СОСТАВ УГЛЕПЛАСТИКА ДЛЯ УСТРАНЕНИЯ ДЕФЕКТОВ КОСТИ Российский патент 2008 года по МПК A61L27/08 A61L27/04 A61F2/28 A61L27/14 

Изобретение относится к области медицины, а именно к челюстно-лицевой хирургии, и может быть использовано для устранения костных дефектов.

Известен состав углепластика для устранения дефектов костей "Остек", который содержит углеродную ткань ТГН-2М, полиамидную пленку 12/10 при следующем соотношении компонентов, мас.%:

Углеродная ткань ТГН-2М65Полиамидная пленка 12/1035

представляющий из себя пресс-пакет, состоящий из чередующихся между собой углеродной ткани ТГН-2М, размером 100×100×034-7 слоев; полиамидной пленки 12/10 в виде пленки размером 100×100×0,2-7 слоев (ТУ 48-4807-22989).

Однако указанный материал "Остек" при всех его положительных качествах имеет один серьезный недостаток - он рентгенопрозрачен со всеми вытекающими отсюда последствиями: при устранении различных костных дефектов у человека углеродным материалом "Остек" при контрольном исследовании рентгенологических снимков и компьютерных томограмм углеродный материал не визуализируется. В послеоперационном периоде невозможно проследить дальнейшую судьбу углеродных имплантатов, установленных во время операции.

Наиболее близким к предложенному является состав углепластика для устранения дефектов кости, содержащий углеродную ткань марки ТГН-2М полиамидную пленку 12/10, порошок металлического бора при следующем соотношении компонентов, мас.%:

Углеродная ткань ТГН-2М45-65Порошок металлического бора с размерами частиц 20-50 мкм2-20Полиамидная пленка 12/10остальное

[патент РФ N 2241495, A61L 27/08 A61F 2/28, 2003]

Недостатком указанного углепластика с порошком бора является то, что он плохо виден на спиральной компьютерной томограмме и не виден вообще при рентгенологическом исследовании, что затрудняет послеоперационный контроль за установленным углеродным материалом в организме человека. Также при исследовании пациентов на спиральном компьютерном томмографе увеличивается лучевая нагрузка в несколько раз. Также порошок бора в больших количествах токсичен для живых организмов.

Техническим результатом данного изобретения является повышение рентгеноконтрастности и биосовместимости, уменьшение токсичности материала.

Технический результат достигается тем, что в составе углепластика для устранения дефектов кости, содержащем углеродную ткань ТГН-2М, полиамидную пленку 12/10, отличительной особенностью является то, что он дополнительно содержит порошок кремния при следующем соотношении компонентов, мас.%:

Углеродная ткань ТГН-2М57,5-62,5Порошок кремния2,5-7,5Полиамидная пленка 12/10остальное

Желательно, чтобы размер частиц порошка кремния составлял 20-50 мкм.

Предложенный состав углепластика обладает высокими физико-механическими свойствами, высокой рентгеноконтрастностью, не токсичен, не канцерогенен, более биосовместим.

Кремний имеет плотность 2,328 г/см³, химически пассивный элемент, окисляется на воздухе при температуре свыше 400°С. До этих температур не образует никаких соединений с общей флорой, не растворяется ни в кислотах, ни щелочах, отличается высокой атмосферной стойкостью. Кремний добавляли в виде порошка 2,5-7,5% в пресс-пакет и проводили термомеханическую обработку по нижеприведенной технологии, которая сохраняет первоначальные свойства порошка кремния.

Пример 1.

Материал получают следующим образом: 62,5 г углеродной ткани марки ТГН-2М перекладывают 35 г полиамидной пленки 12/10, между которой равномерно распределяют 2,5 г порошка кремния с размерами частиц 20-50 мкм. Таким образом, полученный материал, состоящий из чередующихся между собой слоев углеродной ткани марки ТГН-2М, размером 100×100×0,34-7 слоев; полиамидной пленки 12/10 размером 100×100×0,2-7 слоев и порошка кремния 20-50 мкм, равномерно распределенного между тканью и полиамидной пленкой, подвергают горячему прессованию при температуре 210±5С°, давлении 100 кг/см² и выдержке 1 час. Свойства углепластика приведены в таблице.

Пример 2.

Материал, состоящий из 60 г углеродной ткани марки ТГН-2М, перекладывают 35 г полиамидной пленкой 12/10 и 5 г порошком кремния с размерами частиц 20-50 мкм соответственно, подвергают горячему прессованию по примеру 1. Свойства углепластика приведены в таблице.

Пример 3.

Материал, состоящий из 57,5 г углеродной ткани марки ТГН-2М, перекладывают 35 г полиамидной пленкой 12/10 и 7,5 г порошком кремния соответственно, подвергают горячему прессованию по примеру 1. Соотношение компонентов материала составляет 57,5:35:7,5 соответственно. Свойства углепластика приведены в таблице.

Технологическое оборудование позволяет получать заготовки размером 20×200×300 мм, из которых изготавливают имплантаты, механической обработкой по чертежам или слепкам применительно индивидуально к пациенту.

При добавлении более 7,5% порошка кремния начинают ухудшаться заданные свойства углеродного материала и его не рекомендуется вносить в биосреду человеческого организма, если добавлять менее 2,5% порошка кремния, материал окажется не рентгеноконтрастным и хирург не сможет проследить его дальнейшую судьбу, степень его износа.

Физико-механические свойства углепластика "Остек", "Остека" с бором и "Остека" с кремнием№п/пСвойства"Остек""Остек" с добавками бора"Остек" с кремнием2%4%6%8%12%15%2,5%5%7,5%1Плотность, г/см³1,161,181,201,231,261,331,361,201,281,312Пористость, %36,933,730,126,221,516,814,721,218,115,83Модуль упругости, МПа×10³1,831,91,941,971,992,022,053,843,713,354Прочность, МПапри изгибе49,650,551,351,552,654,156,462,360,657,8при сжатии13,114,616,317,919,221,222,724,926,328,1

Из таблицы видно, что при сравнительном анализе материала "Остек" и "Остек с добавками бора" и предлагаемого состава "Остек с добавками кремния" плотность материала в предлагаемом составе больше, чем в известных углепластиках "Остек". Также из таблицы видно, что при увеличении процентного содержания добавок бора и кремния плотность материала увеличивается, пористость уменьшается, модуль упругости увеличивается, прочность при сжатии и изгибе также увеличивается. Таким образом предлагаемый состав с добавками кремния (плотность визуализации по шкале Хаунсфильда 400-500 ед.) по сравнению с известным "Остек с добавками бора" (плотность визуализации по шкале Хаусфильда 70-150 ед.) обладает большей рентгеноконтрастностью. "Остек" без добавок не обладает рентгеноконтрастностью (плотность визуализации по шкале Хаусфильда 0 ед). Содержание бора в материале "Остек с добавками бора" достигает 12-15%, что отрицательно сказывается на биосовместимости материала, повышении токсичности и канцерогенности. Причем визуализация данного материала возможна только при использовании спирального компьютерного томографа, при этом лучевая нагрузка увеличивается в несколько раз. Кроме того, возрастает стоимость лучевой диагностики. Предлагаемый состав при меньшем содержании кремния обладает хорошей визуализацией при использовании рентгеновских методов исследования, при увеличении биосовместимости, отсутствии токсичности и канцерогенности, отсутствии коррозийных явлений, стойкостью к усталостным разрушениям, низкой величиной износа и упругостью, близкой к упругости кости и близкой к электропроводности тканей человеческого организма.

Изобретение относится к области медицины, а именно к челюстно-лицевой хирургии, и может быть использовано для устранения костных дефектов. Техническим результатом данного изобретения является повышение рентгеноконтрастности и биосовместимости, уменьшение токсичности и канцерогенности материала. Состав углепластика для устранения дефектов кости содержит углеродной материал ТГН-2М и полиамидную пленку 12/10. Состав дополнительно содержит порошок кремния при следующем соотношении компонентов, мас.%: углеродная ткань ТГН-2М 57,5-62,5, порошок кремния 2,5-7,5, полиамидная пленка 12/10 остальное. Размер частиц порошка кремния составляет 20-50 мкм. 1 з.п. ф-лы, 1 табл.

1. Состав углепластика для устранения дефектов кости, содержащий углеродную ткань марки ТГН-2М и полиамидную пленку 12/10, отличающийся тем, что состав дополнительно содержит порошок кремния при следующем соотношении компонентов, мас.%:

углеродная ткань ТГН-2М57,5-62,5порошок кремния2,5-7,5полиамидная пленка 12/10остальное