Завантажити PDF файл.

Формула / Реферат

Механізм затиску пруткового матеріалу містить шпиндель, корпус, обойму з клиновою поверхнею, механізм фіксації у вигляді упорних і підпружинених фіксувальних елементів з клиновими поверхнями, стакан з напрямними пазами, затискну муфту, штовхачі, пружні елементи у вигляді пружин стиску і фіксувального елемента.

Текст

Цей винахід відноситься до медицини, а саме до покриттів, що наносяться на імплантанти. Гідроксіапатит Са10(РО4)6(ОН)2 (ГА) є стр уктурним аналогом і головною складовою частиною кісткової тканини живого організму. Він ' широко застосовується в ортопедії і стоматології завдяки своїй високій біосумісності. Однак ГА сам по собі за міцністю поступається натуральній кістковій тканині, тому особливий інтерес викликають покриття на основі ГА на імплантантах, виготовлених з різних високоміцних біоінертних матеріалів (далі - підкладка). Метод, яким найчастіше користуються - плазмове напилення; використовують також гаряче ізостатичне пресування, хімічне заміщення в системі золь-гель, електрохімічне нанесення, іонно-променеве, лазерне напилення. Зокрема відомий спосіб отримання покриття з ГА [заявка Франції №2636836, A61L27/32], що включає попередню модифікацію підкладки вуглецевим шаром і наступне плазмове напилення частинок ГА розміром 110¸130мкм протягом 25 хвилин при тиску 2.5*104¸1*104Ра і швидкості обертання підкладки 210¸240об/хв. Одержане покриття містить домішкові аморфні фази, що пов'язано з неможливістю контролю складу газової фази прекурсорів. Наявність домішкових фаз може привести до небажаних наслідків у організмі людини, а саме біодеградації покриття. Необхідно відмітити також високу енергоємність способу, пов'язану з утворенням низького вакуум у в робочій камері і забезпеченням роботи системи охолодження. Окрім того, цим методом неможливо нанести покриття на вироби складних форм. Відомий спосіб отримання покриття з ГА [пат. США №5759376, A61L27/32], що містить попередню модифікацію підкладки золь-гелем шляхом занурювання у розчин ізопропанола, який містить тетраетил ортосілікат, тетрапропіл ортотитанат і фосфорну кислоту, і наступне електрохімічне осадження у розчині прекурсорів, який містить іони фосфорнокислого кальцію і однозаміщеного фосфорнокислого амонію в їх мольному співвідношенні 1.5¸1.7. При цьому використовують імпульсний постійний струм з частотою імпульсів 1¸300Hz і напругою 2¸10V. Процес проводять при температурі 20¸40°С протягом 10 хвилин. Одержані підкладки с ГА висушують в потоці повітря протягом 5 хвилин. Отримані цим методом підкладки з ГА містять домішки карбонату кальцію, а також аморфні фосфатні фази, що обумовлено високою швидкістю кристалізації. Незважаючи на те, що тривалість процесу складає 120 хвилин, він є енергоємним, а для отримання однофазних гідроксиапатитних покриттів підкладки піддають додатковій обробці, що призводить до ще більших енерговитрат. Для біоматеріалів нового покоління, що містять у своєму складі біоактивні органічні компоненти (наприклад, протеїни, антибіотики та ін.), можливості існуючих методів отримання покриттів суттєво обмежені. Нові можливості відкриваються при використанні методів, заснованих на принципах біологічної мінералізації. Біомінералізація - комплексний процес, який базується на керованому зародкоутворенні і росту неорганічної фази з водних розчинів на структурованій органічній матриці. Цей метод дозволяє отримувати високоякісні тонкі покриття, с заданою товщиною і пористістю незалежно від матеріалу, на який воно наноситься, забезпечуючи при цьому сувору стехіометрію складу навіть у надтонких покриттях. При цьому сам метод не потребує великих затрат енергії і є екологічно безпечним. Відомий спосіб отримання полікристалічних плівок сульфіду свинцю [В.В. Клечковская, Е.В. Ракова, Д. Сезарано, Н.Д. Степина, Л.А. Фейгин. Стр уктурное исследование ориентированных наночастиц и пленок PbS, выращенных из раствора с использованием принципов биологической минерализации/Структурные исследования кристаллов: сб. статей. - М.: Наука, Физматлит, 1996. - 496с], що містить попередню модифікацію підкладки багатошаровою плівкою Ленгмюра-Блоджет солей жирних кислот з наступною хемосорбцією шляхом почергового занурення підкладки у розчини, що містять катіони і аніони прекурсорів при температурі 25°С. Розчином, який містить катіони є нитрат свинцю Рb(NO3)2, а розчин, який містить аніони - розчин сульфіду натрію Na2S. Час витримки у кожному розчині складав 40сек., рН=11.6. До цього часу покриття ГА на підкладках, модифікованих моношаром молекул жирних кислот методом Ленгмюра-Блоджет, не отримували. Проведені нами експерименти з отримання покриття з ГА цим відомим методом показали, що процес їх одержання досить тривалий (більше ніж 200 годин), що також, як і в попередніх аналогах, пов'язано з великими енерговитратами. Прототипом за багатьма загальними ознаками і кінцевим результатом - отримання покриттів з гідроксиапатита - нами обраний другий з наведених аналогів. В основу цього винаходу поставлено задачу розробки способу отримання покриттів з ГА, який би забезпечив можливість покращення їх якості за рахунок забезпечення однофазності складу покриттів при менших енерговитратах, а також кращу приживаність імплантанта до тканин кісток. Рішення задачі забезпечується тим, що у випадку отримання покриттів з ГА, який включає модифікацію поверхні підкладки і нанесення покриття з водного розчину прекурсорів, що містять солі кальцію і фосфору при їх мольному співвідношенні 1.5¸1.7 при температурі 20¸40°С з наступною термообробкою покриття у потоці повітря, відповідно до винаходу, підкладку модифікують моношаром молекул жирних кислот методом Ленгмюра-Блоджет, використовують перенасичений розчин вказаних прекурсорів, ступіть перенасичення якого складає lgS=9¸10, при pH розчину, що дорівнює 8¸10, процес проводять протягом 120¸130 годин. Використання в запропонованому способі заявлених параметрів є критичним, і ці параметри підібрано експериментально. Вихід за граничні значення параметрів призводить до утворення в покритті домішкових фаз, або до припинення росту покриття. В межах заявлених параметрів, завдяки модифікації поверхні підкладок (виробів) і, як наслідок, зменшенню індукційного часу і збільшенню швидкості утворення зародків ГА, забезпечується відносно швидкий ріст полікристалічних однофазних покриттів ГА. При цьому виключається утворення домішкових фаз інших фосфа тів кальцію, в тому числі і аморфних фосфатних фаз, які зменшують механічну міцність і призводять до прискорення біодеградації покриттів. Цей метод отримання покриттів менше енергоємний порівняно з прототипом, і є також екологічно більш чистим, ніж прототип, оскільки виключає забруднення навколишнього середовища під час випаровування летючих компонентів. В Таблиці наведені дані по реалізації способу. Запропонований спосіб реалізують наступним чином. Поверхню підкладки (виробу), яка уявляє собою протез (наприклад, стегно або зубний імплантант), попередньо ретельно очищують від забруднень, потім модифікують шляхом нанесення моношару молекул жирних кислот за допомогою технології ЛенгмюраБлоджет. Для цього підкладку розташовують в спеціальній ванні (ленгмюрівській ванні), в якості субфази використовують двічи дистильовану воду, а в якості жирної кислоти - наприклад, стеаринову кислоту марки "ч.д.а". Перенос мономолекулярного шару стеаринової кислоті на підкладку здійснюють методом Ленгмюра-Блоджет. З метою отримання щільноупакованого і найбільш впорядкованого моношару, його спеціальним рухомим бар'єром в ленгмюрівській ванні стискають до поверхневого тиску 28мН/м. Модифіковану підкладку висушують у потоці повітря при кімнатній температурі 20¸25°С. Для приготування водного розчину, що містить іони прекурсорів ГА, використовують амоній фосфорнокислий двозаміщений марки "ч.д.а." при його концентрації 2.5*10-2 моль/л і хлористий кальцій марки "ч.д.а." при його концентрації 4.3*10-2моль/л. При цьому мольне співвідношення прекурсорів Са 2+ і РО43- складає 1.67, а ступінь перенасичення прекурсорів відносно фази гідроксиапатита складає lg S=9.61. Величину pH розчину протягом всього ростового процесу підтримують постійною, рН=10, шляхом додавання розчину аміаку. Процес проводять при температурі 25°С протягом 130 годин. В результаті отримують покриття товщиною 30мкм. Товщина покриття може бути збільшена при збільшенні тривалості процесу вирощування. Для приготування водного розчину прекурсорів можуть бути використані будь які водорозчинні солі кальцію и фосфорнокислі солі. Для отримання мономолекулярного шару можуть бути використані будь які жирні кислоти, що забезпечують можливість формування стабільних і щільновпорядкованих ленгмюрівських моношарів на водній субфазі. Інші приклади реалізації метода отримання покриттів з ГА наведені в таблиці. Як витікає з наведених в таблиці даних, тільки в межах параметрів, які заявляються, забезпечується вирішення задачі (приклади 1 3), вихід за межі цих значень призводить до погіршення функціональних характеристик покриттів. Таблиця № Кислота 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 Стеаринова -II-II-II-II-II-II-II-II-II-II-II Прекурсори Ca2+/P43- мол. Ступінь співвід. перенас. Солі Са Солі РО4 СаСl2 (NH4)2HPO4 1.5 9.0 СаСl2 -II1.6 9.5 СаСl2 -II1.7 10.0 Ca(NO3)2 -II1.6 9.5 СаСl2 -II1.40 9.5 СаСl2 -II1.8 9.5 СаСl2 -II1.6 8.0 СаСl2 -II1.6 11.0 СаСl2 -II1.5 9.0 СаСl2 -II1.7 10.0 СаСl2 -II1.6 9.5 СаСl2 -II1.5 10.0 рН t, год Покриття з ГА 10 10.5 11.0 10.5 10.5 10.5 8.5 10.5 7.0 11.0 10.5 10.5 120 125 130 125 125 125 125 120 120 130 100 140 + + + + — — — — — — — +

Дивитися

Додаткова інформація

Назва патенту англійською

Method for coating surface with hydroxyapatite layer

Автори англійською

Savvin Yurii Mykolaioch, Tolmachov Oleksandr Volodymyrovych

Назва патенту російською

Способ получения покрытия из гидроксиапатита

Автори російською

Саввин Юрий Николаевич, Толмачов Александр Владимирович

МПК / Мітки

МПК: A61L 27/00

Мітки: отримання, гідроксіапатиту, покриття, спосіб

Код посилання

<a href="http://uapatents.com/2-63556-sposib-otrimannya-pokrittya-z-gidroksiapatitu.html" target="_blank" rel="follow" title="База патентів України">Спосіб отримання покриття з гідроксіапатиту</a>

Подібні патенти