Способ увеличения прочности цементов для медицины


 


Владельцы патента RU 2524614:

Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Белгородский государственный национальный исследовательский университет" (НИУ "БелГУ") (RU)
Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт металлургии и материаловедения им. А.А. Байкова Российской академии наук (ИМЕТ РАН) (RU)
Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт проблем лазерных и информационных технологий Российской академии наук (ИПЛИТ РАН) (RU)

Изобретение относится к области медицины и касается цементных материалов для пластической реконструкции поврежденных костных тканей. Описаны кальцийфосфатные цементные материалы, которые получают на основе порошков тетракальциевого фосфата и/или трикальцийфосфата. В качестве цементной жидкости используют водный раствор фосфата натрия. После смешения, схватывания и твердения цементные образцы подвергают дополнительно пропитке в водном растворе фосфата натрия и обработке в сверхкритическом диоксиде углерода. Повышение прочности цементных образцов на 28-33% происходит за счет повышения степени закристаллизованности образующихся фаз. 2 пр.

 

Изобретение относится к медицине, а именно пластической реконструкции поврежденных костных тканей.

Свойства цементных материалов можно регулировать обработкой в сверхкритических условиях. При помещении цементных образцов в среду сверхкритической двуокиси углерода (СК-обработка) последний благодаря высокой проникающей способности пропитывает материал по всему объему. Создаются условия, способствующие изменению фазового состава и микроструктуры, что может увеличить прочность полученных цементных материалов.

Наиболее близким по техническому решению и достигаемому эффекту является патент ЕР 1770073 B1 Cement composition for a carbon dioxide supercritical environment от 12.08.2009. В указанном патенте описан способ получения цементных материалов на основе портландцемента. Особенностью предложенного метода является обработка затвердевших образцов цементов сверхкритическим диоксидом углерода. В результате СК-обработки наблюдалось повышение прочности образцов при сжатии с 19 до 23,9 МПа (около 25%), а также снижение значения pH цементных материалов, что способствовало повышению их устойчивости к воздействию окружающей среды. Основным недостатком данных материалов является ограниченное применение данного метода к материалам на основе портландцемента, а также незначительное увеличение прочности в процессе СК-обработки и уменьшение прочности при изменении исходного состава.

Технический результат предлагаемого изобретения - повышение прочности кальцийфосфатных цементных материалов для медицины.

Технический результат достигается тем, что в способе увеличения прочности цементов для медицины, включающем смешение порошка тетракальциевого фосфата (ТеТКФ) и/или трикальцийфосфата (ТКФ) и цементной жидкости (ЦЖ) на основе водного раствора фосфата натрия, согласно изобретению после схватывания и твердения полученные цементные образцы дополнительно пропитывают водным раствором фосфата натрия, после чего влажные образцы подвергают обработке в сверхкритическом диоксиде углерода.

В результате пропитки водным раствором фосфата натрия и последующей СК-обработки создаются условия, при которых раствор равномерно распределяется в объеме образца, происходит реакция между водным раствором фосфата натрия и диоксидом углерода с образованием угольной кислоты, что приводит к понижению pH цементной жидкости. В результате взаимодействия более щелочных компонентов (ТеТКФ и ТКФ) и более кислой цементной жидкости процесс фазообразования происходит более интенсивно, что приводит к увеличению степени закристаллизованности формирующихся фосфатов кальция и повышению прочности материала на 28-33%.

Без использования дополнительной пропитки водным раствором фосфата натрия прочность цементных образцов после СК-обработки не изменяется, что связано с практическим отсутствием изменения фазового состава, степени закристаллизованности и микроструктуры в процессе СК-обработки после схватывания и твердения цементных образцов. В случае пропитки цементного образца без последующей СК-обработки также не наблюдается увеличения прочности.

Пример получения образца №1. Порошок 100% ТеТКФ смешивают с цементной жидкостью на основе водного раствора фосфата натрия до образования густого сметаноподобного шликера. Полученную смесь помещают в цилиндрическую форму диаметром 8 мм. По истечении 10-20 минут отформованный образец вынимают и помещают в водный раствор фосфата натрия и пропитывают в течение 10 мин. Затем влажный образец помещают в камеру СК-обработки при режиме 40°C и давлении 100 атм в течение 1 часа. Полученный образец имеет прочность 33 МПа. Без использования СК-обработки прочность составляла 23 МПа.

Пример получения образца №2. Порошок в виде смеси 50 масс.% ТеТКФ и 50% ТКФ смешивают с цементной жидкостью на основе водного раствора фосфата натрия до образования густого сметаноподобного шликера. Полученную смесь помещают в цилиндрическую форму диаметром 8 мм. По истечении 10-20 минут отформованный образец вынимают и помещают в водный раствор фосфата натрия и пропитывают в течение 10 мин. Затем влажный образец помещают в камеру СК-обработки при режиме 40°C и давлении 100 атм в течение 1 часа. Полученный образец имеет прочность 30 МПа. Без использования СК-обработки прочность составляла 20 МПа.

Способ увеличения прочности цементов для медицины, включающий смешение порошка тетракальциевого фосфата (ТеТКФ) и/или трикальцийфосфата (ТКФ) и цементной жидкости (ЦЖ) на основе водного раствора фосфата натрия, отличающийся тем, что после схватывания и твердения полученные цементные образцы дополнительно пропитывают водным раствором фосфата натрия, после чего влажные образцы подвергают обработке в сверхкритическом диоксиде углерода.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к медицинской технике и может быть использовано в стоматологии, травматологии и ортопедии. Описан способ получения наноструктурированнного кальций-фосфатного покрытия для медицинских имплантатов, заключающийся в распылении мишени из стехиометрического гидроксиапатита Ca10(PO4)6(OH)2 в плазме высокочастотного магнетронного разряда в атмосфере аргона при давлении 0.1-1 Па и плотностью мощности на мишени 0.1-1 Вт/см2 в течение 15-180 мин на расстоянии от мишени до подложки в интервале от 40 до 50 мм, где формирование наноструктуры производится после нанесения покрытия в ходе контролируемого термического отжига при температуре 700-750°C в течение 15-30 мин.

Изобретение относится к челюстно-лицевой хирургии и травматологии и описывает способ получения лантансодержащего покрытия. При осуществлении способа помещают порошок гидроксиапатита в раствор 0,04 LaCl3, выдерживают порошок на воздухе при комнатной температуре в течение времени, необходимого для качественной пропитки частиц гидроксиапатита раствором LaCl3, отфильтровывают осадок на воронке Бюхнера, который затем промывают горячей водой, высушивают при 200-300°С в течение 4-6 часов и отжигают при 600-700°С в течение 2-3 часов, формирование лантансодержаего покрытия производят сначала напылением титанового подслоя, а затем лантансодержащего порошка гидроксиапатита.

Изобретение относится к области медицинской техники, а именно к ортопедической стоматологии. .
Изобретение относится к области медицинской техники, а именно к остеоинтеграционным оксидным покрытиям на ортопедические и стоматологические титановые имплантаты.
Изобретение относится к медицине. .
Изобретение относится к области медицинской техники. .

Изобретение относится к способам нанесения гидроксиапатитовых покрытий и может быть использовано в медицине при изготовлении металлических имплантатов с биоактивным покрытием.
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 изготовлению кардиоимплантатов из сплава на основе никелида титана с эффектом памяти формы (ЭПФ) и сверхэластичности с модифицированным ионно-плазменной обработкой поверхностным слоем, предназначенных для длительной эксплуатации в сердечно-сосудистой системе организма и обладающих коррозионной стойкостью, биосовместимостью и нетоксичностью в биологических средах.

Изобретение относится к медицинским изделиям и к способу получения медицинских изделий. .

Изобретение относится к медицине, а именно к изготовлению сетчатых эндопротезов для реконструктивно-восстановительной хирургии из гидрофобных полипропиленовых и поливинилиденфторидных мононитей, имеющих в структуре и на поверхности серебро.
Изобретение относится к области медицинской техники, а именно к остеоинтеграционным оксидным покрытиям на ортопедические и стоматологические титановые имплантаты.

Изобретение относится к способу создания наноструктурной пористой поверхности имплантатов из титана и сплавов титана. .
Изобретение относится к обработке поверхности изделия из титана для ортодонтического применения, используемого в виде протеза или его детали. .

Изобретение относится к способам нанесения гидроксиапатитовых покрытий и может быть использовано в медицине при изготовлении металлических имплантатов с биоактивным покрытием.

Изобретение относится к медицине, а именно к сердечно-сосудистой хирургии. Описан способ нанесения хитозанового покрытия на поверхность перикарда биологического протеза клапана сердца путем нанесения хитозана прямым методом из абсолютно биосовместимого для организма человека неиммуногенного растворителя, обладающего антимикробными свойствами, - воды, насыщенной углекислым газом при высоком давлении, на перикард биологического протеза клапана сердца, предварительно обработанного 0,625% глутаровым альдегидом.
Наверх