МАТЕРИАЛ ДЛЯ ЗАМЕЩЕНИЯ ДЕФЕКТОВ КОСТНОЙ ТКАНИ Российский патент 2006 года по МПК A61L27/00 A61K6/33 

Изобретение относится к медицине, а именно использованию для корреляции фрагментов альвеолярного отростка, закрытия небольших полостей в костных тканях и лечения различных трещин травматического генеза.

Известны фосфатные связующие, состоящие из смеси фосфатов кальция и затворяющей жидкости (ЗЖ) (1). В качестве исходной смеси фосфатов используются тетракальциевый фосфат - Са₄(PO₄)₂O в сочетании с брушитом - CaHPO₄·2Н₂О, монетитом - CaHPO₄, октакальциевым фосфатом - Ca₈H₂(PO₄)·5H₂O, альфа- и бета-трикальциевым фосфатом. Смешение с ЗЖ (5-10 мМ Н₃PO₄) проводят в количестве, необходимом для достижения необходимой вязкости. Под воздействием жидкой фазы между компонентами происходила реакция образования гидроксиапатита с одновременным твердением тестообразного материала и образованием прочного связующего материала. Предложенные материалы могут быть использованы в качестве цементных паст для заполнения костных челюстно-лицевых и стоматологических дефектов. Недостатком данных материалов является многостадийность подготовки фосфатных связующих, а также их высокая стоимость, что связано с необходимостью предварительного синтеза дорогостоящих исходных компонентов - татракальциевого фосфата, октакальциевого фосфата и альфа- и бета-трикальциевого фосфата, требующих специального дорогостоящего оборудования для высокотемпературного синтеза перечисленных материалов. Кроме того, полученные синтезированные твердые порошки необходимо измельчать до мелкодисперсного состояния 4-5 мкм, что также приводит к повышению окончательной стоимости материала.

Наиболее близким по техническому решению является двухкомпонентное фосфатное связующее, состоящее из смеси порошков гидроксида кальция и однозамещенного фосфата калия (2). При сухом смешении между компонентами связующего химическое взаимодействие отсутствует. При добавлении ЗЖ - водного раствора однозамещенного фосфата калия - происходит химическая реакция с образованием гидроксиапатита. В результате взаимодействия формируется каркас из зерен гидроксиапатита.

Существенным недостатком данного материала является низкая прочность и большое время схватывания. Причиной снижения механической прочности является высокая пористость, а также непрочный рыхлый контакт между зернами, имеющий адгезионный характер. Низкая скорость химической реакции между компонентами приводит к увеличению времени твердения.

Технический результат предлагаемого изобретения - повышение прочности кальцийфосфатного связующего материала.

Для достижения технического результата предлагается использование в качестве ЗЖ раствора фосфатов магния в фосфорной кислоте - МФР (раствор MgO - Р₂О₅-Н₂О), что позволяет существенно повысить прочность связующего материала на основе смеси порошков гидроксида кальция и однозамещенного фосфата калия. Связующие данного состава неизвестны. Затворяющая жидкость вводится в количестве 45-65 мас.%. ЗЖ синтезировали растворением оксида магния в фосфорной кислоте с последующим выпариванием до плотности 1,40-1,75 г/см³. При использовании этой ЗЖ время схатывания изменялось от 5 до 12 минут в зависимости от количества ЗЖ. В процессе твердения образуются прочные цементирующие контакты между частицами порошка за счет распределения по границам кристаллов цементирующих прочных прослоек кристаллогидратов магнийфосфатных соединений. В случае использования ЗЖ в количестве меньше 45 мас.% или плотностью больше 1,75 г/см³ получаемая смесь имела высокую вязкость, что приводило к образованию многочисленных трещин при формовании изделия необходимой конфигурации. При применении связующего, содержащего более 75 мас.% жидкой фазы или с плотностью менее 1,40, наоборот смесь получалась слишком жидкой, что не позволяло формовать изделия ввиду растекания смеси, кроме того, значительно увеличивалось время схатывания.

Пример. 8,16 г однозамещенного фосфата калия КН₂PO₄ и 7,4 г гидроксида кальция Са(ОН)₂ смешивают в вибромельнице корундовыми шарами в течение 5 минут. Полученный порошок в количестве 0,5 гр. смешивают с магнийфосфатным раствором в количестве 0,6 гр. плотностью 1,67 г/см³. Смешение проводят в течение 1-2 минут металлическим шпателем на стекле до тестоподобного состояния, после чего смесь помещают в цилиндрическую форму диаметром 0,8 см. По истечении 10 минут образец вынимают и помещают в термостат с температурой 37°С со 100% влажностью. Через 24 часа образцы имеют прочность на сжатие 30 МПа и пористость 44%. Аналогично были изготовлены образцы, имеющие составы в пределах заявленных, и определены их свойства в сравнении с прототипом. Полученные результаты сведены в таблицу.

Предлагаемое кальцийфосфатное связующее, состоящее из смеси порошков гидроксида кальция и однозамещенного фосфата калия и затворяющей жидкости - раствора фосфатов магния в фосфорной кислоте, характеризуется более высокой прочностью, более низкой пористостью по сравнению с прототипом.

Таблица 1
Состав и свойства кальцийфосфатных связующих№Затворяющая жидкостьПлотность затворяющей жидкости, г/см³Кол-во затворяющей жидкости, мас.%Время схватывания, минОткрытая пористость, %Прочность на сжатие, МПа¹1МФР1.67561044302МФР1.40653042123МФР1.7545848184 (прототип)КН₂PO₄, 1 моль/лНе определялась33,4Более 24 часов6545МФР1.774056086МФР1.357030556¹Испытания проводили через 24 часа после затворения.

Изобретение относится к области стоматологии и касается материалов для заполнения челюстно-лицевых и стоматологических дефектов. Материал для замещения дефектов костной ткани выполнен на основе порошков гидроксида кальция, однозамещенного фосфата калия и затворяющей жидкости, при этом затворяющая жидкость содержит раствор фосфата магния и фосфорной кислоты, взятых в определенном количественном содержании, а содержание компонентов в самом материале также находится в определенном количественном содержании. Материал обладает повышенной прочностью и высокой пористостью и в процессе быстрого твердения формируется прочный каркас. 1 табл.

Материал для замещения дефектов костной ткани на основе порошков гидроксида кальция, однозамещенного фосфата калия и затворяющей жидкости, отличающийся тем, что затворяющая жидкость содержит раствор фосфата магния и фосфорной кислоты при следующем соотношении компонентов в затворяющей жидкости, мас.%:

MgO10,0-15,0Н₃PO₄40,0-65,0H₂O20,0-45,0

а содержание компонентов в материале находится в следующем соотношении, мас.%:

Са(ОН)₂17,0-27,0КН₂PO₄18,0-28,0Затворяющая жидкость45,0-65,0