Костно-протезный материал и способ его изготовления



Костно-протезный материал и способ его изготовления
Костно-протезный материал и способ его изготовления
Костно-протезный материал и способ его изготовления
Костно-протезный материал и способ его изготовления
Костно-протезный материал и способ его изготовления
Костно-протезный материал и способ его изготовления
Костно-протезный материал и способ его изготовления
Костно-протезный материал и способ его изготовления
Костно-протезный материал и способ его изготовления
Костно-протезный материал и способ его изготовления
Костно-протезный материал и способ его изготовления
Костно-протезный материал и способ его изготовления

 


Владельцы патента RU 2457000:

БРЕЙН БЕЙС КОРПОРЕЙШН (JP)

Изобретение относится к медицине. Описан способ изготовления костно-протезного материала, который включает получение частиц-предшественников трикальцийфосфатных (TCP) частиц; проведение предварительного спекания частиц-предшественников TCP-частиц при температуре в первом температурном диапазоне с получением ТСР-частиц диаметром в заданном диапазоне диаметров; гранулирование ТСР-частиц и проведение спекания гранулированных тел при температуре во втором температурном диапазоне. Второй температурный диапазон включает температуры, выше температур первого температурного диапазона. В костно-протезном материале между соседними двумя из множества спеченных ансамблей частиц образуется первый промежуток размером от 100 до 400 мкм. Каждый из множества спеченных ансамблей частиц содержит трикальцийфосфатные (TCP) частицы, которые подвергают спеканию, в процессе которого между двумя соседними ТСР-частицами образуется второй промежуток размером от 5 до 100 мкм. Второй промежуток сообщается с первым промежутком. Каждый из множества спеченных ансамблей частиц имеет соединительную часть, связывающую TCP-частицы, и эта соединительная часть имеет ширину от 5 до 20 мкм. При применении костно-протезного материала кость регенерируется за короткое время. 2 н. и 11 з.п. ф-лы, 12 ил., 7 пр.

 

Область техники, к которой относится изобретение

Настоящее изобретение относится к костно-протезному материалу, при применении которого кость может предсказуемо регенерироваться за короткое время в дефектной части челюстной кости и других костей и к способу изготовления такого материала.

Предшествующий уровень техники

В последние годы при лечении зубов, пораженных болезнью периодонта, применялся метод эндооссальной (внутрикостной) дентальной имплантации, согласно которому пораженный зуб удаляется, а взамен удаленной части челюстной кости вживляется искусственный корень зуба. В этом случае, поскольку часть челюстной кости поражена болезнью периодонта, так что часть челюстной кости утрачивается, искусственный корень зуба не может иметь достаточной опоры. Поэтому для обеспечения регенерации утраченной части челюстной кости привлекались различные методы.

Одним из таких методов является применение костно-протезного материала на основе кальцийфосфата в гранулированной форме или в форме блоков. Однако в этом методе в качестве костно-протезных материалов используются плотное спеченное тело и плотное фосфатное стекло (биостекло), а эти материалы с трудом абсорбируются в живой организм. Поэтому для полной замены костно-протезного материала аутогенной костью требуется длительный период времени.

К тому же, существует множество видов кальцийфосфата, таких как гидроксиапатит (НАР) и трикальцийфосфат (TCP). Вследствие того, что из этих двух видов только гидроксиапатит (НАР) обладает биосовместимостью, но с трудом абсорбируется в живой организм, существует вероятность того, что гидроксиапатит остается после лечения в организме в течение длительного периода времени. Между тем трикальцийфосфат (TCP) является биорезорбируемым, поэтому он не остается после лечения в организме, а заменяется вновь образованной костной тканью и, следовательно, может легко удаляться. Кроме того, существуют две разновидности трикальцийфосфата-α-трикальцийфосфат (α-ТСР) и β-трикальцийфосфат (β-ТСР), из которых α-ТСР обладает более высокой биорезорбируемостью, чем β-ТСР, благодаря чему α-ТСР быстрее абсорбируется в живой организм.

При введении гранулированного материала, полученного из α-ТСР или β-ТСР, в дефектную часть кости этот гранулированный материал абсорбируется клетками-остеокластами и одновременно с этим происходит регенерация костной ткани вокруг гранулированного материала с участием клеток-остеобластов. В результате этого гранулированный материал постепенно замещается аутогенной костью. Как указывалось выше, α-ТСР и β-ТСР замещаются костной тканью с помощью клеток. Однако желательно, чтобы α-ТСР и β-ТСР абсорбировались постепенно, а не сразу, вместе с генерированием новой кости. В случае кратковременного периода замещения α-ТСР абсорбируется еще до достижения достаточной степени генерирования костной ткани и поэтому существует вероятность того, что α-ТСР не сможет служить в качестве каркаса для генерирования кости. Вдобавок, реакция замещения происходит на поверхности контакта гранулированного материала с клетками, и, соответственно, структура поверхности и протяженность поверхности гранулированного материала являются важными факторами.

Как видно из JP 2006-122606А, авторы заявки основное внимание уделили характеристикам α-ТСР или β-ТСР и предложили костно-протезный материал, внутренняя часть которого состоит из β-ТСР, а поверхностный слой - из α-ТСР, с целью сокращения периода регенерации настолько, насколько это возможно.

В дополнение к этому, заявка JP-A-Heisei 5-237178, в которой основное внимание сосредоточено на роли гранулированного материала, предлагает костно-протезный материал из керамики на основе кальцийфосфата, имеющий плотную часть и пористую часть. В указанном костно-протезном материале ячеистая пористая часть изготовляется с применением пенообразователя, вмешиваемого в этот материал. Каким образом клетки-остеобласты попадают в пористую часть в указанной заявке не раскрывается; равным образом не разъясняется, как присутствие пористой части влияет на период регенерации кости.

Как указывалось выше, способ лечения и регенерации дефектной кости за короткий период времени фактически еще не был предложен.

Поэтому был изучен и проанализирован механизм регенерации кости и получены изложенные ниже знания. В частности, необходимым условием регенерации кости является присутствие клеток-остеобластов, а фактором поддержания присутствия указанных клеток является кровь. Полученные знания свидетельствуют о том, что, если костно-протезным материалом заполнить дефектную часть кости и обеспечить снабжение поверхности костно-протезного материала достаточным количеством клеток-остеобластов и крови (по кровеносному капилляру и артериоле), то регенерация кости может быть реализована за короткое время.

Перечень ссылок

[Патентная литература 1]: JP 2006-122606А.

[Патентная литература 2]: JP-A-Heisei 5 - 237178.

Краткое изложение сущности изобретения

На основе вышеизложенных знаний настоящее изобретение предлагает костно-протезный материал, который делает возможной регенерацию кости за короткое время, и способ изготовления такого материала.

В одном аспекте настоящего изобретения способ изготовления костно-протезного материала включает получение частиц-предшественников трикальцийфосфатных (TCP) частиц; предварительное спекание частиц-предшественников ТСР-частиц при температуре в первом температурном диапазоне с получением ТСР-частиц, имеющих диаметр в заданном диапазоне; гранулирование ТСР-частиц с получением гранулированных тел и спекание гранулированных тел при температуре во втором температурном диапазоне с получением спеченных ансамблей частиц. Второй температурный диапазон включает более высокие температуры, чем первый температурный диапазон.

В другом аспекте настоящего изобретения костно-протезный материал содержит множество спеченных ансамблей частиц, и первый промежуток от 100 до 400 мкм образуется между соседними двумя из спеченных ансамблей частиц. Каждый из множества спеченных ансамблей частиц состоит из трикальцийфосфатных (TCP) частиц. Между ТСР-частицами образуется второй промежуток от 5 до 100 мкм, и этот второй промежуток сообщается с первым промежутком. ТСР-частица имеет размер от 25 до 75 мкм. Кроме того, спеченный ансамбль содержит соединительную часть шириной от 5 до 25 мкм, связывающую ТСР-частицы друг с другом. Эта соединительная часть формируется в процессе спекания во втором температурном диапазоне.

Согласно настоящему изобретению спекание проводится таким образом, чтобы сферические трикальцийфосфатные (TCP) частицы могли связываться друг с другом соединительной частью. Благодаря этому костно-протезный материал обладает достаточной прочностью и имеет увеличенную площадь поверхности за счет промежутков между ТСР-частицами. Поскольку кровеносный капилляр входит и выходит из промежутка костно-протезного материала, клетки-остеобласты прикрепляются к увеличенной поверхности и, соответственно, кость может регенерироваться за короткое время. Кроме того, поскольку сферические частицы связаны друг с другом соединительной частью и образуют спеченный ансамбль, артериола может входить в промежуток, образовавшийся между спеченными ансамблями в том случае, если эти спеченные ансамбли соединены между собой. За счет этого может достигаться повышение эффективности процесса регенерации кости. Кроме того, поскольку спеченный ансамбль, заполняющий дефектную часть кости, служит в качестве спейсера дефектной части кости, он предупреждает проникание мягкой ткани, ингибирующей регенерацию новой кости, в дефектную часть кости. К тому же, поскольку частицы диаметром менее 25 мкм удаляются путем классификации (разделения по размеру) предварительно спеченных сферических частиц, реакция на чужеродное тело не может происходить. Более того, в отличие от традиционного примера костно-протезный материал и способ его изготовления упрощаются благодаря тому, что ячеистая пористая часть образуется без применения формующего агента.

Краткое описание чертежей

Фиг.1 является SEM (сканирующий электронный микроскоп)-изображением блока гранулированных тел в способе изготовления костно-протезного материала согласно одному варианту воплощения настоящего изобретения (20-кратное увеличение изображения).

Фиг.2 является SEM-изображением спеченного ансамбля частиц, в котором частицы являются α-ТСР частицами (700-кратное увеличение изображения).

Фиг.3 является SEM-изображением спеченного ансамбля частиц, в котором частицы являются β-ТСР частицами (500-кратное увеличение изображения).

Фиг.4 показывает профиль дифракции рентгеновских лучей в спеченном ансамбле частиц фиг.2.

Фиг.5 показывает профиль дифракции рентгеновских лучей в спеченном ансамбле частиц фиг.3.

Фиг.6 показывает профиль дифракции рентгеновских лучей в спеченном ансамбле частиц, в котором частицы являются α-ТСР частицами и β-ТСР частицами.

Фиг.7 представляет вид в перспективе, показывающий, как спеченные ансамбли частиц хранятся в оболочке.

Фиг.8 представляет вид в перспективе, показывающий, как спеченные ансамбли частиц связываются в блок с помощью адгезива.

Фиг.9 представляет вид в перспективе, показывающий, как спеченные ансамбли частиц приклеиваются к волокнам.

Фиг.10 показывает пример спеченного ансамбля частиц, полученного в примере изготовления 5.

Фиг.11 показывает пример спеченного ансамбля частиц, полученного в примере изготовления 6.

Фиг.12 показывает пример спеченного ансамбля частиц, полученного в примере изготовления 7.

Описание вариантов воплощения изобретения

Ниже костно-протезный материал и способ его изготовления согласно настоящему изобретению описываются со ссылкой на прилагаемые фигуры.

Для регенерации кости, рассосавшейся и утраченной в результате поражения и др., дефектную часть кости заполняют костно-протезным материалом согласно настоящему изобретению. С этой целью костно-протезный материал содержит в качестве основного компонента трикальцийфосфат (TCP), обладающий высокой биосовместимостью и биорезорбируемостью. В дополнение к трикальцийфосфату (TCP), костно-протезный материал может содержать гидроксиапатит (НАР). Костно-протезный материал накладывается на дефектную часть кости, служит в качестве спейсера этой дефектной части и поэтому подавляет проникание мягкой ткани. К тому же, новая кость регенерируется с поверхности наложенного протезного материала. Более того, протезный материал постепенно абсорбируется в живой организм и, в конце концов, полностью заменяется новой костью. Реакция начинается, как только клетки-остеобласты прикрепятся к поверхности протезного материала. Поэтому желательно, чтобы костно-протезный материал был изготовлен из материала, обладающего высокими биосовместимостью и биорезорбируемостью. В дополнение к этому, важное значение имеет структура костно-протезного материала. В частности, если костно-протезный материал накладывается в качестве спейсера дефектной части кости, то для сокращения периода регенерации желательно, чтобы площадь поверхности протезного материала была большой.

Как показано на фиг.2 и 3, костно-протезный материал, служащий в качестве спейсера, содержит сферические ТСР-частицы 1 размером от 25 до 75 мкм, и сферические ТСР-частицы связаны друг с другом соединительными частями, имеющими ширину от 5 до 20 мкм и длину от 5 до 10 мкм. За счет этого между сферическими ТСР-частицами образуется пространственный промежуток 3. Указанные значения измерялись по фотографии, полученной с помощью сканирующего электронного микроскопа (SEM). Таким же образом измерялись и другие размеры. Промежуток имеет размер от 5 до 100 мкм и сообщается с внешней средой. Поэтому клетки-остеобласты, кровеносные капилляры, имеющие диаметр примерно 10 мкм, и др. могут входить в указанный промежуток. Сферические ТСР-частицы 1 связаны друг с другом соединительными частями, как описано выше, и как протезный материал обладают достаточно устойчивой прочностью.

Следует заметить, что соединительная часть формируется в результате движения материала, т.е. части компонентов соответствующих ТСР-частиц в соединительную часть между ТСР-частицами, и, таким образом, она образуется из тех же компонентов, что и ТСР-частица. К тому же, количество такого движения материала колеблется в зависимости от температуры предварительного спекания. В процессе спекания соединительная часть значительно увеличивается в размере и перекрывает промежуток между ТСР-частицами в случае ТСР-частиц размером от 25 до 75 мкм при температуре предварительного спекания ниже 1000°С. Кроме того, при температуре предварительного спекания 1300°С или выше соединительная часть не способна сформироваться в достаточной степени в процессе спекания.

Более того, образуются сферические ТСР-частицы, имеющие размер от 25 до 75 мкм. Однако сферические ТСР-частицы имеют некоторую неоднородность поверхности, а в некоторых случаях и искривленную форму, поэтому указанная величина показывает общеусредненный диаметр ТСР-частицы.

К тому же, спеченные ансамбли частиц, имеющие размеры примерно от 150 до 2000 мкм, могут накапливаться в результате классификации (разделения по размеру) спеченных ансамблей, полученных гранулированием сферических ТСР-частиц в гранулированные тела и спеканием гранулированных тел. Соответственно, в процессе накопления спеченных ансамблей между примыкающими друг к другу спеченными ансамблями образуются промежутки размером примерно от 100 до 400 мкм. Артериола входит в этот промежуток, и клетки-остеобласты могут прикрепляться.

Следует заметить, что образующиеся спеченные ансамбли имеют размеры от 150 до 2000 мкм. Однако спеченные ансамбли частиц имеют некоторую неоднородность поверхности, а в некоторых случаях и искривленную форму, поэтому указанная величина показывает общеусредненный диаметр спеченного ансамбля частиц.

В качестве трикальцийфосфатного (TCP) материала используются α-ТСР и β-ТСР. В рамках изобретения α-ТСР обладает более высокой биосовместимостью, чем β-ТСР. Соответственно, в зависимости от требуемого периода регенерации произвольно выбираются и используются только α-ТСР, только β-ТСР либо смесь из α-ТСР и β-ТСР. В дополнение к этому, для получения сферических ТСР-частиц иногда к TCP примешивается гидроксиапатит (НАР), обладающий высокой биорезорбируемостью, в количестве от 5% до 35%. В этом случае по причине отрицательного заряда поверхности гидроксиапатита можно ожидать, что он будет оказывать индуцирующее действие на клетки-остеокласты.

Как описывается ниже, образующаяся сферическая ТСР-частица 1 находится в плотном состоянии или в состоянии, характеризующемся наличием поры 5 размером от 1 до 5 мкм, в зависимости от такого параметра как температура предварительного спекания (фиг.2 и фиг.3). Как описано выше, при образовании поры 5 в сферической ТСР-частице клетки-остеобласты и др. могут легко прикрепляться к этой поре 5.

Спеченный ансамбль 4 сферических ТСР-частиц (фиг.1) можно наносить прямо на дефектную часть кости (регенерируемую часть кости), либо спеченные ансамбли можно заключить в оболочку 6, обладающую биорезорбируемостью и биосовместимостью, а затем наложить наполненную оболочку на дефектную часть кости (регенерируемую часть кости) (фиг.7). Следует заметить, что в качестве материала для оболочки используется желатин или коллаген. Кроме того, спеченные ансамбли 4 можно скрепить с помощью адгезива 7, обладающего адекватной биорезорбируемостью, в форме пластины или блока, адаптированных к форме регенерируемой части кости (фиг.8).

Более того, множество спеченных ансамблей 4 можно склеить пастообразным агентом, обладающим биорезорбируемостью; множество спеченных ансамблей 4 можно прикрепить с помощью адгезива 7 (фиг.9) к нетканым волокнам 8, обладающим адекватной биорезорбируемостью; можно оплести их неткаными волокнами 8 или можно поместить их между двумя слоями волокон 8 в форме повязки так, чтобы они удерживались там. Следует заметить, что в качестве материала для вышеупомянутых волокон используется полилактидный материал или коллаген.

Изготовление сферических ТСР-частиц осуществляется способом, описанным ниже. Частицы продукта преципитации получают при использовании в качестве исходного материала высокоочищенного раствора гидроксида кальция и раствора фосфата путем нейтрализации этих растворов. Частицы продукта преципитации суспендируют в чистой воде. Затем суспензионный раствор сушат способом распылительной сушки с получением сферических частиц диаметром в заданном диапазоне как частиц-предшественников ТСР-частиц. Полученные частицы-предшественники ТСР-частиц подвергают предварительному спеканию при 1050°С, после чего путем классификации спеченных частиц (разделения по размеру) с применением сита удаляют спеченные частицы диаметром менее 25 мкм и получают ТСР-частицы 1 диаметром от 25 до 75 мкм. Затем путем гранулирования ТСР-частиц получают гранулированные тела диаметром от 150 до 2000 мкм. Указанное гранулирование проводится в грануляторе при частоте вращения главной оси 300 об/мин и частоте вращения оси гранулирования 3000 об/мин с добавлением по каплям 10%-ного водного раствора гидроксипропилцеллюлозы (HCP-L) в качестве связующего средства. Гранулированные тела спекаются при температуре 1250°С в течение 5 часов. Однако продолжительность спекания не ограничивается только 5 часами. Таким способом получают костно-протезный материал, содержащий монофазный спеченный ансамбль 4 α-ТСР частиц. В этом спеченном ансамбле сферические гранулированные тела связаны друг с другом соединительными частями, образовавшимися в процессе спекания.

Кроме того, два вида частиц-предшественников сферических ТСР-частиц, синтезированных при использовании в качестве исходного материала высокоочищенного раствора гидроксида кальция, включающего Mg-элементы в количестве менее 100 ppm (миллионных частей), и частицы-предшественники, полученные добавлением Mg-элементов в количестве до 100-1000 ppm так, чтобы образовался твердый раствор, в котором TCP заменен Mg-элементами, что позволяет расширить стабильный температурный диапазон β-фазного TCP до 1300°С, подвергают по отдельности предварительному спеканию с получением сферических ТСР-частиц 1. TCP-частицы диаметром менее 25 мкм удаляют путем классификации частиц по размеру с применением сита. Два вида сферических ТСР-частиц смешивают и гранулируют, и полученные гранулированные тела подвергают спеканию при 1250°С в течение 5 часов. Таким способом изготовляют костно-протезный материал из спеченных ансамблей ТСР-частиц, включающих как α-фазу, так и β-фазу.

Как описано выше, при изготовлении костно-протезного материала из β-ТСР монофазы желательно, чтобы температура спекания спеченного ансамбля 4 частиц составляла от 1000°С до 1135°С. Однако с целью придания дополнительной прочности спеченному ансамблю гранулированные тела, к которым добавлены Mg-элементы в количестве до 100-1000 ppm, подвергают спеканию при температуре от 1200°С до 1300°С.

Для вышеупомянутых сферических ТСР-частиц адекватной температурой предварительного спекания является температура от 1000°С до 1200°С. ТСР-частицы, образованные из плотно-твердых сферических частиц, получают путем спекания при температуре ниже 1000°С таким образом, что между частицами не образуется промежуток размером от 5 до 100 мкм. Соответственно не может образоваться и промежуток, доступный для входа кровеносных капилляров и клеток-остеобластов.

Если температура предварительного спекания составляет 1000°С или выше и ниже 1125°С, то в самой сферической частице образуется пора 5 размером от 1 до 5 мкм, и в этом случае можно также получить костно-протезный материал, имеющий промежуток 3. Более того, если температура предварительного спекания составляет от 1125°С до 1200°С, то сферические частицы становятся плотными, и в этом случае можно также получить костно-протезный материал, имеющий вышеупомянутый промежуток.

Адекватной температурой спекания вышеупомянутых гранулированных тел является температура от 1150°С до 1430°С, т.е. температура, выше температуры предварительного спекания. Но в любом случае желательно, чтобы эта температура превышала вышеупомянутую температуру предварительного спекания.

Следует заметить, что в случае, если при температуре предварительного спекания 1200°С или выше и ниже 1300°С прочность спеченного ансамбля частиц оказывается недостаточной, то, соответственно, требуется установить температуру спекания после гранулирования на уровне от 1300°С до 1430°С.

[Пример изготовления 1]

Частицы продукта преципитации, синтезированные путем использования в качестве исходного материала высокоочищенного раствора гидроксида кальция, содержащего менее 12 ppm (миллионных частей) Mg, суспендируют в чистой воде до 11% сухого остатка, а затем сушат способом распылительной сушки с получением частиц-предшественников ТСР-частиц. Сухие частицы-предшественники ТСР-частиц подвергают предварительному спеканию при 1200°С в течение 2 часов. В результате этого получают сферические ТСР-частицы 1.

Полученные сферические ТСР-частицы классифицируют по размеру с применением сита для удаления частиц диаметром менее 25 мкм, после чего проводят гранулирование в грануляторе при частоте вращения центральной оси 300 об/мин и частоте вращения оси гранулирования 3000 об/мин В результате этого получают гранулированные тела диаметром от 150 до 2000 мкм. В это же время к частицам в качестве связующего средства добавляют по каплям 10%-ный раствор гидроксипропилцеллюлозы (HPC-L) в количестве 4% от гранулированных тел.

После сушки вышеупомянутых гранулированных тел при 105°С их подвергают спеканию при 1300°С в течение 5 часов таким образом, чтобы получить спеченные ансамбли частиц, в которых сферические ТСР-частицы связаны друг с другом соединительными частями 2 с образованием между этими сферическими ТСР-частицами промежутков 3 размером от 5 до 100 мкм. Костно-протезный материал получают путем классификации спеченных ансамблей по размеру с применением сита и отбора спеченных ансамблей 4 размером от 150 до 2000 мкм (фиг.1). Анализ спеченных ансамблей методом дифракции рентгеновских лучей показывает, что спеченные ансамбли частиц представляют собой α-ТСР монофазу (фиг.4).

[Пример изготовления 2]

Полученный в примере изготовления 1 суспензионный раствор с содержанием сухого остатка 11% сушат способом распылительной сушки с получением частиц-предшественников сферических ТСР-частиц. Затем проводят предварительное спекание частиц-предшественников ТСР-частиц при 1050°С в течение 2 часов с получением ТСР-частиц. Сферические ТСР-частицы 1 диаметром от 25 до 75 мкм получают путем классификации по размеру с помощью сита с удалением частиц диаметром менее 25 мкм. Полученные сферические ТСР-частицы гранулируют в грануляторе примера изготовления 1 с добавлением по каплям 10%-ного раствора гидроксипропилцеллюлозы (HPC-L) в качестве связующего средства таким образом, чтобы содержание сухого остатка составило 5,5%. После сушки гранулированных тел при 105°С их подвергают спеканию при 1135°С в течение 5 часов, в результате чего получают костно-протезный материал, состоящий из спеченных ансамблей частиц (фиг.3). Анализ спеченного ансамбля методом дифракции рентгеновских лучей показывает, что спеченный ансамбль состоит из β-ТСР монофазы (фиг.5). В этом способе между сферическими ТСР-частицами образуются промежутки 3 размером от 5 до 100 мкм. Следует заметить, что в вышеупомянутой сферической ТСР-частице образовалась пора 5.

[Пример изготовления 3]

Гранулированные тела подвергают спеканию при 1250°С в течение 5 часов, в результате чего получают костно-протезный материал из α-ТСР монофазы. В этом способе между сферическими ТСР-частицами образуются промежутки размером от 5 до 100 мкм.

[Пример изготовления 4]

Раствор с содержанием сухого остатка 11%, приготовленный путем суспендирования в чистой воде продукта преципитации, который содержит Mg в количестве 6400 ppm (миллионных частей) с целью расширения стабильного температурного диапазона β-фазы до 1250°С или выше, сушат способом распылительной сушки с получением частиц-предшественников ТСР-частиц. Затем частицы-предшественники ТСР-частиц подвергают предварительному спеканию при 1200°С в течение 2 часов таким образом, чтобы получить сферические ТСР-частицы. ТСР-частицы диаметром от 25 до 75 мкм получают путем классификации ТСР-частиц по размеру с помощью сита с удалением частиц диаметром менее 25 мкм.

Полученные сферические ТСР-частицы диаметром от 25 до 75 мкм и сферические ТСР-частицы, полученные в примере изготовления 1, смешивают, а затем смешанные частицы гранулируют в грануляторе при частоте вращения центральной оси 300 об/мин и частоте вращения оси гранулирования 3000 об/мин В результате этого получают гранулированные тела размером от 150 до 2000 мкм. В это же время к гранулированным частицам в качестве связующего средства добавляют по каплям 10%-ный раствор гидроксипропилцеллюлозы (HPC-L) так, чтобы его количество составило 4% к гранулированным частицам.

После сушки гранулированных тел при 105°С их подвергают спеканию при 1250°С в течение 5 часов, в результате чего получают костно-протезный материал, содержащий как α-фазу, так и β-фазу (фиг.6). В этом способе между сферическими ТСР-частицами образуются промежутки размером от 5 до 100 мкм.

[Пример изготовления 5]

Фиг.10 показывает пример спеченных ансамблей частиц, полученных путем проведения предварительного спекания при 1310°С в течение 2 часов в примере изготовления 1 и последующего спекания при 1400°С в течение 5 часов после классификации по размеру и др. Из фиг.10 очевидно, что соединительные части формируются неадекватно.

[Пример изготовления 6]

Фиг.11 показывает пример спеченных ансамблей частиц, полученных путем проведения предварительного спекания при 975°С в течение 2 часов в примере изготовления 1 и последующего спекания при 1250°С в течение 5 часов после классификации по размеру и др. Из фиг.11 очевидно, что соединительные части значительно увеличиваются в размерах и перекрывают пространственные промежутки между ТСР-частицами.

[Пример изготовления 7]

Фиг.12 показывает пример спеченных ансамблей частиц, полученных путем проведения предварительного спекания при 1010°С в течение 2 часов в примере изготовления 1 и последующего спекания при 1250°С в течение 5 часов после классификации по размеру и др. Образуются соединительные части размером от 5 до 20 мкм; образуется также пора 5 на поверхности ТСР-частицы и, тем самым, обеспечиваются требуемые характеристики костно-протезного материала.

Как видно из вышеописанных примеров изготовления, соединительная часть формируется в процессе спекания. В этом случае форма соединительной части и состояние поры 5 на поверхности ТСР-частицы варьируют в зависимости от температуры предварительного спекания.

Если температура предварительного спекания составляет ниже 1000°С, то соединительная часть сильно увеличивается в размере и перекрывает пространственный промежуток между частицами. Соответственно, предпочтительным является промежуток размером от 5 до 100 мкм, так как в противном случае изготовить костно-протезный материал невозможно

В то же время, если температура предварительного спекания превышает 1300°С, то имеет место недостаточное формирование соединительной части.

Кроме того, если температура предварительного спекания превышает 1100°С, то на поверхности ТСР-частицы не образуется пора 5. Если температура предварительного спекания составляет от 1000°С до 1100°С, то пора 5 образуется.

Как указано выше, желательно, чтобы температура предварительного спекания была в пределах от 1000°С или выше до 1300°С или ниже.

Как видно из вышеизложенного, описаны разные примеры. Однако настоящее изобретение не ограничивается этими вышеописанными примерами. Допускаются различные модификации в масштабе настоящего изобретения, и эти модификации также включены в настоящее изобретение.

1. Способ изготовления костно-протезного материала, включающий:
- получение частиц-предшественников трикальцийфосфатных (TCP) частиц;
- проведение предварительного спекания указанных частиц-предшественников TCP-частиц при первой температуре в первом температурном диапазоне от температуры 1000°С и выше до температуры менее 1300°С так, чтобы обеспечить TCP-частицы диаметром от 25 до 75 мкм;
- гранулирование указанных TCP-частиц с получением гранулированных тел диаметром от 150 до 2000 мкм и
- проведение спекания указанных гранулированных тел при второй температуре во втором температурном диапазоне от 1135°С и выше до температуры менее 1430°С с получением спеченных ансамблей частиц.

2. Способ по п.1, в котором указанная вторая температура выше, чем указанная первая температура.

3. Способ по п.1 или 2, в котором указанное проведение предварительного спекания включает классификацию по размеру указанных TCP-частиц диаметром от 25 до 75 мкм.

4. Способ по п.1 или 2, в котором указанное получение частиц- предшественников TCP-частиц включает добавление Mg к указанным частицам-предшественникам ТСР-частиц.

5. Способ по п.1 или 2, в котором указанное гранулирование указанных TCP-частиц включает гранулирование указанных TCP-частиц при одновременном добавлении по каплям гидроксипропилцеллюлозы (HPC-L) в качестве связующего средства для получения указанных гранулированных частиц диаметром от 150 до 2000 мкм.

6. Костно-протезный материал, содержащий множество спеченных ансамблей, имеющих диаметр от 150 до 2000 мкм и подвергнутых спеканию, в процессе которого между соседними двумя из указанного множества спеченных ансамблей частиц образуется первый промежуток размером от 100 до 400 мкм, в котором каждый из указанного множества спеченных ансамблей содержит трикальцийфосфатные (TCP) частицы диаметром от 25 до 75 мкм, подвергнутые предварительному спеканию, в процессе которого между соседними двумя из указанных ТСР-частиц образуется второй промежуток размером от 5 до 100 мкм, и в котором указанный второй промежуток сообщается с указанным первым промежутком.

7. Костно-протезный материал по п.6, в котором каждый из указанного множества спеченных ансамблей частиц имеет соединительную часть, образовавшуюся между соседними двумя из указанных ТСР-частиц, и указанная соединительная часть имеет ширину от 5 до 20 мкм.

8. Костно-протезный материал по п.6, в котором указанная ТСР-частица имеет пору размером от 1 до 5 мкм.

9. Костно-протезный материал по одному из пп.6-8, в котором указанная TCP-частица является одной из α-TCP частиц, β-ТСР частиц или смеси из α-ТСР частиц и β-ТСР частиц.

10. Костно-протезный материал по одному из пп.6-8, в котором каждый спеченный ансамбль частиц содержит также гидроксиапатит (НАР).

11. Костно-протезный материал по одному из пп.6-8, в котором указанное множество спеченных ансамблей частиц сохраняется в оболочке, обладающей биорезорбируемостью.

12. Костно-протезный материал по одному из пп.6-8, в котором указанное множество спеченных ансамблей частиц объединены в пластину или блок.

13. Костно-протезный материал по одному из пп.6-8, в котором указанное множество спеченных ансамблей частиц прикреплено к волокнам, обладающим биорезорбируемостью.



 

Похожие патенты:
Изобретение относится к медицине. .

Изобретение относится к применению полимеров для наращивания ткани по медицинским и косметическим показаниям. .

Изобретение относится к медицине, а именно к комбустиологии, пластической хирургии, косметологии, и может найти применение в качестве биоматериала для замещения дефектов покровных тканей и стимуляции регенерации.
Изобретение относится к медицине, конкретно к медицинскому устройству, включающему биосовместимое медицинское покрытие, приклеенное к нему, в котором покрытие включает по меньшей мере одну из несшитых растворимых в воде солей (i) альгиновой кислоты, (ii) гиалуроновой кислоты или (iii) хитозана, причем покрытие полностью растворяется по меньшей мере в одной физиологической жидкости организма человека менее чем за 3 часа.
Изобретение относится к области медицины и касается препаратов, применяемых для профилактики и лечения нарушений физиологической и репаративной регенерации костной ткани и суставного хряща.

Изобретение относится к медицине и может быть использовано при направленной регенерации тканей. .

Изобретение относится к области медицинского материаловедения и может быть использовано при создании материалов для травматологии и ортопедии, челюстно-лицевой хирургии и хирургической стоматологии, а также в качестве носителей для лекарственных средств.
Изобретение относится к биоактивному микропористому материалу для костной хирургии, который включает при определенных соотношениях измельченное в порошок высокощелочное стекло островной, цепочечной, кольцевой и слоистой структуры определенного состава, порошок кальций-фосфатного наполнителя, выбранного из кальций-дефицитного гидроксиапатита с отношением Са/Р=1,5-1,65 или -трехкальциевого фосфата, и порообразователь, представляющий собой крахмал или желатин.

Изобретение относится к медицине. .
Изобретение относится к медицине, в частности к кальцийфосфатным керамическим материалам, предназначенным для изготовления костных имплантатов и/или замещения дефектов при различных костных патологиях.

Изобретение относится к медицине, конкретно к хирургическому материалу и средствам для замещения дефектов костной ткани. .

Изобретение относится к области материалов для костных имплантантов и может быть использовано для изготовления биокерамики для лечения костных дефектов. .

Изобретение относится к области медицины, а именно к травматологии и ортопедии, челюстно-лицевой хирургии и хирургической стоматологии, и может использоваться для заполнения костных дефектов.

Изобретение относится к медицине, в частности к кальцийфосфатным фторгидроксиапатитовым керамическим материалам, предназначенным для изготовления костных имплантатов и/или замещения дефектов при различных костных патологиях.

Изобретение относится к области медицины и касается композиционных материалов для пластической реконструкции поврежденных костных тканей. .

Изобретение относится к медицине. .
Наверх