Изобретение относится к области медицинской техники, а именно к имплантатам для травматологии и ортопедии, биодеструктирующим в организме.
Известен биодеструктирующий в организме композиционный материал, представляющий собой полигликолидную матрицу, армируемую волокнами полигликолида. Материал используется для изготовления средства фиксации переломов костей лодыжки "Биофикс" (патент Бельгии N 900513).
Однако эти имплантаты теряют свою прочность практически до нуля за время пребывания в организме свыше 1 месяца. Кроме того, отсутствуют указания на технологическую возможность изготавливать из данного материала изделия диаметром более 5 мм и длиной более 70 мм, применяемых, например, для остеосинтеза длинных трубчатых костей.
В качестве прототипа выбран состав для изготовления соединительных элементов для травматологии (авт.св. СССР N 601948), представляющий собой композиционный материал с матрицей из сополимера-винилпирролидона и алкилакрилатов, армированный рассасывающимися полимерными нитями.
Технология не ограничивает размеры имплантатов данного состава, однако в случае регенерации костной ткани свыше 3 месяцев падение модуля упругости на изгиб этого материала не позволяет, например, проводить остеосинтез длинных трубчатых костей без дополнительной наружной иммобилизации, что удлиняет сроки пребывания больных в стационаре.
Целью изобретения является устранение указанных недостатков, то есть создание биодеструктирующей композиции, обеспечивающей повышенные физико-механические характеристики для надежной фиксации отломков крупных костей на период регенерации костной ткани до 8 месяцев.
Указанная цель достигается тем, что в состав биодеструктирующих армирующих волокон дополнительно вводятся биоинертные арамидные волокна при следующем соотношении компонентов, вес.
Сополимер N-винилпирролидона и алкилакрилатов 20-60
Биодеструктирующие волокна 10-40
Арамидные волокна 3-40
Существенным отличием предлагаемой композиции по сравнению с используемыми в настоящее время для имплантации биодеструктирующими композициями является наличие в композиции биоинертных арамидных волокон; соотношение компонентов, и прежде всего арамидных волокон.
Композицию получают пропиткой волокон двух видов в растворах сополимера. Ортопедические имплантаты из композиции изготавливают намоткой полученного препрега на прессформу с последующим горячим прессованием.
Использование биоинертных арамидных волокон в количестве менее 3 вес. не дает заметного роста прочностных характеристик.
Увеличение количества арамидных волокон выше 40 вес. приводит к снижению прочности композиции на изгиб в средах организма.
Использование биодеструктирующих волокон менее 10 вес. увеличивает сроки биодеструкции композиции по сравнению с прототипом.
Увеличение количества рассасывающихся волокон выше 40 вес. снижает прочность композиции на изгиб вследствие вынужденного снижения содержания арамидных волокон и ухудшения реализации их характеристик в композите.
Изготавливаемые из предлагаемой композиции штифты марок ШПГ и ШПГ-М для остеосинтеза трубчатых костей рекомендованы для применения Комиссией по аппаратам, приборам и инструментам, применяемым в травматологии, ортопедии и механотерапии Комитета по новой медицинской технике МЗ СССР (протокол N 7 от 29.09.90).
Пример 1. Штифты для остеосинтеза диаметром 14 мм длиной 420 мм изготавливаются из 46 вес. сополимера N-винилпирролидона и метилметакрилата марки ППМ-1 (ТУ 42-2-361-80) с глюконатом кальция, 20 вес. крученого (220 кр/м) арамидного волокна Терлон СБК, 34 вес. модифицированного капронового волокна. Штифты изготавливаются намоткой на прессформы предварительно полученного препарата с последующим прессованием при температуре 160-175oС. Штифты имеют исходную прочность и модуль упругости на изгиб соответственно 350 МПа и 14000 МПа; спустя 8 месяцев после имплантации 160 МПа и 5000 МПа соответственно.
Пример 2. Штифты для остеосинтеза диаметром 9 мм и длиной 350 мм изготавливаются по примеру 1 из 45 вес. сополимера N-винилпирролидона, этилакрилата и гексилметакрилата с соотношением звеньев соответственно 35:20:45, 22 вес. арамидного волокна Кевлар 49, 23 модифицированного капронового волокна и 10% поливинилспиртового волокна. Штифты имеют исходную прочность и модуль упругости на изгиб соответственно 400 МПа и 16000 МПа; спустя 8 месяцев после имплантации соответственно 200 МПа и 8000 МПа.
Пример 3. Элементы для замещения дисков позвонков, изготовленные по примеру 1, диаметром 12 мм и длиной 80 мм содержат 57 вес. N-винилпирролидона и метилметакрилата марки ППМ-1 (ТУ 42-2-361-80), 3 вес. арамидного волокна Терлон СБ, скрученного с 40 вес. модифицированного капронового волокна. Элементы имеют исходную прочность и модуль упругости на изгиб соответственно 250 МПа и 5500 МПа, спустя 8 месяцев после имплантации соответственно 120 МПа и 3000 МПа.
Пример 4. Шпильки для остеосинтеза, изготовленные по примеру 1, диаметром 5 мм и длиной 50 мм, содержат 50 вес. сополимера N-винилпирролидона и метилметакрилата марки ППМ-1 (ТУ 42-2-361-80), 40 вес. крученого (120 кр/м) арамидного волокна Терлон СБК, 10 вес. оксиэтилцеллюлозного волокна. Шпильки имеют исходную прочность и модуль упругости на изгиб соответственно 500 МПа и 25000 МПа, через 8 месяцев после имплантации соответственно 250 МПа и 1100 МПа.
Пример 5. Штифты для остеосинтеза, диаметром 7 мм и длиной 350 мм содержат 20 вес. смеси сополимеров N-винилпирролидона и метилметакрилата марки ППМ-1 (ТУ 42-2-361-80) и N-винилпирролидона и бутилметакрилата марки ППБ-1 (ТУ 42-2-360-80) с соотношением ППМ-1/ППБ-1 соответственно 95:5, 40 вес. арамидного волокна Келлар 49 и 40 вес. модифицированного капронового волокна. Штифты изготавливаются по примеру 1 с прессованиекм при температуре 180-200oC. Штифты имеют исходную прочность и модуль упругости на изгиб соответственно 550 МПа и 30000 МПа, через 8 месяцев после имплантации соответственно 110 МПа и 3000 МПа.
Как видно из табл. 1, введение в состав композиции арамидных волокон позволяет по сравнению с прототипом увеличить в 2,3-8,5 раза модуль упругости и до 2,5 раза предел прочности композиции на изгиб.
Применение предлагаемой композиции, например, для остеосинтеза длинных трубчатых костей позволяет сократить сроки пребывания больных в стационаре.
название | год | авторы | номер документа |
---|---|---|---|
ИМПЛАНТАТ ДЛЯ ЗАМЕЩЕНИЯ ДЕФЕКТОВ НИЖНЕЙ ЧЕЛЮСТИ | 1995 |
|
RU2127568C1 |
ХИРУРГИЧЕСКИЙ ШОВНЫЙ МАТЕРИАЛ | 1988 |
|
RU2012353C1 |
СПОСОБ МОДИФИКАЦИИ ФОРМОВАННЫХ ИЗДЕЛИЙ | 1988 |
|
RU1531536C |
Соединительный элемент для замещения трубчатых органов | 1979 |
|
SU971309A1 |
МАТЕРИАЛ ДЛЯ ЗАПОЛНЕНИЯ ДЕФЕКТОВ КОСТНЫХ ТКАНЕЙ | 1991 |
|
RU2072871C1 |
МАТЕРИАЛ ДЛЯ ОСТЕОПЛАСТИКИ | 2001 |
|
RU2227037C2 |
ЭНДОПРОТЕЗ ИЗ КЕРАМИЧЕСКОГО МАТЕРИАЛА И НАБОР ЭНДОПРОТЕЗОВ ДЛЯ ВОССТАНОВЛЕНИЯ, КОРРЕКЦИИ, УСТРАНЕНИЯ ИЛИ ЗАМЕЩЕНИЯ ДЕФЕКТОВ ИЛИ ПОВРЕЖДЕНИЙ КОСТЕЙ ИЛИ ХРЯЩЕЙ | 2002 |
|
RU2204964C1 |
ИНСТРУМЕНТ ДЛЯ ОСТЕОСИНТЕЗА | 2002 |
|
RU2234880C1 |
Шовный материал | 1982 |
|
SU1402349A1 |
Способ лечения переломов длинных трубчатых костей | 1980 |
|
SU957876A1 |
Изобретение относится к области медицинской техники и касается имплантатов для травматологии. Цель - повышение прочности имплантата. Сущность заключается в том, что композиция для изготовления биодеструктирующих ортопедических имплантатов содержит армируемый сополимер - винилпирролидона и алкилакрилатов, а также биоинертные арамидные волокна и компоненты, взятые в определенных количественных соотношениях.
Композиция для изготовления биодеструктирующих ортопедических имплантатов, содержащая армируемый сополимер N-винилпирролидона и алкилакрилатов, отличающаяся тем, что она дополнительно содержит биоинертные арамидные волокна при следующем соотношении компонентов, мас.
Cополимер N-винилпирролидона и алкилакрилатов 20 60
Биодеструктирующие волокна 10 40
Арамидные волокна 3 40л
Авторское свидетельство N 601948, кл | |||
Устройство для сортировки каменного угля | 1921 |
|
SU61A1 |
Авторы
Даты
1997-03-10—Публикация
1992-05-19—Подача