состав углепластика для устранения дефектов кости

Классы МПК:A61L27/08 углерод
A61L27/14 высокомолекулярные материалы
A61L2/28 устройства для проверки эффективности или полноты стерилизации, например индикаторы, изменяющие цвет
A61L27/06 титан или его сплавы
Автор(ы):,
Патентообладатель(и):Федеральное государственное учреждение "Центральный научно-исследовательский институт стоматологии и челюстно-лицевой хирургии" Федерального агентства по высокотехнологичной медицинской помощи (RU)
Приоритеты:
подача заявки:
2007-10-02
публикация патента:

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. Новым в составе является то, что он дополнительно содержит порошок титана при следующем соотношении компонентов, мас.%: углеродная ткань ТГН-2М 57,5-62,5, порошок титана 2,5-7,5, полиамидная пленка 12/10 - остальное. Размер частиц порошка титана составляет 20-50 мкм. 1 з.п. ф-лы, 1 табл.

Формула изобретения

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 титана при следующем соотношении компонентов, мас.%:

Углеродная ткань ТГН-2М 57,5-62,5
Порошок титана 2,5-7,5
Полиамидная пленка 12/10 Остальное

2. Состав углепластика для устранения дефектов кости по п.1,

отличающийся тем, что содержит порошок титана с размерами частиц 20-50 мкм.

Описание изобретения к патенту

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-2М 65, полиамидная пленка 12/10 35, 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 операций.

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

Углеродная ткань ТГН-2М 45-65
Порошок металлического бора 2-20
с размерами частиц 20-50 мкм 
Полиамидная пленка 12/10остальное

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

Недостатком указанного углепластика с порошком бора является то, что он недостаточно визуализируется 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 томографе увеличивается лучевая нагрузка в несколько раз. Порошок бора в больших количествах токсичен для живых организмов.

Техническим результатом данного изобретения является повышение рентгеноконтрастности и биосовместимости, уменьшение токсичности и канцерогенности 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 титана при следующем соотношении компонентов, (мас.%):

Углеродная ткань ТГН-2М 57,5-62,5
Порошок титана 2,5-7,5
Полиамидная пленка 12/10 остальное

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

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

Титан имеет плотность 4,32 г/см3, обладает отличной коррозийной стойкостью, устойчив на воздухе до температуры 550°С, обладает способностью вживляться в биологические ткани. Титан в виде порошка равномерно рассеивали между слоями ткани и полиамида и проводили термомеханическую обработку пресс-пакета, по нижеприведенной технологии. Титан сохраняет первоначальные свойства и находится в виде механических включений в порах ткани.

Пример 1

Материал получают следующим образом: 62,5 г углеродную ткань марки ТГН-2М перекладывают 35 г полиамидной пленки 12/10, между которой равномерно распределяют 2,5 г порошка титана с размерами частиц 20-50 мкм. Таким образом, полученный материал, состоящий из чередующийся между собой слоев углеродной ткани марки ТГН-2М, размером 100×100×034-7 слоев; полиамидной пленки 12/10, размером 100×100×0,2-7 слоев, и порошка титана 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 титана 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 титана, подвергают горячему прессованию по примеру 1. Соотношение компонентов материала составляют 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 титана начинают ухудшаться заданные физико-химические свойства углеродного материала и его не рекомендуется вносить в биосреду человеческого организма, если добавлять менее 2,5% порошка титана материал окажется не рентгеноконтрастным и хирург не сможет проследить его дальнейшую судьбу, степень его износа.

 
Физико-механические свойства углепластика "Остек" и "Остека" с бором и титаном.
№ п/п  "Остексостав углепластика для устранения дефектов кости, патент № 2342161 "Остек" с добавками бора"Остек" с титаном
Свойства             
 2%4% 6%8%12% 15%2,55% 7,5%
        %   
1Плотность, г/см 31,161,18 1,201.23 1,261,331.36 1,261,28 1,31
2 Пористость, %36,9 33,730,126,2 21,516,8 14,718,216,1 14,8
  Модуль упругости, МПа×10 3              
31,83 1,91,94 1,971,992,02 2,053,36 3,323,15
               
  Прочность, МПапри изгибе              
49,650,5 51,351,552,6 54,156,4 67,062,556,1
              
4 при сжатии              
  13,114,616,3 17,919,2 21,222,728,9 31,333,1
             

Из таблицы видно, что при сравнительном анализе материала "Остек" и "Остек с добавками бора" и предлагаемого состава "Остек с добавками титана" плотность материала в предлагаемом составе больше, чем в известных углепластиках "Остек". Также из таблицы видно, что при увеличении процентного содержания добавок бора и титана плотность материала увеличивается, пористость уменьшается, модуль упругости увеличивается, прочность при сжатии и изгибе также увеличивается.

Таким образом, предлагаемый состав с добавками титана (плотность визуализации по шкале Хаунсфильда 600-700 ед.) по сравнению с известным "Остек с добавками бора" (плотность визуализации, по шкале Хаусфильда 70-150 ед.) обладают большей рентгеноконтрастностью. "Остек" без добавок не обладает рентгеноконрастностью (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 титана 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.

Скачать патент РФ Официальная публикация
патента РФ № 2342161

patent-2342161.pdf

Класс A61L27/08 углерод

композиционный материал для замещения костной ткани -  патент 2522248 (10.07.2014)
способ изготовления внутрикостного стоматологического имплантата с углеродным нанопокрытием -  патент 2490032 (20.08.2013)
способ получения биосовместимого наноструктурированного композиционного электропроводящего материала -  патент 2473368 (27.01.2013)
углерод-углеродный композиционный материал -  патент 2391118 (10.06.2010)
способ наноструктурирования объемных биосовместимых материалов -  патент 2347740 (27.02.2009)
состав углепластика для устранения дефектов кости -  патент 2342160 (27.12.2008)
состав углепластика для устранения дефектов кости -  патент 2341295 (20.12.2008)
состав углепластика для устранения дефектов кости -  патент 2341294 (20.12.2008)
способ изготовления створки искусственного клапана сердца -  патент 2278638 (27.06.2006)
композиционный материал для замещения костной ткани -  патент 2260402 (20.09.2005)

Класс A61L27/14 высокомолекулярные материалы

Класс A61L2/28 устройства для проверки эффективности или полноты стерилизации, например индикаторы, изменяющие цвет

Класс A61L27/06 титан или его сплавы

многокомпонентное биоактивное нанокомпозиционное покрытие с антибактериальным эффектом -  патент 2524654 (27.07.2014)
способ получения наноструктурированного кальций-фосфатного покрытия для медицинских имплантатов -  патент 2523410 (20.07.2014)
устройство зонтичное (окклюдер) с модифицированным поверхностным слоем -  патент 2522932 (20.07.2014)
способ изготовления внутрикостных имплантатов с антимикробным эффектом -  патент 2512714 (10.04.2014)
способ изготовления кардиоимплантата из сплава на основе никелида титана с модифицированным ионно-плазменной обработкой поверхностным слоем -  патент 2508130 (27.02.2014)
покрытие на имплант из титана и его сплавов и способ его приготовления -  патент 2502526 (27.12.2013)
способ модифицирования титановой поверхности -  патент 2495678 (20.10.2013)
способ изготовления внутрикостного стоматологического имплантата с углеродным нанопокрытием -  патент 2490032 (20.08.2013)
медицинские изделия и способ их получения -  патент 2485979 (27.06.2013)
способ создания наноструктурной биоинертной пористой поверхности на титановых имплантатах -  патент 2469744 (20.12.2012)
Наверх