Покрытие для имплантируемых медицинских изделий, способ приготовления и нанесения покрытия Российский патент 2024 года по МПК A61L27/46 A61L27/58 

Изобретение относится к области биоактивного покрытия из биоразлагаемых полиэфиров для имплантируемых медицинских изделий, в частности покрытий для крепежных изделий.

Различные композиции для покрытия имплантируемых медицинских изделий и способы нанесения покрытия на такие изделия достаточно хорошо известны в данной области техники.

Имплантируемые медицинские изделия с нанесенным покрытием используют, например, в качестве заменителей кожи, костей или хрящей.

Заявленное изобретение предназначено для покрытия протезируемых устройств, в большей степени костей и хрящей, а также нанесения покрытиях на их элементы.

В патенте США №5788979 излагается способ покрытия биосовместимого вещества, которое вступает в соприкосновение с кровью больного, причем композиция для покрытия предназначена для того, чтобы предотвратить коагуляцию крови за счет биоматериала. В данном способе рассасывающийся материал, который совместим с кровью и тканями человеческого организма, сначала получают в жидком состоянии, а затем в жидкий рассасывающийся материал вводят антикоагулирующую композицию. Таким путем получают жидкий материал для покрытия, который можно наносить на биосовместимый материал непрерывно и затем сушить. Данным способом и с указанными материалами можно получать слои покрытия толщиной менее 100 мкм.

Кроме того, в патенте США №5788979 сообщают, что рассасывающийся материал может представлять, в частности, рассасывающиеся синтетические полимеры, такие как, например, полимеры полигликолевых кислот, полимеры молочных кислот, полигидроксибутираты, полигидроксивалераты, полидиоксаноны, модифицированные крахмалы, целлюлозы и т.п.

Общими признаками заявленного изобретения с известными из уровня техники биоразлагаемыми покрытиями для имплантов является применение биоразлагаемых полимеров.

Недостатком указанных покрытий является то, что после контакта с рекомбинантно продуцируемым гирудином у многих больных вырабатываются антитела против комплексов гирудин-тромбин, что делает антитромботическое действие данного вещества нерегулируемым.

Из уровня техники известно по патенту РФ №2452517 (дата приоритета: 30.08.2008 г., дата публикации: 10.06.2012 г., МПК A61L 31/16, A61L 27/04, A61F 2/82, A61L 27/34, A61F 2/06) биоразрушаемое покрытие, состоящее из биоразрушаемых полимеров и, в частности, желатина. Также для изготовления биоразлагаемого импланта используют резорбируемые вещества: соли металлов, такие как хлорид кальция, сульфат кальция, фосфат кальция.

Техническим результатом является получение покрытия с оптимизацией механических свойств и одновременно обеспечивающее повышение биосовместимости имплантируемых медицинских изделий.

Технический результат достигается за счет того, что используется покрытие для имплантируемых медицинских изделий, содержащее смесь по меньшей мере из трех компонентов: биоразлагаемый полиэфир, желатин и фосфат кальция, при этом массовое соотношение биоразлагаемого полиэфира и желатина находится в пределах (30 - 40):(10 - 20), где остальное фосфат кальция.

Материал, полученный по заявленному способу, обладает инкапсулирующей функцией для желатина и его пролонгированного высвобождения. Добавление к биоразлагаемому полиэфиру, например, полилактиду, поликапролактону или полигликолиду, желатина необходимо для увеличения гидрофильности покрытия, что требуется для предотвращения образования фиброзной капсулы вокруг импланта и улучшения адгезии и для обеспечения питанием быстро делящихся и пролиферирующих клеток. Использование фосфата кальция необходимо для удовлетворения потребности костных клеток в больших количествах «строительного материла» при образовании новой костной ткани. Предпочтительно использовать фосфат кальция в микро- и нанокристаллическом варианте для увеличения степени и скорости резорбции.

Именно заявленное соотношение биоразлагаемого полиэфира и желатина, а также добавление фосфата кальция позволило обеспечить достижение технического результата для покрытия имплантируемых изделий, выполненных из различных материалов.

Кроме того, концентрация суспензии смеси в покрытии для имплантируемых медицинских изделий может составлять от 10 мг/мл до 100 мг/мл.

В качестве биоразлагаемого полиэфира в покрытии может содержаться полилактид, полигликолид или их сополимеры.

Технический результат достигается за счет того, что реализуется способ приготовления покрытия для имплантируемых медицинских изделий, при котором смешивают в летучем растворителе до получения гомогенной смеси по меньшей мере три компонента: биоразлагаемый полиэфир, желатин и фосфат кальция, при массовом соотношении биоразлагаемого полиэфира и желатина в пределах (30 - 40):(10 - 20), где остальное фосфат кальция.

Использование легколетучего растворителя обеспечивает образование пористого покрытия на стадии сушки, что необходимо для увеличения шероховатости (т.е. общей поверхности) и, как следствие, клеточной адгезии к импланту. Биоразлагаемый полиэфир обеспечивает механическую прочность получаемого покрытия и служит матрицей, в которой диспергирован желатин и фосфат кальция.

Известен вариант реализации способа приготовления покрытия для имплантируемых медицинских изделий, в котором используют фосфат кальция с размером частиц от 20 до 100 нм.

Известен вариант реализации способа приготовления покрытия для имплантируемых медицинских изделий, в котором в качестве летучего растворителя используют хлороформ, дихлорметан или любой другой летучий растворитель, используемый для полимеров.

Также технический результат достигается за счет того, что реализуется способ нанесения покрытия имплантируемых медицинских изделий, при котором

- имплантируемое изделие погружают в заявленное покрытие,

- удаляют избыток покрытия с поверхности имплантируемого изделия;

- сушат имплантируемое изделие до достижения его постоянной массы.

Известен вариант реализации способа нанесения покрытия имплантируемых медицинских изделий, в котором имплантируемое изделие сушат в вакуумном шкафу в течение не менее 60 минут при температуре 60-70°С.

Известен вариант реализации способа нанесения покрытия имплантируемых медицинских изделий, в котором качестве имплантируемого изделия используют крепежный элемент.

Пример 1. Получение смеси для нанесения биоактивного покрытия для имплантируемых медицинских изделий.

Первоначально готовят раствор биоразлагаемого полимера, например, полилактида в легколетучем растворителе, например, хлороформе. Для этого растворяют, например, 6,2 г полилактида в 175 мл хлороформа, добавляют туда наночастицы фосфата кальция (8,6 г) размером около 30 нм и желатина (2,7 г). Далее диспергируют в ультразвуковой ванне для разрушения агрегатов в течение 40 мин и оставляют на автоматической качалке до момента использования. Содержание сухого остатка (суспензии) в данном варианте составляет 100 мг/мл, при массовом соотношении компонентов - полиэфир: желатин: фосфат кальция равно 35,4: 15,4: 49,2.

При других заявленных соотношениях биоразлагаемого полиэфира, желатина и фосфата кальция смесь получают аналогично примеру описанному выше.

Пример 2. Нанесение биоактивного покрытия толщиной 100 мкм.

В суспензию, полученную в примере 1, полностью погружают винт импланта размером 0.8 см*2.5 см, выполненный, например, из полилактида, выдерживают в течение 5 секунд, вынимают и удаляют избыток суспензии. После этого сушат полученный винт с покрытием до постоянной массы (60 минут) в вертикальном положении при температуре 60°С. Получают покрытие, которое по данным сканирующей электронном микроскопии имеет толщину 100-120 мкм и поры от 200 нм до 50 мкм.

Пример 3. Получение биоактивного покрытия толщиной 20 мкм.

Суспензию, полученную в примере 1, разводят в 10 раз по объему до концентрации сухого остатка 10 мг/мл и наносят биоактивное покрытие способом, описанным в примере 2, на имплантируемый винт. Получают покрытие толщиной 10-20 мкм с порами диаметром около 200 нм.

Таким образом, при осуществлении способа для приготовления покрытия, нанесения этого покрытия на медицинские имплантируемые изделия и само покрытие обеспечивают достижение заявленного технического результата.

Группа изобретений относится к области биоактивного покрытия для имплантируемых медицинских изделий, способов его изготовления и применения. Предлагаемое покрытие для имплантируемых медицинских изделий содержит три компонента: биоразлагаемый полиэфир, а именно полилактид, желатин и наночастицы фосфата кальция в массовом соотношении 31:13,5:43. Предлагается также способ приготовления смеси для нанесения биоактивного покрытия на имплантируемые медицинские изделия, при котором смешивают в легколетучем растворителе до получения смеси три компонента: биоразлагаемый полиэфир, а именно полилактид, желатин и наночастицы фосфата кальция в массовом соотношении 31:13,5:43, при этом смесь для нанесения покрытия представляет собой суспензию, полученную при растворении в летучем растворителе биоразлагаемого полиэфира и добавлении наночастиц фосфата кальция и желатина в указанном соотношении. Согласно предлагаемому способу нанесения покрытия на имплантируемые медицинские изделия, имплантируемое изделие, в частности имплантируемый крепежный элемент, погружают в смесь, приготовленную по описанному выше способу; удаляют избыток смеси с поверхности имплантируемого изделия; сушат имплантируемое изделие до достижения его постоянной массы. Группа изобретений обеспечивает получение покрытия с оптимизацией механических свойств и одновременно обеспечивающее повышение биосовместимости имплантируемых медицинских изделий. 3 н. и 5 з.п. ф-лы, 3 пр.

1. Покрытие для имплантируемых медицинских изделий, содержащее три компонента: биоразлагаемый полиэфир, а именно полилактид, желатин и наночастицы фосфата кальция в массовом соотношении 31:13,5:43.

2. Способ приготовления смеси для нанесения биоактивного покрытия на имплантируемые медицинские изделия, при котором смешивают в легколетучем растворителе до получения смеси три компонента: биоразлагаемый полиэфир, а именно полилактид, желатин и наночастицы фосфата кальция в массовом соотношении 31:13,5:43, при этом смесь для нанесения покрытия представляет собой суспензию, полученную при растворении в летучем растворителе биоразлагаемого полиэфира и добавлении наночастиц фосфата кальция и желатина в указанном соотношении.

3. Способ приготовления смеси для нанесения биоактивного покрытия на имплантируемые медицинские изделия по п.2, в котором используют фосфат кальция с размером зерен от 20 до 100 нм.

4. Способ приготовления смеси для нанесения биоактивного покрытия на имплантируемые медицинские изделия по п.2, в котором концентрация полученной суспензии составляет от 10 мг/мл до 100 мг/мл сухого остатка.

5. Способ приготовления смеси для нанесения биоактивного покрытия на имплантируемые медицинские изделия по п.2, в котором в качестве легколетучего растворителя используют хлороформ, дихлорметан.

6. Способ нанесения покрытия на имплантируемые медицинские изделия, при котором

- имплантируемое изделие погружают в смесь, приготовленную по способу по любому из пп.2-5,

- удаляют избыток смеси с поверхности имплантируемого изделия;

- сушат имплантируемое изделие до достижения его постоянной массы.

7. Способ нанесения покрытия на имплантируемые медицинские изделия по п.6, в котором имплантируемое изделие сушат в вакуумном шкафу в течение не менее 60 минут при температуре 60-70°С.

8. Способ нанесения покрытия на имплантируемые медицинские изделия по п.6, в котором качестве имплантируемого изделия используют имплантируемый крепежный элемент.