Изобретение относится к медицинской технике, а именно к способу нанесения покрытия на титан и его сплавы, и может быть использовано в травматологии и ортопедии.
Известен способ анодирования металлов импульсным током в условиях искрового разряда, при котором оксидное покрытие на титане и его сплавах содержит оксиды титана, кальция, фосфора. Полученное покрытие с преобладающим содержанием оксида титана обладает биокондуктивными свойствами со слабо выраженной "биологической" фиксацией к тканям (БИ 23, 20.08.2000, RU 2154463).
Задачей изобретения является удешевление и упрощение способа получение биоактивного покрытия, обладающего повышенной "биологической" фиксацией к тканям.
Поставленная задача достигается тем, что способ анодирования имплантата из титана и его сплавов импульсным током или постоянным током в условиях искрового разряда ведут в растворе фосфорной кислоты концентрацией 5-25%, дополнительно содержащем порошок СаО до пересыщенного состояния, или в 5-10% суспензии гидроксиапатита дисперсностью менее 70 мкм в этом пересыщенном растворе.
Отличие заявляемого способа заключается в том, что процесс ведут в растворе фосфорной кислоты концентрацией 5-25%, пересыщенном СаО, или в 5-10% суспензии гидроксиапатита дисперсностью менее 70 мкм в этом пересыщенном растворе. Предложенный способ нанесения покрытия позволяет уменьшить расход более дорогого и дефицитного гидроксиапатита по сравнению с СаО.
Впервые создан способ нанесения покрытия на титан и его сплавы, позволяющий получить новый, неизвестный ранее положительный результат, заключающийся в получении биоактивного покрытия с преобладающим содержанием оксидов кальция и фосфора, обладающего остеокондуктивными свойствами и повышенной "биологической" фиксации к тканям.
Сущность способа заключается в следующем. Берут раствор фосфорной кислоты концентрацией 5-25%, дополнительно добавляют порошок СаО до пересыщенного состояния или в растворе фосфорной кислоты с концентрацией 5-25%, содержащем порошок СаО до пересыщенного состояния, дополнительно добавляют 5-10% порошка гидроксиапатита для создания суспензии. Готовый к покрытию имплантат помещают в раствор. Через раствор пропускают постоянный или импульсный ток напряжением 90-200 В с частотой следования импульсов 0,5-10,0 Гц в течение 10-30 мин. Процесс ведут при постоянном перемешивании и температуре 20-35oС. При этом получают толщину покрытия 5-40 мкм.
Для лучшего понимания сущности изобретения предлагаем конкретные примеры.
Пример 1.
Приготавливают раствор 5% фосфорной кислоты. Затем добавляют порошок СаО до пересыщенного состояния. Готовый к покрытию имплантат помещают в приготовленный раствор. Через раствор пропускают импульсный ток напряжением 200 В при частоте следования импульсов 0,5 Гц. Процесс ведут при постоянном перемешивании и температуре 20-35oС в течение 30 минут. Полученная толщина покрытия составляет 5-10 мкм.
Пример 2.
К 25%-ному раствору фосфорной кислоты добавляют порошок СаО до пересыщенного состояния. Затем добавляют 10% порошка гидроксиапатита для получения суспензии. Готовый к покрытию имплантат помещают в приготовленный раствор. Через раствор пропускают постоянный ток напряжением 90 В. Процесс ведут при постоянном перемешивании и температуре 20-35oС в течение 10 мин. Полученная толщина покрытия составляет 35-40 мкм.
Имплантаты из титана и его сплавов, полученные заявляемым способом, прошли испытания остеоиндуктивных и остеокондуктивных свойств. В качестве контроля использовали имплантаты, полученные способом-прототипом и имеющие состав по прототипу. Имплантаты были выполнены из титана марки ВТ1-0 и его сплавов диаметром 12 мм, толщиной 1,1-1,2 мм.
Опыты проведены на самцах мышей линии Balb/c (лаборатория биомодулирования СО ТНЦ РАМН), массой 18-21 г, находящихся в стандартных условиях и диете. Мышей предварительно выдерживали в течение 2-3 недель в карантине, больные и нестандартные животные выбраковывались.
Каждому животному после дачи эфирного наркоза подкожно вводили по 4 диска. Для определения остеокондуктивных свойств на диски наносили столбик костного мозга, выделенного из бедренной кости путем вымывания 1-2 мл среды D-MEM с 5% эмбриональной телячьей сывороткой.
Через 1 месяц определяли физическими методами силу сцепления дисков с окружающей тканью. Оценку размеров очагов костеобразования осуществляли с помощью микроскопа МБС-2 морфометрическим методом, после чего делали гистологический, цитологический и цитохимический анализ (щелочная фосфотаза) для определения качественного состава клеток на поверхности имплантата и реакции на него окружающей ткани.
В результате проведенных исследований было установлено, что признаков воспаления, нагноения, аллергических реакций со стороны окружающих тканей вокруг покрытий ни в одном случае не было (табл.).
Сила сцепления имплантатов к окружающим тканям была максимальной у дисков, полученных предлагаемым способом, без образования капсулы. А минимальная - у дисков, полученных по способу-прототипу и имеющих состав по прототипу.
Результаты обрабатывали методом непараметрической статистики.
Биоактивные материалы, содержащие дополнительно кальцийфосфатные соединения (заявляемое изобретение), не вызывают вокруг себя нагноения, воспаления, аллергической реакции, не образуют капсулы, хорошо сцеплены с окружающей тканью и обладают высокими остеокондуктивными свойствами.
Покрытия, полученные заявляемым способом, могут быть рекомендованы для усиления фиксации вводимых имплантатов, когда обычными способами не удается добиться их стабильного взаимодействия с костной тканью.
название | год | авторы | номер документа |
---|---|---|---|
КАЛЬЦИЙ-ФОСФАТНОЕ БИОЛОГИЧЕСКИ АКТИВНОЕ ПОКРЫТИЕ НА ИМПЛАНТАТЕ И СПОСОБ ЕГО НАНЕСЕНИЯ | 2009 |
|
RU2423150C1 |
КАЛЬЦИЙ-ФОСФАТНОЕ БИОЛОГИЧЕСКИ АКТИВНОЕ ПОКРЫТИЕ НА ИМПЛАНТАТЕ | 2012 |
|
RU2507316C1 |
ПОКРЫТИЕ НА ИМПЛАНТАТ ИЗ ТИТАНА И ЕГО СПЛАВОВ И СПОСОБ ЕГО НАНЕСЕНИЯ | 1999 |
|
RU2154463C1 |
СПОСОБ НАНЕСЕНИЯ ПОКРЫТИЯ НА ИМПЛАНТАТ ИЗ ТИТАНА И ЕГО СПЛАВОВ | 1999 |
|
RU2159094C1 |
СПОСОБ НАНЕСЕНИЯ БИОАКТИВНОГО НАНО- И МИКРОСТРУКТУРИРОВАННОГО КАЛЬЦИЙФОСФАТНОГО ПОКРЫТИЯ НА ИМПЛАНТАТ ИЗ ТИТАНА И ЕГО СПЛАВОВ | 2010 |
|
RU2444376C1 |
Способ получения модифицированного биопокрытия на имплантате из титана (варианты) | 2019 |
|
RU2693468C1 |
Способ нанесения синтетического биоактивного кальций-фосфатного минерального комплекса на имплантаты медицинского назначения | 2015 |
|
RU2606366C1 |
КАЛЬЦИЙ-ФОСФАТНОЕ ПОКРЫТИЕ НА ТИТАНЕ И ТИТАНОВЫХ СПЛАВАХ И СПОСОБ ЕГО НАНЕСЕНИЯ | 2005 |
|
RU2291918C1 |
СПОСОБ ФОРМИРОВАНИЯ ПОКРЫТИЯ НА ИМПЛАНТАТЕ ИЗ СПЛАВА ТИТАНА | 2018 |
|
RU2681329C1 |
Способ получения модифицированного биопокрытия с наночастицами Fe-Cu на имплантате из титана | 2021 |
|
RU2771813C1 |
Изобретение относится к медицинской технике и может быть использовано в травматологии и ортопедии. Предложен способ нанесения покрытия на имплантат из титана и его сплавов, включающий анодирование имплантата импульсным или постояным током в условиях искрового разряда с частотой следования импульсов 0,5-10,0 Гц в растворе фосфорной кислоты в течение 10-30 мин при постоянном перемешивании, причем анодирование ведут при напряжении 90-200 В и 20-35oС в растворе фосфорной кислоты с концентрацией 5-25%, содержащем порошок СаО до пересыщенного состояния, или в растворе фосфорной кислоты с концентрацией 5-25%, содержащем порошок СаО до пересыщенного состояния и дополнительно 5-10% суспензии гидроксиапатита дисперсностью менее 70 мкм для создания суспензии. Изобретение позволяет удешевить и упростить способ получения биоактивного покрытия. 1 табл.
Способ нанесения покрытия на имплантат из титана и его сплавов, включающий анодирование имплантата импульсным или постоянным током в условиях искрового разряда с частотой следования импульсов 0,5-10,0 Гц в растворе фосфорной кислоты в течение 10-30 мин при постоянном перемешивании, отличающийся тем, что анодирование ведут при напряжении 90-200 В и температуре 20-35°С в растворе фосфорной кислоты с концентрацией 5-25%, содержащем порошок СаО до пересыщенного состояния, или в растворе фосфорной кислоты с концентрацией 5-25%, содержащем порошок СаО до пересыщенного состояния и дополнительно 5-10% суспензии гидроксиапатита дисперсностью менее 70 мкм для создания суспензии.
ПОКРЫТИЕ НА ИМПЛАНТАТ ИЗ ТИТАНА И ЕГО СПЛАВОВ И СПОСОБ ЕГО НАНЕСЕНИЯ | 1999 |
|
RU2154463C1 |
СПОСОБ НАНЕСЕНИЯ ПОКРЫТИЯ НА ИМПЛАНТАТ ИЗ ТИТАНА И ЕГО СПЛАВОВ | 1999 |
|
RU2159094C1 |
RU 99124128 A, 27.08.2001 | |||
СПОСОБ АНОДИРОВАНИЯ ТИТАНА | 0 |
|
SU197540A1 |
Погружной бесштанговый электронасос | 1964 |
|
SU700685A1 |
Авторы
Даты
2004-01-20—Публикация
2002-07-16—Подача