。在其它用途中，在生物活性的多孔支架上形成 的骨組織可以被插入到表現(xiàn)出增大的骨折風(fēng)險和減小的或甚至失效的骨組織形成的潛力 的區(qū)域中。具體地說，骨組織可以用于置換受損的或患病的骨。
[0097]本發(fā)明的第六方面提供了用于預(yù)防和治療體臭的本發(fā)明的生物活性玻璃。更優(yōu)選 地，生物活性玻璃用作或用于除臭劑。認(rèn)為生物活性玻璃增大了周圍皮膚的PH并釋放Sr2+， 其中pH的增大和Sr2+的釋放對導(dǎo)致體臭產(chǎn)生的細(xì)菌具有殺菌作用。
[0098]本發(fā)明的第七方面提供了包括本發(fā)明第一方面的生物活性玻璃的組合物。優(yōu)選提 供該組合物，用于預(yù)防和/或治療組織損傷。
[0099]本發(fā)明第七方面的組合物是骨粘固劑、牙科復(fù)合材料、可降解聚合物、生物活性的 多孔支架、牙膏、除臭劑、骨替代物、粉劑、填充生物活性玻璃的丙烯酸、填充生物活性玻璃 的聚丙交酯、填充生物活性玻璃的BisGM或牙科復(fù)合材料、生物活性玻璃顆?；驘Y(jié)的生 物活性玻璃。
[0100] 本發(fā)明第七方面的組合物可以包括呈生物活性玻璃顆粒形式的生物活性玻璃。 生物活性玻璃顆?？梢员粏为?dú)提供，或與另外的材料組合提供，另外的材料包括但不限 于，諸如紅霉素和四環(huán)素等的抗生素、諸如阿昔洛韋和更昔洛韋（gancyclovir)等抗病毒 劑、愈合促進(jìn)劑（healingpromotionagents)、諸如皮質(zhì)類留醇和氫化可的松等抗炎癥 藥、免疫抑制劑、諸如堿性成纖維細(xì)胞生長因子、血小板衍生生長因子、骨形成蛋白（bone morphogenicprotein)、甲狀旁腺激素、生長激素和類胰島素生長因子I等生長因子、抗代 謝物、諸如挫來膦酸（zoledronicacid)的抗分解代謝劑、雙膦酸鹽、細(xì)胞粘附分子、骨形成 蛋白、血管形成劑（vascularisingagent)、抗凝劑以及諸如苯挫卡因和利多卡因的局部麻 醉劑、肽、蛋白質(zhì)、聚合物或多糖共軛的肽、聚合物或多糖共軛的蛋白質(zhì)或模塊肽（modular peptides)〇
[0101] 本發(fā)明第七方面的組合物可以包括呈生物活性玻璃纖維形式的生物活性玻璃。這 種生物活性玻璃纖維可以被用于，例如促進(jìn)軟組織修復(fù)，其中軟組織可以包括，例如韌帶。
[0102] 本發(fā)明第七方面的組合物可以是用于輸送選自上面列出的另外的材料的治療劑 的載體。
[0103] 在優(yōu)選的特征中，將組合物引入到植入材料中以賦予該材料抗菌性和抗炎性，植 入材料包括但不限于，假體植入物、支架和板。
[0104] 在另外的優(yōu)選特征中，組合物可以包括用于局部施用、用于皮膚移植或用于手術(shù) 的組合物，局部施用例如治療創(chuàng)傷或燒傷；在皮膚移植中，在施用至受體組織之前將組合物 施用至移植部位，或?qū)⒔M合物施用至受體組織本身；在手術(shù)中，施用至手術(shù)部位以使手術(shù)部 位處的術(shù)后粘連、發(fā)炎和感染最少。
[0105] 在優(yōu)選的特征中，組合物是包括第一方面的生物活性玻璃的骨粘固劑。優(yōu)選地，將 生物活性玻璃與丙烯酸組合來提供。優(yōu)選地，骨粘固劑用于受損骨組織的修復(fù)和重建。更 優(yōu)選地，骨粘固劑用于固定植入物、錨固人造關(guān)節(jié)構(gòu)件、用在顱骨修復(fù)手術(shù)中以及用于連接 椎骨。更優(yōu)選地，骨粘固劑用在椎體成形術(shù)中，其中骨粘固劑促進(jìn)骨形成。優(yōu)選地，骨粘固 劑用于形成骨置換部件。骨置換部件包括但不限于，外耳的耳支架、中耳的砧骨、錘骨和鐙 骨、顱骨、喉和硬腭。骨置換部件可以在手術(shù)中制造或可以在工業(yè)上預(yù)制。骨粘固劑可以另 外包含穩(wěn)定劑、消毒劑、顏料、X射線造影劑以及其他填料。
[0106] 本發(fā)明的第七方面另外或可選擇地提供了包括本發(fā)明第一方面的生物活性玻璃 的骨替代物。優(yōu)選地，骨替代物用于預(yù)防和/或治療受損組織，更優(yōu)選地用于修復(fù)或重建受 損組織。
[0107] 本發(fā)明的第七方面另外或可選擇地提供了一種包括用于伸展骨自體移植物的多 孔支架的粉劑或整料，該多孔支架包含第一方面的生物活性玻璃。骨自體移植物涉及將取 自患者的健康的骨置換到骨內(nèi)的碎骨（骨折）或洞（缺陷）之間或其周圍的空間中。因為 可用于移植的現(xiàn)存的骨的數(shù)量有限，所以這樣做是有優(yōu)勢的。
[0108] 本發(fā)明的第七方面另外或可選擇地提供了包含本發(fā)明第一方面的生物活性玻璃 的可降解聚合物復(fù)合材料。優(yōu)選地，生物活性玻璃與用于制造可降解聚合物復(fù)合材料的聚 交酯組合使用。提供可降解聚合物復(fù)合材料，用于預(yù)防和/或治療骨折，更優(yōu)選地，用于預(yù) 防和/或治療骨折斷。
[0109] 可以提供本發(fā)明的生物活性玻璃作為可降解聚酯內(nèi)的填料。具體地說，可以提供 生物活性玻璃作為聚丙交酯或聚乙交酯或其共聚物內(nèi)的填料。因而，生物活性玻璃提供了 用于骨螺釘、骨折（fracture)固定板、多孔支架等的生物活性組分。使用本發(fā)明的生物活 性玻璃特別有利于用作可降解聚酯內(nèi)的填料，因為生物活性玻璃防止自催化降解，自催化 降解是本領(lǐng)域目前已知的聚酯的特征。當(dāng)酯的水解導(dǎo)致醇和酸的形成時，發(fā)生自催化降解。 因為酯的水解是酸催化的，所以酸的生成產(chǎn)生了正反饋狀態(tài)。
[0110] 可選擇地或另外地，本發(fā)明的第七方面提供了包括本發(fā)明第一方面的生物活性玻 璃的牙科復(fù)合材料。優(yōu)選地，將生物活性玻璃與雙酚A甲基丙烯酸二縮水甘油醚酯（Bis GM)組合來提供。提供第七方面的牙科復(fù)合材料，用于預(yù)防和/或治療受損組織，其中受損 組織優(yōu)選包括牙組織，更優(yōu)選諸如牙釉質(zhì)和牙本質(zhì)等鈣化的牙組織。更優(yōu)選地，提供第七方 面的牙科復(fù)合材料，用于預(yù)防和/或治療蛀牙。優(yōu)選地，牙科復(fù)合材料用于填充蛀牙。
[0111] 本發(fā)明的第七方面另外地或可選擇地提供包括第一方面的生物活性玻璃的牙膏。 優(yōu)選地，牙膏特別地通過促進(jìn)牙齒礦化來預(yù)防和/或治療齲齒（dentalcaries)，促進(jìn)牙齒 礦化是通過增大的碳酸羥基磷灰石沉積來實現(xiàn)的。優(yōu)選地，牙膏治療或預(yù)防過敏。更優(yōu)選 地，牙膏通過碳酸羥基磷灰石來使得牙質(zhì)小管的表面咬合。
[0112] 本發(fā)明的第七方面另外地或可選擇地提供了包括本發(fā)明第一方面的生物活性玻 璃的除臭劑。優(yōu)選地，除臭劑用于預(yù)防和治療體臭。
[0113] 本發(fā)明的第七方面提供了包括本發(fā)明第一方面的生物活性玻璃的植入物材料和/ 或用于牙周（periodontal)治療的材料。生物活性玻璃優(yōu)選包含約46%至50%的SiO2、約 0? 5%至1. 5% (優(yōu)選約1% )的P2O5、約0%至2%的氏03、約0%至23%的CaO、約0? 5%至 24% (優(yōu)選2%至24% )的SrO、約6%至27% (優(yōu)選7%至27% )的Na20、約0%至13% 的1(20、約0%至2%的ZnO、約0%至2%的MgO以及約0%至7%的CaF2。
[0114] 本發(fā)明的第七方面提供了包括本發(fā)明第一方面的生物活性玻璃的多孔燒結(jié)的支 架。生物活性玻璃優(yōu)選包含約47%至50%的SiO2、約0? 5%至1. 5% (優(yōu)選約1% )的己05、 約0%至2%的B2O3、約8%至27%的CaO、約3%至15%的SrO、約5%至7%的Na2O、約4% 至7 %的K20、約3 %的ZnO、約3 %的MgO以及約0 %至9 %的CaF2。
[0115] 本發(fā)明的第七方面提供了包括本發(fā)明第一方面的生物活性玻璃的用于復(fù)合材料 的填料。生物活性玻璃優(yōu)選包含約50%的SiO2、約0? 5%至L5% (優(yōu)選約