Кондиционирование поверхности для улучшения адгезии костного цемента к керамическим субстратам

Авторы патента:

 


Владельцы патента RU 2593841:

КЕРАМТЕК ГМБХ (DE)

Изобретение относится к керамическим материалам, применяемым в качестве имплантатов. Керамический субстрат, содержащий: смешанный керамический материал из оксида циркония и оксида алюминия с гидроксильными группами на поверхности, содержит в качестве покрытий стерильный промотор адгезии, представляющий собой силан, образующий с гидроксильными группами на поверхности субстрата ковалентные связи, и полимерный покрывающий слой. Силановый промотор адгезии содержит реакционно-способные акрилатные, соответственно метакрилатные группы, которые могут взаимодействовать с мономерным компонентом костного цемента. Покрывающий слой основан на метилметакрилате, полиметилметакрилате, бисфенол А-глицидилдиметакрилате, триэтиленгликольдиметакрилате, фенольных смолах и/или смеси указанных компонентов, который после полной полимеризации выполняет функцию защиты поверхности субстрата. Технический результат изобретения - улучшение адгезии между материалом керамического субстрата и костным цементом. 1 з.п. ф-лы.

 

Изобретение относится к керамическому субстрату, поверхность которого модифицирована с целью улучшения адгезии костного цемента.

Цель модифицирования поверхности керамических субстратов, подлежащих использованию, например, в качестве имплантатов, состоит в том, чтобы улучшить адгезию коммерческих костных цементов на основе полиметилметакрилата и, соответственно, обеспечить высокую прочность сцепления между материалом субстрата и цементом. Из европейского патента ЕР 1202702 В1 известен способ, позволяющий улучшить адгезию цемента к имплантату благодаря находящейся на имплантате трехслойной системе покрытия. Трехслойная система покрытия состоит из (i) слоя силиката (SiO2), (ii) силанового промотора адгезии и (iii) консервирующего полимерного покрывающего слоя. При этом нанесение слоя SiO2 для обеспечения соединения силанового промотора адгезии с предварительно кондиционированной поверхностью является обязательным.

В основу настоящего изобретения была положена задача предложить упрощенное по сравнению с уровнем техники кондиционирование поверхности для улучшения адгезии костного цемента к керамическим субстратам, подлежащим использованию, например, в качестве имплантатов.

Указанная задача согласно изобретению решается благодаря субстрату, отличительные признаки которого приведены в основном пункте формулы изобретения. Предпочтительные варианты осуществления изобретения представлены в соответствующих зависимых пунктах.

Неожиданно было обнаружено, что керамические субстраты, на поверхности которых находится достаточное количество гидроксильных групп (к ним относятся, например, керамические материалы из оксида алюминия, керамические материалы из оксида циркония, а также смешанные керамические материалы варьируемого состава из оксида циркония и оксида алюминия), можно непосредственно модифицировать соответствующим образом выбранными и пригодными силановыми промоторами адгезии. Согласно изобретению можно отказаться от предварительного нанесения слоя SiO2. Пригодными силановыми промоторами адгезии согласно изобретению являются определенные силаны, предпочтительно метоксисиланы, этоксисиланы и/или хлорсиланы. При этом указанные силаны взаимодействуют с гидроксильными группами поверхности субстрата с образованием ковалентных связей между силаном и субстратом.

Успешное соединение разных промоторов адгезии с поверхностью субстрата удалось подтвердить путем определения краевого угла смачивания водой, а также путем определения содержания кремния на поверхности субстрата.

Кроме того, для улучшения адгезии цемента предпочтительно следует использовать стерильный силановый промотор адгезии, который, во-первых, взаимодействует с гидроксильными группами поверхности субстрата, а, во-вторых, содержит по меньшей мере одну реакционно-способную группу, которая может реагировать с мономерным компонентом (метилметакрилатом) костного цемента. Согласно изобретению предпочтительно, если стерильные силановые промоторы адгезии содержат предназначенные для этого реакционно-способные акрилатные, соответственно метакрилатные группы.

Поверхность, предварительно кондиционированную посредством пригодного стерильного силанового промотора адгезии, можно приводить в контакт с рыночным костным цементом непосредственно после нанесения стерильного силанового промотора адгезии, причем вследствие химического взаимодействия акрилатных, соответственно метакрилатных групп стерильного силанового промотора адгезии с мономерными компонентами костного цемента образуются ковалентные связи, которые обеспечивают прочное сцепление субстрата с цементом. Подобное сцепление неожиданно возникает также во влажных условиях, в том числе, например, в водных средах.

Кроме того, согласно изобретению на поверхность субстрата, предварительно кондиционированную посредством пригодного силанового промотора адгезии, можно наносить полимерный покрывной слой, который после полной полимеризации выполняет функцию защиты поверхности субстрата. При этом предпочтительными защитными слоями согласно изобретению являются покрывные слои на основе метилметакрилата, полиметилметакрилата, бисфенол А-глицидилдиметакрилата, триэтилен-гликольдиметакрилата, фенольных смол и/или смеси указанных компонентов. При этом содержащиеся в защитных слоях реакционно-способные двойные связи взаимодействуют с двойными связями силанового промотора адгезии, что позволяет устранить возможность физического и химического загрязнения силанового промотора адгезии.

Субстрат, предварительно кондиционированный силановым промотором адгезии и полимерным защитным слоем, непосредственно после этого можно стерилизовать и стерильно упаковывать пригодным методом. Подобные стерилизованные и упакованные субстраты защищены от загрязнения и пригодны для хранения, соответственно транспортировки без потери качества в течение нескольких месяцев. В результате нанесения костного цемента на поверхность субстрата, предварительно кондиционированную силановым промотором адгезии и полимерным покрывным слоем, происходит активирование полимерного покрывного слоя, что приводит к вплавлению полимерного покрывного слоя в полимерную сетку костного цемента. При этом между костным цементом и материалом субстрата образуются прочные связи, устойчивые также в водной среде.

Таким образом, настоящее изобретение относится к керамическому субстрату, поверхность которого модифицирована силановым промотором адгезии.

Особенно предпочтительным является предлагаемый в изобретении керамический субстрат, причем

- поверхность субстрата содержит гидроксильные группы (OH-группы);

- субстрат является керамическим материалом из оксида алюминия, керамическим материалом из оксида циркония или смешанным керамическим материалом варьируемого состава из оксида циркония и оксида алюминия;

- силановый промотор адгезии является силаном, образующим с гидроксильными группами поверхности субстрата ковалентные связи;

- силановый промотор адгезии выбран из группы, включающей стерильные силановые промоторы адгезии;

- силановый промотор адгезии выбран из группы, включающей метоксисиланы, этоксисиланы и/или хлорсиланы;

- стерильный силановый промотор адгезии, во-первых, взаимодействует с гидроксильными группами поверхности субстрата, а, во-вторых, содержит по меньшей мере одну реакционноспособную группу, которая может взаимодействовать с мономерным компонентом костного цемента;

- стерильный силановый промотор адгезии содержит реакционно-способные акрилатные, соответственно метакрилатные группы.

Кроме того, настоящее изобретение относится к керамическому субстрату, поверхность которого, предварительно кондиционированная силановым промотором адгезии, дополнительно обладает полимерным покрывающим слоем, который после полной полимеризации выполняет функцию защиты поверхности субстрата.

Особенно предпочтительным является предлагаемый в изобретении керамический субстрат с полимерным покрывающим слоем, причем

- покрывный слой основан на метилметакрилате, полиметилметакрилате, бисфенол А-глицидилдиметакрилате, триэтиленгликольдиметакрилате, фенольных смолах и/или смеси указанных компонентов.

1. Керамический субстрат, содержащий:
смешанный керамический материал из оксида циркония и оксида алюминия с гидроксильными группами на поверхности,
стерильный промотор адгезии, представляющий собой силан, образующий с гидроксильными группами на поверхности субстрата ковалентные связи, при этом силановый промотор адгезии содержит реакционно-способные акрилатные, соответственно метакрилатные группы, которые могут взаимодействовать с мономерным компонентом костного цемента,
полимерный покрывающий слой, основанный на метилметакрилате, полиметилметакрилате, бисфенол А-глицидилдиметакрилате, триэтиленгликольдиметакрилате, фенольных смолах и/или смеси указанных компонентов, который после полной полимеризации выполняет функцию защиты поверхности субстрата.

2. Керамический субстрат по п. 1, отличающийся тем, что силановый промотор адгезии выбран из метоксисиланов, этоксисиланов и/или хлорсиланов.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к области изготовления изделий медицинского назначения на основе пиролитического углерода и может быть использовано для протезов клапана сердца.
Изобретение относится к производству керамических изделий радиотехнического назначения из кварцевой керамики. Технический результат изобретения - повышение прочности и снижение пористости изделий из кварцевой керамики при сохранении других характеристик на высоком уровне.
Изобретение относится к способу полировки обожженного керамического изделия, такого как кирпич, плитка. .
Изобретение относится к области авиационной и ракетной техники, преимущественно к способу изготовления оболочки головных антенных обтекателей ракет. .
Изобретение относится к области авиационной и ракетной техники, преимущественно к изготовлению антенных обтекателей ракет. .
Изобретение относится к области ракетной техники, преимущественно к изготовлению антенных обтекателей. .
Изобретение относится к технологии производства изделий из конструкционных материалов на основе карбида кремния и/или углерода, например из спеченного карбида кремния, и может быть использовано для изготовления изделий, работающих в условиях высоких термоциклических нагрузок при температурах до 1650-1750°С на воздухе и в продуктах сгорания топлива, а также в элементах теплоизоляции.
Изобретение относится к области авиационной и ракетной техники, преимущественно к изготовлению антенных обтекателей ракет, и может найти применение в машиностроительной и других областях промышленности при создании изделий, обладающих высокой прочностью в сочетании с радиопрозрачностью во всем диапазоне температур эксплуатации.

Изобретенне относится к области медицины, в частности хирургической стоматологии, и может использоваться для замещения неполных костных дефектов челюстей и альвеолярного отростка после удаления доброкачественных опухолей, при остеомиелических процессах, огнестрельных поражениях.

Изобретение относится к медицине. Описан способ получения биоактивного покрытия с антибактериальным эффектом, который включает электроискровую обработку поверхности подложки обрабатывающим электродом, следующего состава (вес.

Изобретение относится к медицинской технике, в частности к нейрохирургии и травматологии, и может быть использовано для замещения отсутствующего участка кости в черепе и в большой берцовой кости при дефектах, вызванных дорожно-транспортными происшествиями, огнестрельными, ножевыми ранениями, гнойными процессами, в частности остеомиелитом, и лечебно-диагностической трепанацией черепа.
Изобретение относится к медицине, конкретно к способу получения пористой керамики, которая может использоваться в реконструктивно-пластической хирургии в качестве материала для замещения костных дефектов, в стоматологии.
Группа изобретений относится к медицине, конкретно к медицинскому импланту, имеющему, по меньшей мере на части его поверхности, покрытие, имеющее остеоиндуктивный и/или остеокондуктивный покрывающий слой на основе фосфата кальция, где антибиотический ингредиент, который слабо или плохо растворим в водной среде, покрывает остеоиндуктивный и/или остеокондуктивный покрывающий слой участками с пространствами между ними, оставленными свободными, на остеоиндуктивном и/или остеокондуктивном покрывающем слое.

Изобретение относится к медицине, а именно к хирургической стоматологии и челюстно-лицевой хирургии, и может быть использовано для замещения послеоперационных дефектов нижней челюсти во фронтальном отделе.

Изобретение относится к области медицины. Описано многослойное биоактивное покрытие титанового имплантата, вводимого в костную ткань человека, полученное атомно-слоевым осаждением и состоящее, по крайней мере, из слоев одного оксида переходного металла, выбранных из группы, включающей слои оксида титана, слои из оксида циркония, слои из оксида гафния, слои из оксида тантала, слои из оксида ниобия, из слоев многокомпонентного оксида (TiO2)x(Ta2O5)1-x, где х равен 0,8-0,95 со структурой твердого раствора на основе тетрагональной кристаллической решетки, с контролируемой толщиной покрытия, определяемой числом повторяющихся циклов осаждения соответствующих прекурсоров - химических реагентов в виде жидких органометаллических соединений указанных переходных металлов и воды.

Изобретение относится к медицине. Имплантат для устранения дефектов костной ткани выполнен из керамики в виде гранул с внутригранульной порой размером до 350 мкм.

Группа изобретений относится к медицине. Имплантат для коррекции дефектов костной ткани содержит множество отдельных биологически совместимых отформованных из цемента мозаичных пластин толщины d, соединенных крепежным приспособлением, содержащим проволоки.

Изобретение относится к медицине. Описан кейдж для замещения тотальных протяженных дефектов длинных трубчатых костей, представляющий собой полый цилиндр, изготовленный из углерод-углеродного композита, стенки которого перфорированы множественными сквозными отверстиями, обеспечивающими адгезию окружающих тканей и прорастание кровеносных сосудов внутрь цилиндра.
Наверх