Способ получения композиционного материала преимущественно для изготовления искусственной кости для зуба Советский патент 1992 года по МПК C22C1/09 

Изобретение относится к способам изготовления составных материалов содержащих существенную часть волокон или других удлиненных частиц, и может быть использовано в медицине - в стоматологии и хирургии для протезирования и эндопро- тезирования.

Известен способ изготовления материалов с разноплотными слоями, включающий пропитку слоев пористого органического наполнителя шликером спекаемого материала, укладку одного слоя на другой, сушку многослойного изделия и обжиг (См. Патент ФРГ № 1209480, МКИ В 18/03, 1966 г.).

Применяя этот способ, можно получить материал с разными физико-химическими свойствами по толщине.

Недостатком такого материала является низкая механическая прочность.

Этого недостатка лишен способ изготовления материала, заключающийся в пропитке слоев пористого органического

наполнителя шликером спекаемого материала, укладке на них армирующих стержней, укладке одного слоя наполнителя на другой, сжимании слоев наполнителя до контакта их поверхностей друг с другом, сушке многослойного изделия и обжиге-(см. Заявку № 4144231/23-33/155737/ от 10.11.86, авторы Борисов В.А. и др.).

Этот материал имеет высокую механическую прочность,однако слишком большая пористость затрудняет стерилизацию этого материала в случае применения его для протезирования.

Целью изобретения является повышение прочности за счет снижения пористости и улучшение вживаемости в биологическую ткань.

Для этого в способе получения композиционного материала преимущественно для изготовления искусственной кости для зуба, включающем пропитку слоев пористого органического наполнителя шликером на

XI

сл о ю

W

основе металлического порошка матрицы композиционного материала, последовательную укладку на эти слои армирующих стержней, сборку, бушку и спекание пакета, после спекания пакет дополнительно про- питывают шликером, содержащим биологически активный материал, а затем проводят прессование при температуре спекания биологически активного материала,

Дополнительная пропитка шликером, содержащим биологически активный материал, позволяет заполнить поры композиционного материала биологически активный материалом, что улучшает вжива- емость в биологическую ткань за счет посте- пенного удаления биологически активного материала из пор и внедрения в поры биологической ткани, т.е. за счет процесса замещения.

Прессование композиционного пори- стого материала, заполненного биологически активным материалом, при температуре спекания биологически активного материала позволяет использовать стенки пор в качестве пресс-формы, что способствует формированию и спеканию внутри пористого материала гранулы биологически активного материала. Это повышает прочность.

Патентные исследования показали, что решений, имеющих признаки, сходные с отличительными признаками предлагаемого изобретения, не обнаружено, что дает право судить о существенности отличий этих признаков, а совокупность всех признаков придает изобретению новые свойства - повышение прочности за счет снижения пористости и улучшение вживаемости в биологическую ткань.

Слои пористого органического напол- нителя пропитывают шликерами различных порошковых материалов, затем на первый слой накладывают стержни армирующего материала, после чего на него накладывают второй слой, затем на последний наклады- вают стержни, далее на него устанавливают третий слой. После этого слоистую заготовку сжимают до контакта их поверхностей друг с другом между армирующими стержнями соседних слоев. Благодаря эластичности слоев они охватывают стержни, не травмируя их. Затем производят сушку пакета и спекание. После этого проводят дополнительную пропитку изделия шликером, содержащим биологически активный материал, и прессуют изделие при температуре спекания биологически активного материала.

Пример. Слои из поролона толщиной 5 мм каждый пропитывают шликером порошка титана ВТ 1-0. Между слоями прокладывают стержни из титановой проволоки БТЗ-1 диаметром 0,1 мм с зазором между стержнями 0,3 мм. После этого слои наполнителя, уложенные в пакет, сжимают до контакта их поверхностей друг с другом между армирующими стержнями. Затем производят сушку пакета при 80-100°С в течение 1 ч. После сушки производят спекание слоистого пакета в вакууме при 1173 К с выдержкой 30 мин. В этом случае поролон выгорает и образуется пористый титановый материал, армированный титановыми стержнями. После этого пакет охлаждают до 20°С и производятдополнительную пропитку шликером порошка гидроксилапатита. Затем сушат заготовку и производят спекание пакета при 700°С при давлении 10 МПа в течение 30 мин, при этом стенки пор титановой губки используются в качестве пресс- форм, что позволяет формировать и спекать. внутри пористого материала гранулы гидроксилапатита.

В результате изготовления пористого материала по предлагаемому способу прочность повышается примерно на 12%.

ор.к 150 МПа (прочность на растяжение керамики из гидроксилапатита);

Ор.т 1400 МПа (прочность на растяжение титана ВТ 1-0);

о 0,5 (пористость, обьемная доля пор);

От.п 1400 МПа (прочность на растяжение титанов.ой проволоки БТЗ-1);

Ф 0,1 (объемная доля титановой проволоки),

Прочность материала-прототипа согласно правилу смеси следующая

а Ор.т-ш +От.п-Ф 1400- 0,5 + +1400 0,1 700 + 140 840 МПа,

Прочность материала, упрочненного гидроксилапатитом, по предлагаемому способу равна

ait 3с+ ОР-К (1 - w - Фг 840+ + 150 0,4 840 + 60 - 900 МПа.

Увеличение прочности п о 1о 1,07.

Таким образом, технико-экономическое преимущество заявляемого способа по сравнению с прототипом (см. авторское свидетельство СССР № 1544755 С 22 С 1/09 от 10.11.86, авторы Борисов В,А. и др) заключается в повышении прочности вживаемости в биологическую ткань.

Формула изобретения Способ получения композиционного материала преимущественно при изготов

лении искусственной кости для зуба, вклю-, щ и и с я тем, что, с целью повышения чающий пропитку слоев пористого органи-прочности и вживаемости в биологическую ческого наполнителя шликером на основеткань, после спекания пакет дополнитель- металлического порошка матрицы компози-но пропитывают шликером, содержащим ционного материала, последовательную ук-5 биологически активный материал, а затем ладку на эти слои армирующих стержней,проводят прессование при температуре сборку, сжатие до контакта между стержня-спекания биологически активного матери- ми, сушку и спекание пакета, отличаю-ала.

Сущность изобретения: слои пористого органического наполнителя пропитывают шликером на основе металлического порошка матрицы композиционного материала, последовательно укладывают на эти слои армирующие стержни, собирают, сжимают, сушат и спекают пакет, затем пропи- тывают его шликером, содержащим биологически активный материал, и прессуют при температуре спекания биологически активного материала.