(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
医療用インプラントにおいて、
生物分解性のマグネシウムベースの合金を含み、
前記生物分解性のマグネシウムベースの合金の表面層の少なくとも一部が、炭酸マグネシウムを含み、
前記炭酸マグネシウムは、式  Ｍｇ２［（ＯＨ）２（ＣＯ３）］・３Ｈ２Ｏを有する、医療用インプラント。
【請求項２】
請求項１に記載の医療用インプラントにおいて、
前記炭酸マグネシウムは、アルティナイトである、医療用インプラント。
【請求項３】
請求項１に記載の医療用インプラントにおいて、
前記表面層は、０．５μｍ〜８μｍの範囲の厚さを有する、医療用インプラント。
【請求項４】
請求項３に記載の医療用インプラントにおいて、
前記表面層は、１μｍ〜５μｍの範囲の厚さを有する、医療用インプラント。
【請求項５】
請求項１に記載の医療用インプラントにおいて、
前記表面層は、酸化マグネシウムＭｇＯをさらに含む、医療用インプラント。
【請求項６】
請求項１に記載の医療用インプラントにおいて、
前記インプラントは、
（ｉ）骨プレート、骨ねじ、外科用縫合糸、腸クランプ、および血管用クリップのうち少なくとも１つを含む、骨固定要素、
（ｉｉ）硬組織および軟組織のエリアにおける体内プロテーゼ、
（ｉｉｉ）ペースメーカー、除細動器もしくはステントの医療用電極のためのアンカー要素、ならびに、
（ｉｖ）スポーツ医学における腱固定のためのアンカー要素、
の群から選択される、医療用インプラント。
【請求項７】
マグネシウムベースの合金を含む医療用インプラント上に、生体適合性で腐食しにくい保護表面層を製造する方法において、
マグネシウムベースの合金を含むインプラントを反応器のチャンバの中に入れることと、
式  ｘ  ＭｇＣＯ３・ｙ  Ｍｇ（ＯＨ）２で、式中ｘ＋ｙ＝１である炭酸マグネシウムを含む前記インプラントの表面上のコーティングを生成するために、湿潤二酸化炭素を少なくとも５０％の濃度で含む雰囲気に、前記インプラントの表面の少なくとも一部を曝露することと、
前記インプラントを前記反応器のチャンバから取り出すことと、
前記インプラントの前記表面を乾燥させることと、を含む、方法。
【請求項８】
請求項７に記載の方法において、
前記雰囲気は、少なくとも３０％の相対湿度を有する、方法。
【請求項９】
請求項８に記載の方法において、
前記雰囲気は、水素ガスおよび／またはガス状炭化水素を加えることにより、改変される、方法。
【請求項１０】
請求項９に記載の方法において、
前記水素ガスおよび／またはガス状炭化水素は、合計のガス含有量の１０％未満の量で加えられる、方法。
【請求項１１】
請求項８に記載の方法において、
前記相対湿度は、１００％である、方法。
【請求項１２】
請求項８に記載の方法において、
前記反応器のチャンバ内の温度は、１０℃〜５０℃の範囲である、方法。
【請求項１３】
請求項８に記載の方法において、
前記反応器のチャンバ内の温度は、２０℃〜３０℃の範囲である、方法。
【請求項１４】
請求項８に記載の方法において、
前記相対湿度は、少なくとも９０％である、方法。
【請求項１５】
請求項７に記載の方法において、
前記二酸化炭素の濃度は、少なくとも５０％である、方法。
【請求項１６】
請求項１５に記載の方法において、
前記二酸化炭素の濃度は、少なくとも９０％である、方法。
【請求項１７】
請求項７に記載の方法において、
前記雰囲気は、前記インプラントを加熱せずに、前記雰囲気を加熱することにより、活性化される、方法。
【請求項１８】
請求項１７に記載の方法において、
前記雰囲気は、マイクロ波を使用して、前記雰囲気を加熱することにより、活性化される、方法。
【請求項１９】
請求項７に記載の方法において、
前記反応器内の圧力は、大気圧を超える、方法。
【請求項２０】
請求項１９に記載の方法において、
前記反応器のチャンバ内の圧力は、５００〜６０００ｋＰａ（５〜６０バール）の範囲である、方法。
【請求項２１】
請求項７に記載の方法において、
前記インプラントを前記反応器のチャンバの中に入れる前に、水が、前記反応器のチャンバに加えられる、方法。
【請求項２２】
請求項７に記載の方法において、
前記反応器内の圧力は、本質的に大気圧に一致する、方法。
【請求項２３】
請求項７に記載の方法において、
前記マグネシウムベースのインプラントは、２４時間〜７２０時間続く期間にわたり、コーティングされる、方法。
【請求項２４】
請求項７に記載の方法において、
前記乾燥させることは、８０℃〜１３０℃で実施される、方法。
【請求項２５】
請求項７に記載の方法において、
前記インプラントの前記表面の少なくとも一部を前記雰囲気に曝露する前に、前記インプラントの前記表面を超臨界的二酸化炭素で処理すること、をさらに含む、方法。
【請求項２６】
請求項７に記載の方法において、
前記乾燥させることは、１０分〜３０分間にわたり実施される、方法。
【請求項２７】
請求項９または１０に記載の方法において、
前記ガス状炭化水素は、メタンまたはプロパンである、方法。
【請求項２８】
マグネシウムベースの合金を含む医療用インプラント上に、生体適合性で腐食しにくい保護表面層を製造する方法において、
マグネシウムベースの合金を含むインプラントを反応器のチャンバの中に入れることであって、前記反応器内の圧力が大気圧を超えることと、
式  ｘ  ＭｇＣＯ３・ｙ  Ｍｇ（ＯＨ）２で、式中ｘ＋ｙ＝１である炭酸マグネシウムを含む前記インプラントの表面上のコーティングを生成するために、湿潤二酸化炭素を含む雰囲気に、前記インプラントの表面の少なくとも一部を曝露することと、
前記インプラントを前記反応器のチャンバから取り出すことと、
前記インプラントの前記表面を乾燥させることと、を含む、方法。
【発明の詳細な説明】
【開示の内容】
【０００１】
〔関連出願の相互参照〕
本出願は、参照により全体として本明細書に組み込まれる、「Medical Implant Comprising A Biodegradable Magnesium-Based Alloy And Method For Its Manufacture」の名称で２０１０年１２月２１日に出願された米国仮特許出願第６１／４２５，２９４号の利益を主張するものである。
【０００２】
〔発明の背景〕
本発明は、概して、生物分解性のマグネシウムベースの合金を含む医療用インプラントと、その製造方法と、に関する。
【０００３】
〔発明の概要〕
コーティングされていないマグネシウム医療用インプラント（non-coated magnesium medical implants）の表面は、体液と最初に接触した後、比較的反応性であり、ピーク量の水素ガスを放出する。いくつかの実施形態では、生物再吸収可能なマグネシウムインプラント（bio-resorbable magnesium implants）の分解は、適切なコーティングの使用により、速度が落とされ得る。
【０００４】
一実施形態では、生物分解性のマグネシウムベースの合金を含み、その表面層の少なくとも一部が炭酸マグネシウムを含む、医療用インプラントがある。一実施形態では、炭酸マグネシウムは、式  ｘ  ＭｇＣＯ３・ｙ  Ｍｇ（ＯＨ）２を有し、式中、ｘ＋ｙ＝１である。一実施形態では、ｘは０．３より大きい。一実施形態では、炭酸マグネシウムは、式  Ｍｇ２［（ＯＨ）２（ＣＯ３）］・３Ｈ２Ｏを有する。一実施形態では、炭酸マグネシウムは、アルティナイトである。一実施形態では、表面層は、約０．５μｍ〜約８μｍの範囲の厚さを有する。一実施形態では、表面層は、約１μｍ〜約５μｍの範囲の厚さの範囲の厚さを有する。一実施形態では、炭酸マグネシウムは、塩基性炭酸マグネシウムである。一実施形態では、表面層は、酸化マグネシウムＭｇＯをさらに含む。一実施形態では、炭酸マグネシウムは、式  Ｍｇ［（ＯＨ）ｘ（ＣＯ３）ｙ］・（Ｈ２Ｏ）ｚを有し、式中、ｘ＋ｙ＝２であり、ｚは０．２５〜２である。
【０００５】
一実施形態では、インプラントは、骨プレート、骨ねじ、外科用縫合糸、腸クランプ（gut clamps）、および血管用クリップのうち少なくとも１つを含む、骨固定要素；硬組織および軟組織のエリアにおける体内プロテーゼ（endo-prostheses）；ペースメーカー、除細動器もしくはステントの医療用電極のためのアンカー要素；ならびに、スポーツ医学における腱固定のためのアンカー要素、の群から選択される。
【０００６】
別の実施形態では、マグネシウムベースの合金を含む医療用インプラント上に、生体適合性で腐食しにくい保護表面層を製造する方法があり、この方法は、コーティングされるべきマグネシウムベースの合金を含むインプラントを提供することと、インプラントを反応器のチャンバ内に入れることと、このインプラントの表面の少なくとも一部を、式  ｘ  ＭｇＣＯ３・ｙ  Ｍｇ（ＯＨ）２で、式中ｘ＋ｙ＝１である炭酸マグネシウムを含むインプラントの表面上のコーティングを生成するために、湿潤二酸化炭素（humid carbon dioxide）を含む雰囲気に曝露することと、インプラントを反応器のチャンバから取り出すことと、インプラントの表面を乾燥させることと、を含む。
【０００７】
一実施形態では、湿潤二酸化炭素を含む雰囲気は、少なくとも３０％の相対湿度を有する。一実施形態では、ＣＯ２および水蒸気を含むガス雰囲気が、水素ガスおよび／またはガス状炭化水素、特にメタンまたはプロパンを加えることにより改変される。一実施形態では、水素ガスおよび／またはガス状炭化水素は、合計のガス含有量の１０％未満の量で加えられる。一実施形態では、相対湿度は１００％である。一実施形態では、相対湿度は、少なくとも約９０％である。一実施形態では、反応器内の温度は、１０℃〜５０℃の範囲である。一実施形態では、反応器内の温度は、２０℃〜３０℃の範囲である。
【０００８】
一実施形態では、二酸化炭素の濃度は、少なくとも５０％である。一実施形態では、二酸化炭素の濃度は、少なくとも約９０％である。一実施形態では、雰囲気は、インプラントを加熱せずに雰囲気を加熱することによって、活性化される。一実施形態では、雰囲気は、マイクロ波を使用して雰囲気を加熱することにより、活性化される。一実施形態では、反応器内の圧力は、大気圧を超える。一実施形態では、反応器内の圧力は、約５００〜約６０００ｋＰａ（約５〜約６０バール）の範囲である。一実施形態では、インプラントを反応器のチャンバ内に入れる前に、水を反応器に加える。一実施形態では、反応器内の圧力は、本質的に、大気圧に一致する。
【０００９】
一実施形態では、マグネシウムベースのインプラントは、約２４時間〜約７２０時間続く期間にわたり、コーティングされる。一実施形態では、乾燥させることは、８０℃〜１３０℃で実施される。さらなる実施形態では、この方法は、インプラントの表面の少なくとも一部を、湿潤二酸化炭素を含む雰囲気に曝露する前に、インプラントの表面を超臨界的二酸化炭素（supercritical carbon dioxide）で処理することを含む。一実施形態では、乾燥させることは、約１０分〜約３０分にわたり実施される。
【００１０】
本発明の例示的な実施形態を、例として、また、添付図面を参照しながら、以下に記載する。
【００１１】
〔発明の詳細な説明〕
生物分解性インプラントの表面を保護するいくつかのプロセスが、当技術分野で既知である。しかしながら、これらのプロセスの多くは、人体で使用されるのに適していない。そのうちのいくつかは、生体適合性の重大な要件を満たしておらず、他のものは、例えば、電気化学的処置で使用される際に線条細工のマグネシウムベースのインプラントを電気的に接触させなければならない場合に、複雑すぎて医療用インプラントに適用することができない。
【００１２】
いくつかの実施形態では、生物再吸収性マグネシウムインプラントの分解は、適切なコーティングの使用により、減速され得る。コーティングされていないマグネシウムインプラントの表面は、体液と最初に接触した後、極めて反応性であり、ピーク量の水素ガスを放出する。放出されたガスは、ヒト（および動物）の体の軟組織および硬組織における、望ましくない空洞の形成を誘発し得る。ガスの放出速度が、関係する組織の輸送能力より低く保たれている場合には、ブローホールを回避することができる。
【００１３】
（プラズマ電解コーティングまたはマイクロアークプロセスとして知られる）電解物中の火花放電により生じるセラミックコーティングは、この目的を達成するのに有望である。このテクノロジーの欠点は、高いエネルギー消費、および接触部位におけるコーティングの欠陥である。
【００１４】
いくつかの実施形態では、本発明は、生物腐食可能な（biocorrodable）マグネシウムベースの材料で作られた医療用インプラント上に腐食しにくいコーティングを製造する、代替的な方法を提供する。
【００１５】
いくつかの実施形態では、本発明は、医療用インプラントに関し、その表面層の少なくとも一部が、マグネシウムベースの合金の生物腐食を遅らせる、炭酸マグネシウムを含む。一実施形態では、表面層は、水およびＣＯ２を主要成分として含有するガス状雰囲気に、インプラントの表面を曝露することにより、生じる。一実施形態では、ガス状雰囲気への曝露により、インプラントの表面上に炭酸マグネシウムが形成される。形成された塩基性炭酸マグネシウムは、最初は血漿の活動的な塩化物イオンからインプラント表面を保護し、続いて、金属製インプラントの分解の速度を落とすという利点を有し得る。一実施形態では、表面層は、毒性がなく、その機能を遂行した後で分解することが予測される。
【００１６】
いくつかの実施形態では、本発明は、マグネシウムおよびマグネシウム合金の表面を不動態化する方法を提供する。一実施形態では、マグネシウムインプラントが、湿潤二酸化炭素雰囲気を有する容器の中に置かれる。一実施形態では、ＣＯ２ガスおよび湿気が、マグネシウム表面と反応し、（例えばインプラントのコーティング内に）炭酸マグネシウム層を形成させる。一例として、塩基性炭酸マグネシウム結晶（アルティナイト）が、無圧雰囲気内で１週間処理した後でインプラント表面に見られ得る。毒性成分が関係していない場合、コーティングは、良好な生体適合性を示すことが予測される。疑似体液中でのインビトロの分解試験は、いくつかの実施形態では、遊離ガスの量が、同じロットのコーティングされないマグネシウムに比べて、減少し得ることを示している。一実施形態では、遊離ガスの上限は、植え込み部位（すなわち、インプラントを取り囲む組織）に依存する。インビトロでは、いくつかの実施形態において、コーティングが、初期のバースト放出を遅れさせ、そのため、ブローホールを回避するのに役立ち得ることが示されている。
【００１７】
この方法は、純マグネシウム、レアアース含有マグネシウム合金（例えばＷＥ合金）、アルミニウム含有マグネシウム合金（例えば、ＡＺ合金、ＡＭ合金、ＡＳ合金、ＡＥ合金）、ならびに、全種類の他のマグネシウム合金（例えば、Ｃａ、Ｓｒ、Ｂａなどを有する合金；アモルファス合金）に使用され得る。
【００１８】
本発明の実施形態による、腐食しにくいコーティングは、腐食プロセスの一時的な抑制のみをもたらすことが意図されており、生理的環境で人体に植え込まれたマグネシウムベースの材料の溶解／分解プロセスは、持続的な低い速度で行われているが、腐食プロセスの完全な抑制を回避している。
【００１９】
一実施形態では、医療用インプラントは、生物分解性のマグネシウムベースの合金を含み、その表面層の少なくとも一部が、炭酸マグネシウムを含む。
【００２０】
医療用インプラントのある実施形態では、炭酸マグネシウムは、塩基性炭酸マグネシウムである。
【００２１】
医療用インプラントのさらなる実施形態では、炭酸マグネシウムは、式  ｘ  ＭｇＣＯ３・ｙ  Ｍｇ（ＯＨ）２を有し、式中ｘ＋ｙ＝１である。
【００２２】
医療用インプラントのさらなる実施形態では、ｘは約０．３より大きい。
【００２３】
医療用インプラントの別の実施形態では、表面層は、酸化マグネシウムＭｇＯをさらに含む。
【００２４】
医療用インプラントの別の実施形態では、炭酸マグネシウムは、式  Ｍｇ［（ＯＨ）ｘ（ＣＯ３）ｙ］・（Ｈ２Ｏ）ｚを有し、ｘ＋ｙ＝２であり、ｚは０．２５〜２である。
【００２５】
医療用インプラントの別の実施形態では、炭酸マグネシウムは、式  Ｍｇ２［（ＯＨ）２（ＣＯ３）］・３Ｈ２Ｏを有し、好ましくはアルティナイトである。
【００２６】
医療用インプラントのさらに別の実施形態では、表面層は、約０．５μｍ〜約８μｍの範囲の厚さを有する。一実施形態では、表面層は、約１μｍ〜約５μｍの範囲の厚さを有する。
【００２７】
いくつかの実施形態では、インプラントは、
（ｉ）例えば、骨プレート、骨ねじ、外科用縫合糸、腸クランプ、血管用クリップなどの、骨固定要素：
（ｉｉ）体内プロテーゼ、硬組織および軟組織のエリアにおけるプロテーゼ；
（ｉｉｉ）ペースメーカー、除細動器もしくはステントの医療用電極のためのアンカー要素；ならびに、
（ｉｖ）スポーツ医学、例えば腱固定、のためのアンカー要素；
の群から選択される。
【００２８】
マグネシウムベースのインプラントについては、いくつかの実施形態では、腐食しにくい層が特に必要とされている。例えば屈曲もしくは膨張による、インプラントのあらゆる変形中における材料の機械的負荷は、腐食プロセスに対して影響を及ぼし、応力腐食割れが、負荷を受けた領域では高まることが認識されている。最終的に、線条細工の金属製構造体の寸法が観察されなければならず、薄いが均一な腐食しにくい層が生じる。
【００２９】
本発明のさらなる実施形態によると、マグネシウムベースのインプラント上に、生体適合性で腐食しにくい保護コーティングを製造する方法が提供される。この方法は、いくつかの実施形態では、以下の工程：
Ａ）コーティングされるべきマグネシウムベースの合金を含むインプラントを提供する工程と、
Ｂ）インプラントを反応器のチャンバ内に入れる工程と、
Ｃ）式  ｘ  ＭｇＣＯ３・ｙ  Ｍｇ（ＯＨ）２で、式中ｘ＋ｙ＝１である炭酸マグネシウムを含むインプラントの表面上のコーティングを生成するために、湿潤二酸化炭素を含む雰囲気に、インプラントの表面の少なくとも一部を曝露する工程と、
Ｄ）反応器のチャンバからインプラントを取り出す工程と、
Ｅ）インプラントの表面を乾燥させる工程と、を含む。
【００３０】
方法の工程Ａで定められるように反応器のチャンバ内に入れられるべきマグネシウムベースのインプラントの表面は、いくつかの実施形態では、意図的に、グリースもしくは油もしくは他の不純物が存在しないものとする。一実施形態では、これは、有機溶媒および／または塩基性水溶液で表面を処理することにより、達成される。
【００３１】
一実施形態では、方法の工程Ｂで定められるような、反応器のチャンバにマグネシウムベースのインプラントを入れる工程は、インプラントの表面を汚染してしまう、インプラントと別の金属との間の腐食反応（接触腐食）を回避するため、プラスチックの固定／保持手段にインプラントを取り付けることにより、意図的に行われ得る。この趣旨で、繊維のない手袋の着用が推奨される。一実施形態では、これは、方法の取り出し工程Ｄにも当てはまる。方法の最後の乾燥工程Ｅは、清潔な気流内で実施され得る。
【００３２】
本発明の実施形態による方法に従って生じるコーティングは、このコーティングが生理学的環境に曝露された場合に腐食を完全に妨げないが、著しく低減された反応速度で生物腐食（すなわち、マグネシウムベースのインプラントの溶解／分解）を生じることが、分かっている。したがって、ガス状水素の生成は、非常に小さいものであり、インプラント床（implant bed）は、炎症を妨げられる。
【００３３】
いくつかの実施形態では、本明細書に記載される方法は、インプラント表面に別個のコーティング材料を加える／適用することによるのではなく、最上表面層においてマグネシウムベースの材料の変換を生じる。いくつかの実施形態では、マグネシウムベースのインプラントの最上表面層の化学変換は、湿潤二酸化炭素を含む雰囲気中で生じる。湿潤雰囲気中の水のヒドロキシルイオン-ＯＨ−は、インプラント表面上に、Ｍｇ（ＯＨ）２の安定したバリア層を形成することができ、これが、今度は、二酸化炭素ガスの作用により、塩基性炭酸マグネシウムへとゆっくり変換されることができる。
【００３４】
本発明の実施形態による方法によって作製された、マグネシウムベースのインプラントが、人体内で生物腐食により溶解すると、塩基性炭酸マグネシウムは、プロトンＨ３Ｏ＋を結合することができる。いくつかの実施形態では、これにより、インプラント床が過剰に酸性になれないことが保証され、これによって、起こりうる炎症を防ぐ。
【００３５】
この方法の実施形態では、湿潤二酸化炭素を含む雰囲気は、少なくとも約３０％の相対湿度を有する。一実施形態では、湿潤二酸化炭素を含む雰囲気は、少なくとも約９０％の相対湿度を有する。方法の別の実施形態では、この相対湿度は１００％である。
【００３６】
方法の別の実施形態では、二酸化炭素の濃度は、少なくとも約５０％である。一実施形態では、二酸化炭素の濃度は、少なくとも約９０％である。
【００３７】
方法のさらに別の実施形態では、反応器内の温度は、約１０℃〜約５０℃の範囲である。一実施形態では、反応器内の温度は、約２０℃〜約３０℃である。一実施形態では、反応器内の温度は、約２５℃である。
【００３８】
方法のさらなる実施形態では、ＣＯ２および水蒸気を含むガス雰囲気は、水素ガスおよび／またはガス状炭化水素を加えることにより改変される。一実施形態では、ＣＯ２および水蒸気を含むガス雰囲気は、メタンまたはプロパンを加えることにより、改変される。これらの追加のガスにより、化学的性質の変化が、炭酸塩の形成を促進する水素化物の形成によって、生じ得る。
【００３９】
方法のさらなる実施形態では、水素ガスおよび／またはガス状炭化水素は、合計のガス含有量の約１０％未満の量で加えられる。
【００４０】
方法のさらなる実施形態では、雰囲気は、インプラントを加熱せずに雰囲気を加熱することによって、活性化される。一実施形態では、雰囲気は、マイクロ波により雰囲気を加熱することによって、活性化される。雰囲気の効果は、異なるタイプの活性化を用いることで、高められることができる。一実施形態では、この考えは、インプラントを加熱せずに、ガス分子を加熱する（加速させる）ことである。一例として、マイクロ波の炉が、水分子を簡単に加熱するのに使用され得る。
【００４１】
方法のさらなる実施形態では、工程Ｂの前に、水が反応器に加えられる。一実施形態では、水を加えることにより、反応器内において１００％の湿度が得られる。
【００４２】
方法の別の実施形態では、反応器内の圧力は、本質的に、大気圧に一致する。
【００４３】
方法の別の実施形態では、反応器内の圧力は、大気圧を超えており、好ましくは、約５００〜約６０００ｋＰａ（約５〜約６０バール）の範囲である。
【００４４】
方法の別の実施形態では、マグネシウムベースのインプラントは、約２４時間〜約７２０時間続く期間にわたり、コーティングされる。一実施形態では、マグネシウムベースのインプラントをコーティングする持続時間は、約１週間である。
【００４５】
方法のさらに別の実施形態では、乾燥は、約８０℃〜約１３０℃で行われる。一実施形態では、乾燥は、約８０℃で、約１０分〜約３０分間にわたり行われる。
【００４６】
さらに別の実施形態では、方法は、工程Ａの前に行われるべき、事前処理工程をさらに含み、これは、インプラントの表面を超臨界的二酸化炭素で処理することを含む。いくつかの実施形態では、目的および利点は、表面を洗浄することである。
【００４７】
実施例１
ＡＳＴＭ  Ｂ８０基準に従ってマグネシウムベースの材料ＷＥ  ４３で作られ、頭蓋‐上顎の顔面骨折（cranio-maxillo facial bone fractures）を固定するために予め屈曲され得る、８孔の骨プレートを、９６％エタノールで集中的に洗浄し、その後、乾燥機（exsiccator）内で乾燥させた。乾燥機の蓋を開け、適合プレート（adaptation plates）を、プラスチックフックに個別に取り付けた。その後、乾燥機の蓋を閉めた。次に、乾燥機内の空気の湿度を、９０％に調節した。乾燥機内の二酸化炭素の濃度は、およそ８０容量％と測定され、これは、１Ｌ／時の速度での二酸化炭素ガスの連続的な一定の流れにより得られた。
【００４８】
適合プレートを、周囲圧力および室温下で、４８０時間にわたりこの雰囲気に曝露した。このプロセスの完了後、二酸化炭素の流れの流入を止め、反応器のドアを開け、コーティングされた適合プレートを、反応チャンバから取り出して、１２０℃の温度で２０分間乾燥させた。
【００４９】
本発明の実施態様による方法によって生じた変換層の赤外線スペクトルは、結晶水を有する塩基性炭酸マグネシウムの典型的な吸収線を示す（図１を参照）。
【００５０】
図１は、例示的なフーリエ変換赤外分光（ＦＴＩＲ）スペクトルを示し、ｘ軸は、赤外線の波長（ｃｍ−１）として周波数を示し、ｙ軸は、吸収のパーセンテージを示す。一実施形態では、このようなスペクトルは、存在する分子による赤外線の吸収に特徴的であり、そのため、コーティング内側の物質の「フィンガープリント」を識別するのに使用され得る。
【００５１】
得られた赤外線スペクトルは、自然発生的な無機物  アルティナイト Ｍｇ２［（ＯＨ）２（ＣＯ３）］ｘ  ３Ｈ２Ｏのものと、ほぼ同一である。
【００５２】
実施例２  （骨接合術のためのカニューレ状ねじ）
チタン合金で作られた、頭部のない圧縮ねじが、手および足の手術では一般的に使用される。これらのねじは、カニューレ状（中空）であり、そのため、キルシュナー鋼線を使用することによって、案内され得る。頭部のない圧縮ねじにより、ねじ頭部を突出させずに、骨片を固定することができる。
【００５３】
マグネシウムバージョンの、頭部のない圧縮ねじが、最初に、１０％のＨＦ溶液中で酸洗浄される。インプラントは次に、乾燥機の上方コンパートメントに移される。下方コンパートメントは、少量の液体水を含む。空気が乾燥機から排出され、乾燥機は、次に、ＣＯ２ガスで洗い流される。１週間後、コーティングされたインプラントを取り出し、パッケージングし、植え込み前にガンマ線滅菌する。このコーティングテクノロジーの利点は、内側の孔がガス雰囲気に容易にアクセス可能であることである。使用される合金は、ＷＺ２１である。
【００５４】
実施例３  （ＣＭＦのためのプレート−ねじシステム）
８孔の骨プレート（４０×５×０．９ｍｍ）を、２．０ｍｍの皮質ねじと組み合わせて使用して、顔中部で骨片を固定する。ＡＳＴＭ  Ｂ８０基準に従った、同じマグネシウム合金  ＷＥ４３を、双方のインプラントに使用する。これらのインプラントは、湿度およびＣＯ２の流速が調節され得る、改変培養チャンバ内でコーティングされる。このチャンバの温度は、３７℃であり、インプラントは、コーティング時から５日後に取り出される。
【００５５】
実施例４  （マグネシウム発泡体）
開気孔金属発泡体が、高純度マグネシウムで作られる。処理されない場合、インプラントの大きな曝露表面が、植え込み後数時間以内に、非常に多くの量の水素ガスを放出する。
【００５６】
発泡体は、最初に、超臨界的ＣＯ２を使用して洗浄され、その後、コーティングチャンバに移される。コーティングは、ＣＯ２のわずかな流れの下、９０％の湿度で行われる。コーティング時間は２週間である。このガス状雰囲気の利点は、ガスが相互接続された孔を通って流れることができるので、複雑な孔構造がコーティングされ得ることである。
【００５７】
本発明およびその利点を詳細に説明してきたが、請求項により定められる発明の趣旨および範囲から逸脱せずに、さまざまな変更、代用、および修正が行われ得ることを、理解されたい。さらに、本出願の範囲は、本明細書に記載されたプロセス、機械、製造、物質の組成（composition of matter）、手段、方法、および工程の特定の実施形態に制限されることを意図するものではない。本発明の開示から、当業者には容易に理解されるであろうが、本明細書に記載した対応する実施形態と、実質的に同じ機能を行うか、または実質的に同じ結果を達成する、現在存在するかまたは後に開発されるべき、プロセス、機械、製造、物質の組成、手段、方法、または工程が、本発明に従って用いられ得る。
【００５８】
請求項の広範な範囲から逸脱せずに、本発明のさまざまな改変および修正を行うことができることが、当業者には理解されるであろう。これらのうちいくつかは前述されており、他のものは、当業者には明らかであろう。
【００５９】
〔実施の態様〕
（１）  医療用インプラントにおいて、
生物分解性のマグネシウムベースの合金を含み、
前記生物分解性のマグネシウムベースの合金の表面層の少なくとも一部が、炭酸マグネシウムを含む、医療用インプラント。
（２）  実施態様１に記載の医療用インプラントにおいて、
前記炭酸マグネシウムは、式  ｘ  ＭｇＣＯ３・ｙ  Ｍｇ（ＯＨ）２を有し、式中、ｘ＋ｙ＝１である、医療用インプラント。
（３）  実施態様２に記載の医療用インプラントにおいて、
ｘは、０．３より大きい、医療用インプラント。
（４）  実施態様１に記載の医療用インプラントにおいて、
前記炭酸マグネシウムは、式  Ｍｇ２［（ＯＨ）２（ＣＯ３）］・３Ｈ２Ｏを有する、医療用インプラント。
（５）  実施態様４に記載の医療用インプラントにおいて、
前記炭酸マグネシウムは、アルティナイトである、医療用インプラント。
【００６０】
（６）  実施態様１に記載の医療用インプラントにおいて、
前記表面層は、約０．５μｍ〜約８μｍの範囲の厚さを有する、医療用インプラント。
（７）  実施態様６に記載の医療用インプラントにおいて、
前記表面層は、約１μｍ〜約５μｍの範囲の厚さを有する、医療用インプラント。
（８）  実施態様１に記載の医療用インプラントにおいて、
前記炭酸マグネシウムは、塩基性炭酸マグネシウムである、医療用インプラント。
（９）  実施態様１に記載の医療用インプラントにおいて、
前記表面層は、酸化マグネシウムＭｇＯをさらに含む、医療用インプラント。
（１０）  実施態様１に記載の医療用インプラントにおいて、
前記炭酸マグネシウムは、式  Ｍｇ［（ＯＨ）ｘ（ＣＯ３）ｙ］・（Ｈ２Ｏ）ｚを有し、式中、ｘ＋ｙ＝２であり、ｚは、０．２５〜２である、医療用インプラント。
【００６１】
（１１）  実施態様１に記載の医療用インプラントにおいて、
前記インプラントは、
（ｉ）骨プレート、骨ねじ、外科用縫合糸、腸クランプ、および血管用クリップのうち少なくとも１つを含む、骨固定要素、
（ｉｉ）硬組織および軟組織のエリアにおける体内プロテーゼ、
（ｉｉｉ）ペースメーカー、除細動器もしくはステントの医療用電極のためのアンカー要素、ならびに、
（ｉｖ）スポーツ医学における腱固定のためのアンカー要素、
の群から選択される、医療用インプラント。
（１２）  マグネシウムベースの合金を含む医療用インプラント上に、生体適合性で腐食しにくい保護表面層を製造する方法において、
コーティングされるべきマグネシウムベースの合金を含むインプラントを提供することと、
前記インプラントを反応器のチャンバの中に入れることと、
式  ｘ  ＭｇＣＯ３・ｙ  Ｍｇ（ＯＨ）２で、式中ｘ＋ｙ＝１である炭酸マグネシウムを含む前記インプラントの表面上のコーティングを生成するために、湿潤二酸化炭素を含む雰囲気に、前記インプラントの表面の少なくとも一部を曝露することと、
前記インプラントを前記反応器のチャンバから取り出すことと、
前記インプラントの前記表面を乾燥させることと、を含む、方法。
（１３）  実施態様１２に記載の方法において、
前記雰囲気は、少なくとも３０％の相対湿度を有する、方法。
（１４）  実施態様１３に記載の方法において、
前記雰囲気は、水素ガスおよび／またはガス状炭化水素、特にメタンもしくはプロパンを加えることにより、改変される、方法。
（１５）  実施態様１４に記載の方法において、
前記水素ガスおよび／またはガス状炭化水素は、合計のガス含有量の１０％未満の量で加えられる、方法。
【００６２】
（１６）  実施態様１３に記載の方法において、
前記相対湿度は、１００％である、方法。
（１７）  実施態様１３に記載の方法において、
前記反応器のチャンバ内の温度は、１０℃〜５０℃の範囲である、方法。
（１８）  実施態様１３に記載の方法において、
前記反応器のチャンバ内の温度は、２０℃〜３０℃の範囲である、方法。
（１９）  実施態様１３に記載の方法において、
前記相対湿度は、少なくとも約９０％である、方法。
（２０）  実施態様１２に記載の方法において、
前記二酸化炭素の濃度は、少なくとも５０％である、方法。
【００６３】
（２１）  実施態様２０に記載の方法において、
前記二酸化炭素の濃度は、少なくとも約９０％である、方法。
（２２）  実施態様１２に記載の方法において、
前記雰囲気は、前記インプラントを加熱せずに、前記雰囲気を加熱することにより、活性化される、方法。
（２３）  実施態様２２に記載の方法において、
前記雰囲気は、マイクロ波を使用して、前記雰囲気を加熱することにより、活性化される、方法。
（２４）  実施態様１２に記載の方法において、
前記反応器内の圧力は、大気圧を超える、方法。
（２５）  実施態様２４に記載の方法において、
前記反応器のチャンバ内の圧力は、約５００〜約６０００ｋＰａ（約５〜約６０バール）の範囲である、方法。
【００６４】
（２６）  実施態様１２に記載の方法において、
前記インプラントを前記反応器のチャンバの中に入れる前に、水が、前記反応器のチャンバに加えられる、方法。
（２７）  実施態様１２に記載の方法において、
前記反応器内の圧力は、本質的に大気圧に一致する、方法。
（２８）  実施態様１２に記載の方法において、
前記マグネシウムベースのインプラントは、約２４時間〜約７２０時間続く期間にわたり、コーティングされる、方法。
（２９）  実施態様１２に記載の方法において、
前記乾燥させることは、８０℃〜１３０℃で実施される、方法。
（３０）  実施態様１２に記載の方法において、
前記インプラントの前記表面の少なくとも一部を前記雰囲気に曝露する前に、前記インプラントの前記表面を超臨界的二酸化炭素で処理すること、をさらに含む、方法。
【００６５】
（３１）  実施態様１２に記載の方法において、
前記乾燥させることは、約１０分〜約３０分間にわたり実施される、方法。
【図面の簡単な説明】
【００６６】
【図１】本発明の例示的な実施形態による方法に従って得られたコーティングの赤外線スペクトルを示すグラフである。
【図１】
0006009456.tif 000002