Отверждаемый биокомпозиционный материал для замещения костных дефектов

Изобретение относится к области медицины, в частности к травматологии, ортопедии, челюстно-лицевой хирургии, стоматологии, нейрохирургии, а именно к остеопластичным составам биокомпозиционных материалов, предназначенным для лечения заболеваний и повреждений костной системы человека, и может быть использовано в качестве материала, способного в организме полностью биодеградировать и заменяться новой костной тканью, для регенерации костных клеток, биологического наполнителя при дефектах костной ткани, остеокондуктивного и остеоиндуктивного биологического опорного каркаса для регенерации костной ткани. Техническим результатом является реализации расширения арсенала биокомпозиционных материалов для замещения костной ткани и фиксации эндопротезов. Для этого отверждаемый биокомпозиционный материал для замещения костных дефектов на основе фосфатов кальция дополнительно содержит фосфат магния, гидрофосфат кальция, аминокислоту, в качестве фосфатов кальция - биологический гидроксиапатит при следующем соотношении компонентов, % мас.: гидроксиапатит - 45-47, фосфат магния - 32-34, гидрофосфат кальция - 16-19, аминокислота - 1-5, а в качестве связующего - казеин.

 

Изобретение относится к области медицины, в частности к травматологии, ортопедии, челюстно-лицевой хирургии, стоматологии, нейрохирургии, а именно к остеопластичным составам биокомпозиционных материалов, предназначенным для лечения заболеваний и повреждений костной системы человека, и может быть использовано в качестве материала, способного в организме полностью биодеградировать и заменяться новой костной тканью, для регенерации костных клеток, биологического наполнителя при дефектах костной ткани, остеокондуктивного и остеоиндуктивного биологического опорного каркаса для регенерации костной ткани.

Известно средство для стимуляции роста костной ткани, содержащее гидроксиапатит в виде водной суспензии 18-36 мас. с размером частиц 0,015-0,16 мкм (RU, патент №2077329, A61K 33/06, Опубл. 20.04.1997 г.).

Недостаток данного средства для стимуляции роста костной ткани заключается в том, что увлажненный материал не обладает пластичностью, не способен фиксироваться в костных полостях и не способен сохранить заданную форму, в связи, с чем не обеспечивается даже минимальная защитаот механических повреждений, необходимая вновь образующимся костным тканям.

Наиболее близким к заявленному материалу является цемент для замещения костных тканей, содержащий аморфный фосфат кальция, дополнительный источник кальция, выбранный из группы: оксид кальция, гидроксид кальция, карбонат кальция или фосфат кальция, и физиологический водный раствор (US, патент №5782971, C04B 12/02, C01B 25/32, Опубл. 21.07.1998 г.).

Недостаток данного цемента для замещения костных тканей заключается в достаточно широких вариациях составляющих его компонентов (его количественный состав) и в отсутствии указаний на количественное содержание компонентов, что приводит, по сути, к получению неопределенной гаммы различных материалов, обладающих, в конечном итоге, различным составом, характеристиками и структурой. Кроме того, данный цемент не обладает достаточной пластичностью.

В основу изобретения положена задача расширения арсенала биокомпозиционных материалов для замещения костной ткани и фиксации эндопротезов, которые после заполнения дефектов костной ткани в процессе отверждения образует материал, являющийся аналогом неорганической составляющей натуральной кости, и обладающий биосовместимостью, биоактивностью, остеокондуктивными и остеоиндуктивными свойствами, благодаря чему он постепенно замещается натуральной костной тканью, эффективно восстанавливая имеющиеся дефекты. При этом техническим результатом является реализация этого назначения.

Достижение вышеуказанного технического результата обеспечивается тем, что отверждаемый биокомпозиционный материал для замещения костных дефектов на основе фосфатов кальция дополнительно содержит фосфат магния, гидрофосфат кальция, аминокислоту, в качестве фосфатов кальция - биологический гидроксиапатит при следующем соотношении компонентов, % мас.: гидроксиапатит - 45-47, фосфат магния - 32-34, гидрофосфат кальция - 16-19, аминокислота - 1-5, а в качестве связующего - казеин в виде аммиачного раствора при соотношении аммиачного раствора казеина к порошковой массе биокомпозиционного материала 1:1.

Содержание в отверждаемом биокомпозиционном материале фосфата магния, гидрофосфата кальция, аминокислоты, в качестве фосфатов кальция - биологического гидроксиапатита при следующем соотношении компонентов, % мае: гидроксиапатит - 45-47, фосфат магния - 32-34, гидрофосфат кальция - 16-19, аминокислота - 1-5, а в качестве связующего - казеина в виде аммиачного раствора при соотношении аммиачного раствора казеина к порошковой массе биокомпозиционного материала 1:1, обеспечивает в процессе отверждения образование материала, являющегося аналогом неорганической составляющей натуральной кости, и обладающего биосовместимостью, биоактивностью, остеокондуктивными и остеоиндуктивными свойствами, благодаря чему он постепенно замещается натуральной костной тканью, эффективно восстанавливая имеющиеся дефекты.

Получение отверждаемого биокомпозиционного материала для замещения костных дефектов осуществляется следующим образом.

Подготовка исходных компонентов включает в себя получение фракций порошков гидроксиапатита, фосфата магния, гидрофосфата кальция с размерами частиц от 1-40 мкм. Эта операция заключается в просеивании порошков через сита соответствующих размеров. Порошок фосфата магния готовится смешиванием оксида магния и 70% ортофосфорной кислоты в соотношении 1:1,18. Полученный фосфат магния измельчался в шаровой мельнице. Полученные фракции порошков смешиваются в шаровой мельнице в течение 180 минут.Реактивы, используемые для изготовления биокомпозиционного материала, имеют марку «чда» или «хч». Далее в порошковую смесь добавляется раствор аминокислоты при интенсивном перемешивании. При этом в качестве аминокислоты используются аргинин, орнитин, глутамин. Далее смесь высушивается при температуре 40-60°C в течение 20 минут. Сушка наполнителя при температуре ниже 40°C приводит к более длительному времени обработки, а при температуре выше 60°C идет разложение аминокислоты. К полученной порошковой массе добавляется аммиачный раствор казеина в соотношении 1:1. Биокомпозиционный материал схватывается через 3 минуты. При добавлении казеина меньше 1 порошок биокомпозиционного материала не проявляет эластичных свойств и рассыпается. Добавление же казеина более 1 приводит к длительному времени схватывания порядка 15 минут и расслаиванию системы.

Используемый в качестве связующего казеин получается в результате взаимодействия обезжиренного молока с 10% лимонной кислотой при непрерывном помешивании; казеин осаждается в виде зерен. Температура осаждения 37°C; кислотность массы должна соответствовать рН=4,6-4,8. Кислоту добавляют в течение 8-10 мин. После осаждения выпавший осадок перемешивают 10-15 мин. Для лучшего уплотнения зерен промывают 3-4 раза дистиллированной водой при температуре 30°C. После промывки казеин-сырец содержит около 60% влаги. Перед сушкой эту воду удаляют прессованием. После прессования казеин измельчается. Измельченный казеин сушится при температуре 25-30°C в течение 15-20 часов. Далее для применения казеина в качестве связующего в биокомпозиционном материале готовится 5-10% раствор аммиака для растворения казеина при следующих соотношениях компонентов: 1 вес.ч. казеина и 3 вес.ч. для 5% раствора аммиака. 1 вес.ч. казеина и 1,5 вес.ч. для 10% раствора аммиака. После растворения казеина и получения гомогенной вязкой массы далее добавляется 5% раствор гидрофосфата кальция, растворенного в 10% растворе ортофосфорной кислоты, в количестве 137,5 мл CaHPO4 на 1 л растворенного казеина.

После изготовления порошок биокомпозиционного материала для стерилизации помещают в полиэтиленовый пакет и запаивают. Затем подвергают облучению дозой 20000 Гр.

При использовании образцов биокомпозиционного материала указанного состава все твердые предварительно высушенные компоненты перемешивают в шаровой мельнице в течение 180 минут. Для формирования рабочей пасты непосредственно перед употреблением к полученному порошку добавляют аммиачный раствор казеина и перемешивают в течение 2-3 мин и оставляют полученный пластичный материал на 15-20 минут для проведения процесса полимеризации. После этого полученный материал помещают в дефект костной ткани. Время схватывания составляет 3 мин. Результаты испытаний показали, что в отличие от известных материалов предложенный биокомпозиционный материал обладает полной биосовместимостью с костной тканью, биодеградируемостью, и создает условия, исключающие необходимость пересадки костной ткани, и сокращения общей длительности хирургического вмешательства.

Отверждаемый биокомпозиционный материал для замещения костных дефектов на основе фосфатов кальция, отличающийся тем, что он дополнительно содержит фосфат магния, гидрофосфат кальция, аминокислоту, а в качестве фосфатов кальция биологический гидроксиапатит при следующем соотношении компонентов, мас.%:

Гидроксиапатит 45-47
Фосфат магния 32-34
Гидрофосфат кальция 16-19
Аминокислота 1-5

при этом в качестве связующего содержит казеин в виде аммиачного раствора при соотношении аммиачного раствора казеина и порошковой массы биокомпозиционного материала 1:1.



 

Похожие патенты:
Изобретение относится к медицине, в частности к колопроктологии, и может быть использовано при лечении анальной трещины. Способ включает иссечение анальной трещины с дозированной сфинктеротомией и медикаментозное лечение.
Изобретение относится к области медицины, а именно к инъекционным биорезорбируемым составам биокомпозиционных материалов, предназначенных для лечения заболеваний и повреждений костной системы человека, в качестве материала, способного в организме полностью биодеградировать и заменяться новой костной тканью, для регенерации костных клеток, остеокондуктивного и остеоиндуктивного биологического опорного каркаса для регенерации костной ткани, применяемых в травматологии, ортопедии, челюстно-лицевой хирургии, нейрохирургии.
Изобретение относится к медицине, а именно к физиотерапии, хирургии. Способ заключается в проведении курса пелоидотерапии путем наложения аппликации.
Изобретение относится к медицине, а именно к анестезиологии, реаниматологии и урологии, и может быть использовано для профилактики сердечно-сосудистых осложнений у больных с синдромом эндогенной интоксикации на фоне острого гнойного пиелонефрита в периоперационном периоде.

Изобретение относится к медицине. Описано применение материала для восстановления дисфункции нервов, который включает гидрогель производного полисахарида, при котором в 0,5 масс.% водном растворе комплексный модуль составляет от 1 до 1000 Н/м2, а коэффициент потерь составляет от 0,01 до 2,0, что измерено при угловой скорости 10 рад/сек с помощью устройства для измерения динамической вязкоупругости.
Изобретение относится к медицине, а именно к торакальной хирургии, способам контроля герметичности легочной ткани, культи бронха, трахеобронхиальных швов при реконструктивно-пластических вмешательствах на трахее и бронхах и индикаторным средствам для их осуществления.
Изобретение относится к медицине, а именно к трансплантологии, и может быть использовано для профилактики реперфузионных повреждений донорских органов. .

Изобретение относится к медицине, а именно к минимально инвазивной хирургии, и может быть использовано для склеротерапии истинных кист паренхимальных органов. .
Изобретение относится к медицине, а именно к хирургии, и может быть использовано при хирургическом лечении больных многокамерным эхинококкозом печени. .
Изобретение относится к области медицины, а именно к инъекционным биорезорбируемым составам биокомпозиционных материалов, предназначенных для лечения заболеваний и повреждений костной системы человека, в качестве материала, способного в организме полностью биодеградировать и заменяться новой костной тканью, для регенерации костных клеток, остеокондуктивного и остеоиндуктивного биологического опорного каркаса для регенерации костной ткани, применяемых в травматологии, ортопедии, челюстно-лицевой хирургии, нейрохирургии.

Изобретение относится к медицине. Описан биоматериал на основе фосфата кальция, предпочтительно на основе гидроксиапатита, или на основе материала, содержащего гидроксиапатит, такого как двухфазные фосфаты кальция и кальцийфосфатные цементы, и его применение для получения имплантата или для установки протеза с целью обеспечения регенерации костной ткани.

Изобретение относится к технологии получения неорганических материалов, которые могут быть использованы для производства медицинских материалов, стимулирующих восстановление дефектов костной ткани, в том числе в стоматологии.

Изобретение относится к способу получения канафита, т.е. гидратированного двойного пирофосфата натрия кальция (Na2Ca2PO7*4H2O).
Изобретение относится к пористым гранулам-микросферам с регулируемым размером частиц для регенерации костной ткани. Указанные микросферы имеют размер в диапазоне 1-1000 мкм, имеют сквозные поры с размером 1-100 мкм и общую пористость 40-75%.
Изобретение относится к медицине, а именно к получению биологического гидроксиапатита. Описан способ получения биологического гидроксиапатита, включающий предварительную очистку костей, измельчение их, растворение костной ткани в соляной кислоте с последующим осаждением гидроксиапатита осадителем, фильтрование, термическую обработку и измельчение осадка, измельчение костей производят до получения частиц размером 2,5-5 см, растворение костной ткани осуществляют раствором соляной кислоты с концентрацией 0,5-2М с последующим отделение жидкой части взвеси фильтрацией и добавлением в отфильтрованный раствор при постоянном перемешивании хитозана концентрацией 1,5-2 мас.% до его полного растворения.
Изобретение относится к медицине, а именно к способу получения биосовместимого костнозамещающего материала, при этом получают порошок биологического гидроксиапатита с размером частиц не более 40 мкм из костей крупного рогатого скота, смешивают порошок гидроксиапатита с порошком фосфата магния с размером частиц не более 40 мкм при соотношении их 1,0:0,25, добавляют к полученнной смеси порошков водную суспензию 2-амино-5-гуанидиновалериановой кислоты с последующим перемешиванием их в течение 40-50 минут и сушкой при 50-60°С.

Изобретение относится к композиционным материалам на основе кальцийфосфатной керамики с улучшенными прочностными характеристиками и может быть использовано для заполнения костных дефектов в травматологии и ортопедии, челюстно-лицевой хирургии и хирургической стоматологии.

Изобретение относится к пористой трехмерной матрице из монетита, который является биосовместимым, имеет структурированную пористость и предварительно заданную структуру и обладает способностью к реабсорбции, а также к способу синтеза, обеспечивающему получение указанного материала, и применению этого материала.
Изобретение относится к области медицины и может применяться для протезирования костных структур челюстно-лицевого скелета, в качестве системы доставки лекарственных средств и в качестве матрицы в конструкциях тканевой инженерии.
Изобретение относится к антисептическому средству с гемостатическим действием для обработки ран. Средство содержит в своем составе компоненты при следующем соотношении, мас.%: антимикробную субстанцию - 0,01-3, активный комплекс - 1-25, глицерин - 2-35 и воду - до 100.

Изобретение относится к области медицины, в частности к травматологии, ортопедии, челюстно-лицевой хирургии, стоматологии, нейрохирургии, а именно к остеопластичным составам биокомпозиционных материалов, предназначенным для лечения заболеваний и повреждений костной системы человека, и может быть использовано в качестве материала, способного в организме полностью биодеградировать и заменяться новой костной тканью, для регенерации костных клеток, биологического наполнителя при дефектах костной ткани, остеокондуктивного и остеоиндуктивного биологического опорного каркаса для регенерации костной ткани. Техническим результатом является реализации расширения арсенала биокомпозиционных материалов для замещения костной ткани и фиксации эндопротезов. Для этого отверждаемый биокомпозиционный материал для замещения костных дефектов на основе фосфатов кальция дополнительно содержит фосфат магния, гидрофосфат кальция, аминокислоту, в качестве фосфатов кальция - биологический гидроксиапатит при следующем соотношении компонентов, мас.: гидроксиапатит - 45-47, фосфат магния - 32-34, гидрофосфат кальция - 16-19, аминокислота - 1-5, а в качестве связующего - казеин.

Наверх