Композиционный материал для замещения костной ткани


 


Владельцы патента RU 2522248:

Открытое Акционерное Общество "Уральский научно-исследовательский институт композиционных материалов" (RU)
АМЕТИСТ - ГОЛДИ МЭНЭГЕМЕНТ ГРОУП ЛЛ КОМПАНИ (US)

Изобретение относится к медицине, конкретно к области композиционных материалов для изготовления эндопротезов. Композиционный материал для замещения костной ткани содержит пористую матрицу из волокон кристаллического углерода с межплоскостным расстоянием 3,58…3,62 ангстрема с содержанием волокон 20…80 от ее общего объема и материал-наполнитель, имеющий кристаллический углерод с межплоскостным расстоянием 3,42…3,44 ангстрема. При создании композиционного материала для замещения костной ткани с модулем упругости, соответствующим костной ткани человека, материал-наполнитель содержит полученный путем карбонизации бакелита аморфный углерод в виде кокса в количестве 10…20% и полученный путем разложения метана кристаллический углерод в количестве 70…50% соответственно от общего объема пор матрицы. Композиционный материал имеет модуль упругости, соответствующий модулю упругости костной ткани человека. 1 табл.

 

Изобретение относится к медицине, а точнее - к области композиционных материалов для изготовления эндопротезов.

Известен композиционный материал для замещения костной ткани, содержащий пористую матрицу из волокон кристаллического углерода с межплоскостным расстоянием 3,58…3,62 ангстрема с содержанием волокон 20…80% от ее общего объема и материал-наполнитель, имеющий кристаллический углерод с межплоскостным расстоянием 3,42…3,44 ангстрема - патент RU №2260402 С1, опубл. 20.09.2005.

По своим признакам и достигаемому результату этот композиционный материал наиболее близок к заявляемому и принят за прототип.

Известный композиционный материал используется для изготовления эндопротезов человека и животных и характеризуется модулем упругости 14…28 ГПа.

Недостаток известного композиционного материала заключается в чрезмерно высоком модуле упругости, значительно превышающим реальный модуль упругости костной ткани человека.

Эндопротез, изготовленный из известного материала, более жесткий по сравнению с костной тканью человека и при его взаимодействии с последней происходит непрерывное перемещение сопряженных поверхностей, что ведет к постепенному расшатыванию эндопротеза и ухудшению прорастания костной ткани в его поры.

Кроме того, сопряжение жестких поверхностей эндопротеза со здоровой костью человека вызывает убывание здоровой кости и тормозит создание новой гомогенной костной массы.

Технический результат изобретения заключается в создании композиционного материала для замещения костной ткани с модулем упругости, оптимально соответствующим модулю упругости костной ткани человека.

Названный технический результат достигается благодаря тому, что в композиционном материале для замещения костной ткани, содержащем пористую матрицу из волокон кристаллического углерода с межплоскостным расстоянием 3,58…3,62 ангстрема с содержанием волокон 20…80% от ее общего объема, и материал-наполнитель, имеющий кристаллический углерод с межплоскостным расстоянием 3,42…3,44 ангстрема, согласно изобретению материал-наполнитель содержит полученный путем карбонизации фенол-формальдегидного связующего аморфный углерод в виде кокса в количестве 10…20% и полученный путем разложения углеводородного газа кристаллический углерод в количестве 70…50% соответственно от общего объема пор матрицы.

Изготовление композиционного материала для замещения костной ткани ведут следующим образом. Сначала из волокон кристаллического углерода с межплоскостным расстоянием 3,58…3,62 ангстрема изготавливают пористую матрицу с содержанием волокнистого материала 20…80% от ее объема, которую затем пропитывают расчетным количеством прекурсора аморфного углерода - фенолформальдегидного связующего, например бакелита, и подвергают полимеризации.

Полученную углепластиковую заготовку подвергают карбонизации при температуре 1200 К в течение 3 часов, получая при этом аморфный углерод в виде кокса в количестве 10…20% от общего объема пор матрицы (чем достигается приближение модуля упругости композиционного материала к модулю упругости костной ткани человека).

После этого производят заполнение пор кристаллическим углеродом с межплоскостным расстоянием 3,42…3,44 ангстрема в количестве 70…50% соответственно от общего объема пор матрицы путем разложения углеводородного газа, например метана, при температурах 1173…1273 К (чем обеспечивается соответствие модуля упругости получаемого композиционного материала костной ткани человека).

Изобретение подтверждено результатами испытаний, представленными в таблице.

Для чего были изготовлены образцы композиционного материала для замещения костной ткани с разным содержанием аморфного и кристаллического углерода и проведены испытания с определением модуля упругости материала каждого образца.

По результатам испытаний видно, что образцы, содержащие аморфный и кристаллический углерод в заявленных пределах (опыты №3, 4, 5), имеют модули упругости как у костной ткани человека, а образцы, содержащие аморфный и кристаллический углерод вне заявленных пределов (опыты №1, 2 и 6, 7, 8, 9), имеют модули упругости, не совпадающие с костной тканью человека.

Композиционный материал для замещения костной ткани по сравнению с прототипом характеризуется модулем упругости, равным модулю упругости костной ткани человека, лежащим в пределах 13,8…19,4 ГПа.

№ опыта Содержание аморфного углерода, % Содержание кристаллич. углерода, % Модуль упругости, ГПа Результат
1 0 90 28,0 -
2 5 85 23,0 -
3 10 70 19,0 +
4 15 60 16,5 +
5 20 50 14,1 +
6 25 70 13,3 -
7 30 50 8,1 -
8 0 70 22,8 -
9 0 80 26,4 -

Композиционный материал для замещения костной ткани, содержащий пористую матрицу из волокон кристаллического углерода с межплоскостным расстоянием 3,58…3,62 ангстрема с содержанием волокон 20…80% от ее общего объема и материал-наполнитель, имеющий кристаллический углерод с межплоскостным расстоянием 3,42…3,44 ангстрема, отличающийся тем, что материал-наполнитель содержит полученный путем карбонизации бакелита аморфный углерод в виде кокса в количестве 10…20% и полученный путем разложения метана кристаллический углерод в количестве 70…50% соответственно от общего объема пор матрицы.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к области медицинской техники, а именно к ортопедической стоматологии. .
Изобретение относится к способу получения биосовместимого наноструктурированного композиционного электропроводящего материала. .
Изобретение относится к медицине, в частности к ортопедии, и может быть использовано при изготовлении эндопротезов суставов человека и других изделий, а также в различных областях техники.

Изобретение относится к области лазерной техники, используемой в нанотехнологических целях, а именно к способам наноструктурирования объемных биосовместимых наноматериалов под действием лазерного облучения.
Изобретение относится к области медицины, а именно к челюстно-лицевой хирургии, и может быть использовано для устранения костных дефектов. .
Изобретение относится к области медицины, а именно к челюстно-лицевой хирургии, и может быть использовано для устранения костных дефектов. .
Изобретение относится к области медицины, а именно к челюстно-лицевой хирургии, и может быть использовано для устранения костных дефектов. .
Изобретение относится к области медицины, а именно к челюстно-лицевой хирургии, и может быть использовано для устранения костных дефектов. .

Изобретение относится к медицинской технике и может быть использовано при изготовлении искусственных клапанов сердца. .
Изобретение относится к медицине, а именно к области композиционных материалов для изготовления эндопротезов при использовании композиционного материала для замещения костной ткани.

Изобретение относится к медицине. Имплантат для закрытия перфорационного отверстия гайморовой пазухи представляет собой наружный цилиндр, в котором расположен внутренний цилиндр.

Группа изобретений относится к области медицины, в частности стоматологии, и предназначено для использования при стоматологической имплантации. Стоматологический костный имплант включает первый и второй костные трансплантаты.

Изобретение относится к медицине, а именно к травматологии и ортопедии, и может быть использовано для эндопротезирования удаленной пяточной кости, включая артродезирование межпредплюсневых суставов и замещения пострезекционного дефекта пяточной кости.

Изобретение относится к медицинским устройствам и может быть использовано при оперативном лечении плоско-вальгусной деформации стоп. Подтаранный имплант содержит корпус в виде усеченного конуса с резьбой на наружной поверхности и отверстием по оси под ключ.

Изобретение относится к медицине, а именно к травматологии и к биотехнологии, и может быть использовано для формирования биосовместимой полимерной структуры в костных тканях.

Изобретение относится к медицине, а именно к ортопедической стоматологии. Описан способ изготовления внутрикостных имплантатов, включающий послойное нанесение плазменным напылением на металлическую основу имплантата биологического активного покрытия, при этом первым и вторым слоями дистанционно напыляют титан, третьим слоем наносят механическую смесь порошка титана и гидроксиапатита, четвертый слой формируют на основе гидроксиапатита или оксида алюминия, при этом при формировании четвертого слоя смешивают порошок бемита дисперсностью не более 50 нм с порошками гидроксиапатита или оксида алюминия в количестве 5-20% порошка бемита от общего количества веществ, при этом бемит берут в виде суспензии, приготовленной с добавлением поверхностно-активного вещества, растворенного в дистиллированной воде концентрацией 0,25-5%, обработанного в ультразвуковой ванне, затем полученную суспензию из бемита и гидроксиапатита или оксида алюминия обрабатывают в ультразвуковой ванне, сушат, отжигают и измельчают.
Изобретение относится к медицине. Описан способ получения кальций-фосфатных стеклокерамических материалов, который может быть использован в медицине, а именно в стоматологии и ортопедии для производства медицинских материалов, стимулирующих восстановление дефектов костной ткани, для формирования зубных пломб, зубных паст.
Изобретение относится к медицине. Описан брушитовый гидравлический цемент для восстановления костных тканей, содержащий порошок α-трикальцийфосфата и затворяющую жидкость, представляющую собой раствор фосфата магния в фосфорной кислоте, где цементный порошок содержит гранулы карбоната кальция размером 50-100 мкм при следующем содержании компонентов: α-трикальцийфосфата - 90-95% масс., карбонат кальция - 5-10% масс.

Изобретение относится к медицине. Протез, в частности, для, по меньшей мере, частичной замены длинной трубчатой кости включает вставное соединение для соединения штыря с другой деталью протеза.

Изобретение относится к устройству и способу лечения бактериальных заболеваний. Устройство включает троакар, перфоратор, толкатель, серебряный электрод, временный электрод, иглу, изготовленную из биологически совместимого материала, имеющего отрицательный электрический потенциал относительно серебра, один или более вторых электродов из того же материала, что и игла, внешний источник постоянного напряжения и измеритель электропроводности.

Настоящее изобретение относится к композиту для применения в медицине, стоматологии и хирургии, включая костную трансплантацию, который содержит несущую деталь, пористую деталь и по меньшей мере две соединительные детали, расположенные на расстоянии друг от друга и вытянутые от несущей детали к пористой детали, таким образом соединяя их друг с другом. Каждая соединительная деталь изготовлена из полимера, наполненного полимера или композита, содержащего полимерный материал матрицы, наполнители и армирующий материал, и выполнена в виде ленты, имеющей длину, ширину и высоту, причем как ширина, так и высота независимо составляет не более чем 20% длины ленты и, по меньшей мере, одна из соединительных деталей вставлена, по меньшей мере частично, в несущую и пористую детали. Изобретение обеспечивает создание материала для имплантата, который является как механически прочным, так и безопасным для магнитной томографии. 2 н. и 13 з.п. ф-лы, 2 пр., 7 ил.
Наверх