МАТЕРИАЛ ДЛЯ ЗАПОЛНЕНИЯ КОСТНЫХ ЧЕЛЮСТНО-ЛИЦЕВЫХ И СТОМАТОЛОГИЧЕСКИХ ДЕФЕКТОВ Российский патент 2007 года по МПК A61K6/33 

Описание патента на изобретение RU2292867C1

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

Кальций фосфатные цементы получают на основе реакционно-твердеющей порошковой смеси (РПС) двух или более фосфатов кальция и затворяющей жидкости (ЗЖ). Исходный порошок представляет смесь кислых и основных фосфатов. При добавлении в смесь ЗЖ компоненты начинают взаимодействовать между собой через жидкую фазу по механизму растворения-осаждения с образованием нейтральных (рН˜7) фосфатов. В качестве исходной смеси (S.Takagi, L.C.Chow, K.Ishikawa, "Formation of hydrohyapatite in new calcium phosphate cements", Biomaterials, 19 (1998), pp.1593-1599) использовали трикальций фосфат в сочетании с гидроксидом кальция или карбонатом кальция, аморфный фосфат кальция с гидроксидом кальция, дикальций фосфат с гидроксидом кальция или карбонатом кальция. В качестве ЗЖ применяли водные растворы гидроксида натрия или двухзамещенного ортофосфата натрия. При смешении смеси порошков фосфата кальция с ЗЖ образуется тестоподобная масса, которая со временем схатывается до образования прочного гидроксиапатитового цементного камня, состоящего из кристаллического гидроксиапатита (ГА).

Предложенные материалы могут быть использованы в качестве цементных паст для заполнения костных челюстно-лицевых и стоматологических дефектов. Недостатком данных материалов является низкая прочность - менее 8 МПа.

Наиболее близким по техническому решению является фосфатный цемент (В.В.Самускевич, Н.Х.Белоус, Л.Н.Самускевич, А.А.Добрышевская. Цемент водного затворения на основе гидроксиапатита и термообработанного дигидрофосфата кальция. Неорганические Материалы, 2000, т.36, №9, с.1148-1152), состоящий из смеси порошков гидроксиапатита (ГА) и термообработанного дигидрофосфата кальция, в качестве ЗЖ используется вода. При добавлении затворяющей жидкости компоненты смеси реагируют друг с другом с образованием аморфной фазы, которая в процессе схватывания превращается в кристаллический ГА.

Существенным недостатком данного материала является низкая прочность - не более 30 МПа и быстрое время схватывания - 2-3 мин. Быстрое схватывание и низкая прочность не позволяют формовать костные имплантаты сложной конфигурации, залечивать костные дефекты большой площади и объема.

Технический результат предлагаемого изобретения - повышение прочности кальций фосфатного цементного материала. Для достижения технического результата предлагается использование в качестве РПС смеси порошков ГА, дикальций фосфата (ДКФ) и трикальций фосфата (ТКФ) и в качестве ЗЖ - раствора кислых фосфатов магния и калия в фосфорной кислоте, что позволяет существенно повысить прочность цементного материала на основе ГА. Цемент, состоящий из реакционной смеси ГА, ДКФ и ТКФ и ЗЖ на основе фосфатов магния и калия, не известен. Содержание в РПС ГА ДКФ 10-60 мас.% ТКФ 15-75 мас.%. Количество вводимой затворяющей жидкости ЗЖ (мл) к количеству РПС (г) должно быть в пределах 0.25-0,65 (ЗЖ (мл)/РПС (г)=0.25-0,65). Время схатывания изменялось от 6 до 35 мин в зависимости от количества и состава ЗЖ и соотношения фосфатов в РПС. После добавления ЗЖ в РПС, жидкая фаза вступает в реакцию, при этом происходит частичное растворение РПС с последующим осаждением в виде аморфной фазы. В процессе схватывания формируется структура, состоящая из кристаллов ГА, которые покрыты прослойками цементирующей аморфной фазы, обеспечивающей прочное сцепление кристаллов между собой. При использовании ТКФ в количествах больших 75 мас.%, а ДКФ в количествах меньших 10 мас.% получаемый материал характеризуется относительно высокими значениями рН (щелочная среда), введение ТКФ менее 15 мас.% и ДКФ более 60 мас.%, напротив, приводит к уменьшению рН (кислая среда), что неблагоприятно сказывается на биосовместимости с организмом человека. Введение ГА в количествах более 80 мас.% приводит к быстрому схатыванию твердеющей смеси, и наоборот, при введении менее 20 мас.% схватывание происходит очень медленно, и в том и другом случае это затрудняет применение данного материала в медицине. В случае использования затворяющей жидкости в количестве меньшем нижнего предела (ЗЖ (мл)/твердое (гр)<0,25) или использования высококонцентрированных растворов ЗЖ с содержанием фосфата магния более 75 мас.% и фосфата калия более 25 мас.% получаемая смесь имела высокую вязкость, что приводило к образованию многочисленных трещин при формовании изделия необходимой конфигурации. При применении ЗЖ в количестве выше верхнего предела (ЗЖ (мл)/ЦПС (г)>0.65), а также разбавленных растворов с большим содержанием воды более 45 мас.%, содержанием фосфата магния менее 15 мас.% и фосфата калия менее 3,5 мас.%, смесь получалась слишком жидкой, что не позволяло формовать изделия ввиду растекания смеси. Кроме того, значительно увеличивалось время схватывания, что приводило к снижению прочности, особенно в первые минуты твердения.

Пример получения образца №1. Порошки 12 г ГА, 10 г ДКФ и 18 г ТКФ смешивают в вибромельнице корундовыми шарами в течение 20 мин. Полученную РПС в количестве 0,6 г смешивают с 0,3 мл ЗЖ (40 мас.% фосфата магния и 40 мас.% фосфата калия, фосфорной кислоты 12 мас.%, 8 мас.% воды). Смешение проводят в течение 1-2 мин металлическим шпателем на стекле до сметаноподобного состояния, после чего смесь помещают в цилиндрическую форму диаметром 0,8 см. По истечении нескольких минут отформованный образец вынимают и помещают в термостат при температуре 37°С и относительной влажности 100%. Через 24 ч отвержденный образец имеет прочность на сжатие 110 МПа.

Аналогично были изготовлены образцы, имеющие составы в пределах заявленных, и определены их свойства в сравнении с прототипом. Полученные результаты сведены в таблицу.

Предлагаемый кальций фосфатный цемент состоит из смеси порошков ГА, ДКФ и ТКФ и ЗЖ - растворов фосфатов магния и калия, в фосфорной кислоте, характеризуется более высокой прочностью.

Состав и свойства цементных материаловЗЖ, мл/РПС, гСоотношение компонентов в РПС, мас.%Состав ЗЖ, мас.%Время схватывания (37°С, 100% относительная влажность),Прочность на сжатие, МПа1минГАТКФДКФФосфат магнияФосфат калияФосфорная кислотаВода10.530452540401281011020.2575151015565564530.65157510753,51011,5353840.42020601725134525346(прототип)0.3ГА---10033070.159550800200-Образецрассыпался80.459051040050Более 60490.8101080030700Более 6031Испытания проводили через 24 часа после затворения.

Похожие патенты RU2292867C1

название год авторы номер документа
МАТЕРИАЛ ДЛЯ ЗАПОЛНЕНИЯ КОСТНЫХ ЧЕЛЮСТНО-ЛИЦЕВЫХ И СТОМАТОЛОГИЧЕСКИХ ДЕФЕКТОВ 2005
  • Баринов Сергей Миронович
  • Смирнов Валерий Вячеславович
  • Фадеева Инна Вилоровна
  • Кубарев Олег Леонидович
RU2292865C1
МАТЕРИАЛ ДЛЯ ЗАПОЛНЕНИЯ КОСТНЫХ ЧЕЛЮСТНО-ЛИЦЕВЫХ И СТОМАТОЛОГИЧЕСКИХ ДЕФЕКТОВ 2005
  • Баринов Сергей Миронович
  • Смирнов Валерий Вячеславович
  • Фадеева Инна Вилоровна
  • Кубарев Олег Леонидович
RU2292866C1
МАТЕРИАЛ ДЛЯ ЗАПОЛНЕНИЯ КОСТНЫХ ЧЕЛЮСТНО-ЛИЦЕВЫХ И СТОМАТОЛОГИЧЕСКИХ ДЕФЕКТОВ 2005
  • Баринов Сергей Миронович
  • Смирнов Валерий Вячеславович
  • Фадеева Инна Вилоровна
  • Кубарев Олег Леонидович
RU2292868C1
КОМПОЗИЦИОННЫЙ МАТЕРИАЛ ДЛЯ ЗАПОЛНЕНИЯ КОСТНЫХ ДЕФЕКТОВ НА ОСНОВЕ КАЛЬЦИЙФОСФАТНОГО ЦЕМЕНТА 2006
  • Смирнов Валерий Вячеславович
  • Баринов Сергей Миронович
  • Егоров Алексей Александрович
RU2322228C1
ОСТЕОГЕННЫЙ БИОРЕЗОРБИРУЕМЫЙ МАТЕРИАЛ ДЛЯ ЗАМЕЩЕНИЯ КОСТНЫХ ДЕФЕКТОВ И СПОСОБ ЕГО ПОЛУЧЕНИЯ 2012
  • Полежаева Любовь Константиновна
RU2504405C1
БИОСОВМЕСТИМЫЙ КОСТНОЗАМЕЩАЮЩИЙ МАТЕРИАЛ И СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ЕГО 2012
  • Полежаева Любовь Константиновна
RU2494721C1
СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ КАЛЬЦИЙФОСФАТНОГО ЦЕМЕНТА ДЛЯ ЗАПОЛНЕНИЯ ДЕФЕКТОВ КОСТНОЙ ТКАНИ 2014
  • Антонова Ольга Станиславовна
  • Гольдберг Маргарита Александровна
  • Смирнов Сергей Валерьевич
  • Смирнов Валерий Вячеславович
  • Баринов Сергей Миронович
  • Куцев Сергей Владимирович
RU2585575C1
Кальцийфосфатный цемент для заполнения костных дефектов 2017
  • Баринов Сергей Миронович
  • Гольдберг Маргарита Александровна
  • Антонова Ольга Станиславовна
  • Смирнов Валерий Вячеславович
  • Смирнов Сергей Валерьевич
  • Хайрутдинова Динара Рустамовна
RU2679140C1
КОМПОЗИЦИОННЫЙ КАЛЬЦИЙФОСФАТНЫЙ ЦЕМЕНТ ДЛЯ КОСТНОЙ ПЛАСТИКИ 2014
  • Грищенко Дина Николаевна
  • Медков Михаил Азарьевич
  • Дюйзен Инесса Валерьевна
  • Шулепин Иван Владимирович
RU2554769C1
КОМПОЗИЦИОННЫЙ МАТЕРИАЛ НА ОСНОВЕ КАЛЬЦИЙФОСФАТНОГО ЦЕМЕНТА ДЛЯ ЗАПОЛНЕНИЯ КОСТНЫХ ДЕФЕКТОВ 2012
  • Смирнов Валерий Вячеславович
  • Баринов Сергей Миронович
  • Комлев Владимир Сергеевич
  • Егоров Алексей Александрович
RU2484850C1

Реферат патента 2007 года МАТЕРИАЛ ДЛЯ ЗАПОЛНЕНИЯ КОСТНЫХ ЧЕЛЮСТНО-ЛИЦЕВЫХ И СТОМАТОЛОГИЧЕСКИХ ДЕФЕКТОВ

Изобретение относится к области медицины и касается материалов для корреляции фрагментов альвеолярного отростка, закрытия полостей в костных тканях. Материал выполнен на основе реакционно-твердеющей смеси порошков, содержащей гидроксиапатит и дикальций фосфат, и трикальций фосфат, а в качестве затворяющей жидкости используют раствор фосфата магния и фосфата калия в фосфорной кислоте при определенном количественном содержании их в затворяющей жидкости, при этом количество затворяющей жидкости к количеству реакционно-твердеющей смеси составляет (г): 0,25-0,65. Недорогие исходные компоненты и высокая прочность позволяют широко использовать данный материал для корреляции фрагментов альвеолярного отростка, закрытия полостей в костных тканях и лечения различных трещин травматического генеза. 1 табл.

Формула изобретения RU 2 292 867 C1

Материал для заполнения костных челюстно-лицевых и стоматологических дефектов на основе реакционно-твердеющей смеси порошков, содержащий порошок гидроксиапатита и затворяющей жидкости, отличающийся тем, что реакционно-твердеющая смесь содержит порошок трикальций фосфата и дикальций фосфата, а в качестве затворяющей жидкости - раствор фосфатов магния и фосфатов калия в фосфорной кислоте, при этом содержание компонентов в реакционно-твердеющей смеси составляет, мас.%:

Гидроксиапатит15,0-75,0Дикальций фосфат10,0-60,0Трикальций фосфат 15,0-75,0

содержание компонентов в затворяющей жидкости составляет, мас.%:

Фосфат магния15,0-75,0Фосфат калия3,5-25,0Фосфорная кислота10,0-65,0Вода5,0-45,0

а количество завторяющей жидкости к количеству реакционно-твердеющей смеси находится в пределах 0,25-0,65.

Документы, цитированные в отчете о поиске Патент 2007 года RU2292867C1

Самускевич В.В
и др
Неорганические материалы, 2000, т.36, №9, с.1148-1152
МАТЕРИАЛ ДЛЯ ЗАПОЛНЕНИЯ ДЕФЕКТОВ КОСТНОЙ ТКАНИ 1995
  • Налапко В.И.
  • Овчаренко Н.И.
  • Кабешов В.Т.
  • Кабешова Л.А.
RU2107490C1
ФОСФАТНЫЙ ЦЕМЕНТ 2002
  • Сигов А.С.
  • Евдокимов А.А.
  • Кецко В.А.
RU2229873C1
ЦЕМЕНТ ДЛЯ ЗАМЕЩЕНИЯ КОСТНОЙ ТКАНИ 2003
  • Арсеньев П.А.
  • Арсеньев И.П.
  • Балин В.Н.
  • Балин Д.В.
  • Тихонов Н.Н.
  • Трезвов В.В.
  • Трезвова Н.В.
  • Феоктистов А.Ф.
RU2236216C1
ЦЕМЕНТ ДЛЯ ЗАМЕЩЕНИЯ КОСТНОЙ ТКАНИ 2003
  • Арсеньев П.А.
  • Арсеньев И.П.
  • Балин В.Н.
  • Балин Д.В.
  • Тихонов Н.Н.
  • Трезвов В.В.
  • Трезвова Н.В.
  • Феоктистов А.Ф.
RU2236217C1

RU 2 292 867 C1

Авторы

Баринов Сергей Миронович

Смирнов Валерий Вячеславович

Фадеева Инна Вилоровна

Кубарев Олег Леонидович

Даты

2007-02-10Публикация

2005-05-06Подача