Стекло для биосовместимого стеклокристаллического материала

 

Использование: в ортопедической стоматологии для изготовления искусственных зубов, искусственных костных тканей и W-ft-JS.,, пломбировочных материалов. Сущность изобретения: стекло содержит оксид кремния 27,74-46,91 % БФ Sl02, оксид алюминия 1,81-21,28% БФ , оксид кальция 28.80-29,94% БФ СаО, оксид фосфора 5.21- 14,31% БФ P20s, оксид бора 0,99-2,90% БФ В20з. фторид кальция 0,96-2.62% БФ CaF2, оксид магния 0,89-15,02% БФ MgOf по крайней мере один оксид из группы: оксид железа 0,15-0,25% БФ Ре20з, оксид марганца 0.05-0,17% БФ МпаОз Характеристики стекла: температура варки 1380-1400°С, температура кристаллизации 850-900°С, продолжительность кристаллизации 1 ч 3 табл.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (я)з С 03 С 10/06

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

Il0 ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4839542/33 (22) 18.06.90. (46) 23.06.92. Бюл. М 23 (71) ТашкЕнтский государственный медицинский институт (72) Д.У.Туляганов, Ш.Ю.Абдуллаев, М.Э.Махкамов и M.Х.Арипова (53) 666.112 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

М 1544736, кл. С 03 С 10/06, 1988. (54) СТЕКЛО ДЛЯ БИОСОВМЕСТИМОГО

СТЕКЛОКРИСТАЛЛИЧЕСКОГО МАТЕРИАЛА (57) Использование: в ортопедической cmматологии для. изготовления искусственных зубов, искусственных костных тканей и

Изобретение относится к бионеорганическаму медицинскому материаловедению и может быть использовано в ортопедической стоматологии для изготовления искусственных зубов, корней зубов, зубных коронок, искусственных костных тканей и пломбировочных материалов.

Наиболее близким к изобретению по технологической сущности и достигаемому результату является стекло для биосовместимого стеклокристаллического материала, имеющее следующий состав, мас.%:

ВОг 20.95-34,21; Рг05 8,36-20,48; СаО

25.87-34,05: А1г03 17,77 — 29,03; Вг03 1,03,0; СаРг 1,53 — 3,75.

Недостатком указанного изобретенйя является длительная выдержка в процессе кристаллизации стекла (3-4 ч) и невозможность достижения окраски естественных тонов.

Цель изобретения — уменьшение времени кристаллизации и придание изделиям окраски естественных тонов.

„„SU „, 1742239-А1 пломбировочных материалов. Сущность изобретения: стекло содержит оксид кремния 27,74-46,91% БФ SION, оксид алюминия

1,81 — 21,28% БФ А!г03, оксид кальция

28,80 — 29,94% БФ СаО, оксид фосфора 5.2114,31% БФ РгОБ, оксид бора 0,99-2,90% БФ, Вг03, фторид кальция 0,96-2,62% БФ СаЕг, оксид магния 0;89-15,02% БФ М90т по крайней мере один оксид иэ группы. оксид железа 0,15-0,25% БФ Рег03, оксид марганца 0,05-0,17% БФ МпгО3. Характеристики стекла: температура варки 1380 — 1400 С, температура кристаллизации 850-900 С, продолжительность кристаллизации 1 ч. 3 табл.

Поставленная. цель достигается тем, что стекло для биосовместимого стеклокристаллического материала, включающее SION, А!г03, СаО, Рг05, Вг03 и СаРг, дополнительно содержит MgO и по крайней мере один из оксидов Рег03 или Мпг()3 при следующем соотношении компонентов, мас,%,:

SION 27.74-46,91

AliO3 .1,81 — 21,28

Са0 28,80-29,94 . MgO 0,89-15,02

Рг0 5 . 521-1431

Вг03 0,99-2,90

СаРг 0,96 — 2,62

Еег03 0,15-0,25

Мпг03 0.05 — 0,17

Предлагаемый состав отличается от известного введением новых компонентов, а именно MgO, Рег03 и Мпг03. Анализ соста-: вов стекол показывает, что введение оксидов SION, АЬ03, саО, Рг05, Вг03 и СаРг в предлагаемых соотношениях обеспечивает уменьшение времени криСталлиэации стек1742239

10

35

50 ла и придание изделиям окраски естественных тонов. Только использование стекла, содержащего оксиды MgO, РегОз и/или

МпгОз, способствует достижению поставленной цели, Введение данных компонентов позволяет выделить из стекла при более низкой температуре и меньшем времени кристаллизации три кристаллические фазы — фторапатит (СаЯР04)зР), анортит (CaAlzSiz0p) и диопсид (CaMgSizOg). Биологические свойства предлагаемых материалов определяются их биосовместимостью с костной тканью организма, благодаря наличию минерала фторапатита. Необходимые прочностные характеристики обеспечиваются минералами анортитом и диопсидом.

Высокой устойчивостью к воздействию водной среды обладает остаточная стеклофаэа, Придание изделиям окраски естественных тонов достигается за счет введения оксидов

РегОз и МпгОз, В то же время в известном составе образуются кристаллы фторапатита (Са (Р04)эГ) и анортита (CaAlzSlz08). Однако для выделения этих фаэ в отсутствии соответствующих инициаторов кристаллизации, в качестве которых могут служить оксиды

MgO, ГегОз и МпгОз, требуются более высокие температуры кристаллизации стекла и значительные выдержки при данных температурах. Из-за отсутствия в известном составе красящих оксидов материал одноцветен (белоснежный), что не соответствует окраске естественных тонов.

Процесс производства закристаллизованного стекла состоит иэ двух основных этапов — варки базового стекла и его последующей кристаллизации, Варку базового стекла проводят в корундовых тиглях в печах прямого нагрева из реактивов марки ч, ч.д.а. или х.ч. В качестве реактивов исполь-. зуют SiOz, А40з. MgO, РегОз, МпгОз; СаО, РгОь и. ВгОз, вводят через СаСОз, (NHn)z HP04 и НзВ Оз (все реактивы квалификации ч.д.а). После взвешивания реактивов на аналитических весах их перемешивают в агатовой ступке до получения однородной массы. Полученную порошкообразную смесь засыпают в корундовые тигли и загружают в силитовую печь, Максимальная температура варки стекла 1380 — 1450ОС, выдержка 1 ч. Хорошо проваренное стекло отливают в формы и полученные заготовки подвергают кристаллизации в муфельных печах с целью выделения кристаллических фаэ. Наряду с кристаллизацией стекла в виде цельнолитых образцов возможна и термообработка стеклянных порошков.

Кристаллизацию проводят при 850-1000 С с выдержкой 1-2 ч для развития кристаллов.

Предлагаемое стекло для биосовместимого с еклокристаллическог0 материала не содержит токсичных, дорогих или дефицитных компонентов. Синтез стекол проводят при относительно невысоких температурах, при этом не выдвигается особых требований к защите огнеупорных сосудов и варочных пространств печи, его можно производить на заводах медицинского приборостроения на существующем оборудовании.

В табл, 1 приведены составы эакристаллизованных стекол, в табл. 2 — физико-технические свойства, в табл. 3 — запредельные составы и их физико-технические свойства, Из табл. 1 и 2 следует, что предлагаемое соотношение компонентов SiOz, А!гОз, СаО, MgO, Рг05, СаГг. ВгОз, ЕегОз и МпгОз обеспечивает уменьшение времени кристаллизации до 1 — 2 ч (у известного 3-4 ч), вместе с этим полученные изделия приобретают окраску естественных тонов.

Благодаря достижению ТКЛР значений

{76-86) х 10 град повышается адгезия за-1 кристаллизованных стекол к металлам платиновой группы и титану, широко применяемым в эубопротезировании. Это позволяет использовать предлагаемые со.— ставы для облицовки каркасов, изготовленных из данных металлов.

Свойства эакристаллизованных стекол функционально связаны с особенностями их строения. Высокие механические свойства предлагаемых составов являются следствием формирования равномернокристаллической структуры образующейся при выделении из матрицы базового стекла мелких {до 1 мкм) ,кристаллов фторапатита. анортита и диопсида. Устойчивостью к воздействию водной среды отличаются как кристаллическая составляющая материала, так и остаточная стекловидная фаза, Уменьшение времени кристаллизации предлагаемых стекол наблюдается за счет катализирующего действия MgO, ГегОз и

МпгОз, снижающих температуру начала выделения кристаллических фаз. Придание изделиям окраски естественных тонов (соответствующей окраске естественных зубов) достигается за счет красящих компонентов РегОз и МпгОз.

Снижение количества AtzOg (табл. 3) приводит к снижению прочностных показателей материала,- отмечается высокая температура варки и кристаллизации стекла за счет уменьшения количества MgO.

Положительный эффект от использования предлагаемого материала заключается в том, что предлагаемое закристаллизованное стекло характеризуется малым временем кристаллизации 1 — 2 ч и обладает окраской естественных тонов. Уменьшение

1742239 времени кристаллизации стекла позволяет облегчить процесс изготовления имплантата и снизить энергетические затраты при его производстве. Введение красящих ком- . понентов позволит добиться необходимой 5 расцветки изделий. Биосовместимость эакристаллизованного стекла с костной тканью организма определяется в значительное мере близостью их структур.

Использование изобретения позволяет 10 обеспечить медицинскую промышленность новым биасовместимым материалом с высокими физико-техническими свойствами.

Формула изобретения

Стекло для биосовместимого стекло- 15 кристаллического материала, включающее . Я(Ог,А(гОз, СаО, РгОь, ВгОз. CaF2.отл ичаю щ е е с я тем, что, с целью сокращения продолжительности кристаллизации и придания иэделиям окраски естественных тонов, оно дополнительно содержит MgO и по крайней мере один оксид из группы: ЕегОз.

МпгОз при следующем соотношении компонентов,мас. j,:

Я(Ог 27,74 — 46,91 . А(гОз 1,81 — 21,28

СаО. 28,80 — 29,94

Рг05 . 5,21 — 14,31

ВгОз 0,99-2,90

Ca F2 . 0,96 — 2,62

MgO - 0 89-15 02 по крайней мере один оксид из группы

РегОз 0.15 —.0,25

МпгО 0,05 — 15.02

Таблица1

Компоненты

Со е жание компонентов, мас., в составе

Известный

37,35

9,32

30,11

8,84

10,33

1,89

1,96

0,20

29,94

25,39

28;83

12,54

2,30

1,00

Таблица2

Б(Ог

А!гОз

СаО

MgO рг05

СаЕг

ВгОз

ЕегОз

МпгОз

46,91

1,81

28,80

15,02

5,21

0.96

0,99

0,25

0,5

41,70

5,43

29,93

11,84

8,33

1.53

0,99

0,20

0,05

34,41

15,64

28,93

5,36

10,65

1,97 .2,89

0,15

27,74

21,28

29,94

0,89

14,31

2,62

2,90

0.15

0,17

1742239

Табл и ца3

Составитель А.Канцепольская

Техред M.Mîðãåíòàë Корректор А.Осауленко

Редактор Н,Яцола

Производственно-издательский комбинат "Патент.", г. Ужгород, ул.Гагарина, 101

Заказ 2257 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб„4/5