Внутрикостный штифт



Внутрикостный штифт
Внутрикостный штифт

 


Владельцы патента RU 2604390:

Общество с ограниченной ответственностью "Научно-производственное предприятие "Медико-инженерный центр" (ООО "НПП "МИЦ") (RU)
Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Национальный исследовательский Томский государственный университет" (ТГУ) (RU)

Изобретение относится к медицинской технике. Устройство содержит опорный стержень в виде собранных в жгут никелид-титановых нитей и облегающую стержень оболочку из проницаемо-пористого никелида титана, химически связанную с опорным стержнем. Диаметры отдельных нитей и среднестатистический размер стенок пор связаны соотношением 0.9-1.1. Изобретение обеспечивает высокую механическую прочность при изгибной деформации. 3 ил.

 

Изобретение относится к медицинской технике.

Одной из главных задач имплантологии является повышение механической прочности технических средств реконструкции опорно-двигательного аппарата больного. К примеру, известны случаи разрушения внутрикостного стального штифта, внедренного в бедренную кость пациента при лечении перелома. Очевидно, что решение указанной задачи адресовано специалистам - материаловедам.

Известный внутрикостный штифт [http://surgeryzone.net/info/info-travmatologia/oslozhneniya-perelomov-bedra.html, Surgeryzone - медицинский сайт > Травматология и ортопедия > Осложнения переломов бедра] и иные крепежные и опорные имплантаты, выполненные из медицинской стали, титана недостаточно соответствуют необходимым качествам, таким как бесконфликтная совместимость с контактируемой тканью (биосовместимость), долговечность работы в условиях знакопеременной деформации, механическая прочность и весогабаритные характеристики.

Заметным прогрессом в уровне данной техники является открытие и использование в этих целях медицинского сплава на основе никелида титана [Материалы с памятью формы и новые медицинские технологии / Под ред. В.Э. Гюнтера. - Томск: Изд-во «НЛП» МИЦ», 2010. - 360 с.]. Сходство деформационных свойств этого материала с таковыми «живых» тканей максимально (из известных материалов) обеспечивает критерии биосовместимости. Частным следствием биосовместимости является интеграционная особенность материала, т.е. эффективность срастания с контактируемыми тканями организма. Превосходство никелида титана среди известных медицинских материалов, в числе прочих достоинств, обеспечивают ему конкурентную востребованность в хирургической медицине.

Гладкая поверхность многих разработанных имплантатов из никелида титана недостаточно адгезивна с органическими тканями. Восполнением этого дефицита явилась композиция монолитных деталей изделия с проницаемо-пористым покрытием его поверхности. Специфическая структура такого покрытия с сильно развитой контактной поверхностью и капиллярным механизмом депонирования физиологических жидкостей обеспечивает прочное и быстрое врастание имплантата.

Известен зубной имплантат (Фиг. 1), внутрикостный цоколь которого выполнен в виде монолитного никелид-титанового стержня в химически скрепленной с ним оболочке из проницаемо-пористого никелида титана [Имплантаты с памятью формы. Научно-практический журнал. - Томск: Изд. «НИИ» МИЦ», 2008. №1-2. С. 36]. Стержень цоколя обеспечивает осевую и радиальную опору протеза, пористо-проницаемая оболочка служит матрицей остеосинтеза, и врастание протеза в альвеолярное ложе. Высокая интеграционная способность устройства позволяет зубное протезирование за одно посещение стоматолога.

Дефицит изгибной прочности протеза является недостатком устройства, принятого по наибольшему сходству в качестве аналога-прототипа предложения.

Технический результат предлагаемого изобретения - повышение механической прочности внутрикостного штифта.

Указанный технический результат достигается тем, что во внутрикостном штифте, содержащем опорный стержень из никелида титана и облегающую его оболочку из проницаемо-пористого никелида титана, химически связанную с опорным стержнем, опорный стержень выполнен из собранных в жгут никелид-титановых нитей с диаметром, составляющим отношение 0.9-1.1 со среднестатистической толщиной стенки поры.

Работа устройства, установленного в кость в качестве фиксирующего штифта, сопровождается изгибной деформацией всей композиции «опорный стержень-оболочка». Механическая прочность как предел обратимой деформации до начала разрушения определяется опорным стержнем и дополняется оболочкой. Новизна предлагаемого изобретения, позволяющая повысить механическую прочность штифта, состоит в изменении структуры опорного стержня. Редукция объема материала от цельного монолита до собранного в жгут пучка тонких нитей увеличивает интервал обратимой деформации, не изменяя, практически, опорной функции стержня.

Химическая связь стержня и оболочки, исключающая взаимное микроперемещение соприкасающихся фрагментов, повышает стабильность формы устройства в работе, не умаляя технического результата. Технология такой связи известна и достигнута в современном производстве изделий из никелида титана. Выбранный интервал соотношений диаметров нитей стержня и размеров пористой микроструктуры оболочки продиктован современными технологическими возможностями волочения и производства проницаемо-пористого никелида титана.

Достижимость указанного технического результата определена экспериментальными исследованиями и теоретическим обоснованием авторов. Научная и техническая новизна результатов исследования свидетельствуют о неочевидности предлагаемого решения, т.е. его соответствии критерию «изобретательский уровень».

На иллюстрациях представлено:

Фиг. 1. Внутрикостный штифт (прототип) в составе зубного протеза: 1 - опорный стержень; 2 - проницаемо-пористая оболочка.

Фиг. 2. Опорный стержень предлагаемого устройства: 3 - линейная сборка жгута; 4 - спиральная сборка жгута.

Фиг. 3. Внутрикостный штифт (предложение), вид в продольном разрезе.

Достижимость технического результата подтверждена лабораторными изменениями прочностных качеств действующего макета внутрикостного штифта в сопоставлении с макетом-прототипом.

Пример.

Характеристики сопоставимых объектов, методика их изготовления и измерительного эксперимента следующие.

Макет предлагаемого устройства (фиг. 3) содержит опорный стержень - выполнен в виде жгута из сложенных в пучок и скрученных спирально никелид-титановых нитей диаметром 60 мкм (фиг. 2, поз. 4). Спиральная форма более технологична при сборке устройства и обеспечивает больший интервал обратимой деформации. Диаметр сформованного опорного стержня 3 мм, длина - 50 мм. Изготовленный опорный стержень помещен в графитовую цилиндрическую форму диаметра 8 мм, в соосной расположенности. Свободное пространство формы заполнено, с уплотнением, порошком шихты никелида титана, и в условиях вакуума произведено спекание изделия. Режим спекания соответствует известному способу [Патент РФ №2394112].

Способ включает выдержку формы с изделием при температуре 1100°С в течение 30 мин и отжиг спеченного штаба, помещенного в вольфрамовую форму, при температуре 1400°С в течение 30 мин. Способ обеспечивает образование пористо-проницаемой никелид-титановой оболочки штифта и его химическую связь с фрагментами опорного стержня (фиг. 3). Для сопоставленного анализа изготовлен макет внутрикостного штифта с монолитным опорным стержнем и эквивалентными размерами.

Сравнение механической прочности произведено в динамометрической установке путем фиксации критических напряжений изгиба образцов (фиксация нагрузки в момент начала разрушения штифта). Проведенные измерения показали, что образцы диаметром 3 мм, длиной - 50 мм сформованного с содержанием опорного стержня в виде жгута из никелид-титановых нитей диаметром 60 мкм по механической прочности превосходят аналог на 50%, а величина деформации изгиба образца до разрушения превышает в 1.5 раза.

Известность технологических приемов производства устройства, его технологическая доступность и данные потребительского спроса свидетельствуют о соответствии предлагаемого изобретения критерию «промышленная применимость».

Внутрикостный штифт, содержащий опорный никелид-титановый стержень и облегающую его оболочку из проницаемо-пористого никелида титана, химически связанную со стержнем, отличающийся тем, что опорный стержень выполнен из собранных в жгут никелид-титановых нитей с диаметром, составляющим отношение 0.9-1.1 со среднестатистической толщиной стенки отдельной поры.



 

Похожие патенты:
Группа изобретений относится к медицине. Описан композиционный материал для замещения костных дефектов, содержащий поры размером 100-1000 мкм, который состоит из армирующей основы и матрицы из пироуглерода.

Изобретение относится к области керамических материалов для медицины, которые могут быть использованы для заполнения костных дефектов в травматологии и ортопедии, челюстно-лицевой хирургии и хирургической стоматологии.

Изобретение относится к медицине и биотехнологии. Описан способ получения композиционного материала для замещения костных дефектов, включающий: подготовку порошковой смеси, содержащей порошок альфа-Ca3(PO4)2; подготовку пасты при добавлении жидкости затворения в виде водного раствора, содержащего карбонат-ионы; формование образцов или изделий из пасты; гидролитическую обработку образцов или изделий в водном растворе, содержащем карбонат-ион, и сушку.
Изобретение относится к области медицины, а именно к травматологии. Для одномоментного замещения костных дефектов проводят компьютерно-томографическое обследование биологического объекта, создают образ области костных структур определенной плотности, захватывая по краям костного дефекта по 0,2-0,4 см неповрежденной костной ткани.

Изобретение относится к области медицины, в частности к медицинской технике, предназначено для использования, при введении и удалении, углеродных наноструктурных композиционных имплантатов.

Предложенная группа изобретений относится к области медицины. Предложены персонализированный ген-активированный имплантат для замещения костных дефектов у млекопитающего и способ его получения, предусматривающий проведение компьютерной томографии области костной пластики, моделирование костного дефекта, трехмерную печать формы биосовместимого носителя и совмещение биосовместимого носителя с нуклеиновыми кислотами.

Группа изобретений относится к области изготовления керамических материалов для замещения дефектов костных тканей в области ортопедии, стоматологии, челюстно-лицевой хирургии, нейрохирургии, онкологии.
Изобретение относится к медицине, в частности к травматологии, ортопедии, регенеративной медицине, стоматологии и челюстно-лицевой хирургии, и может быть использовано для восстановления структуры и функции костной ткани.
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.

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, а именно к стоматологии детского возраста, и предназначено для изготовления штифтовых зубов до окончания роста зубочелюстной системы и формирования постоянного прикуса.

Группа изобретений относится к медицине, а именно к стоматологии, и предназначено для использования при восстановлении утраченной костной ткани вокруг имплантата.

Группа изобретений включает постоянный гибкий протезный абатмент и способ его регулировки, относится к области стоматологии, в частности к области имплантологии, и предназначена для восстановления утраченного зуба.
Изобретение относится к медицине, а именно к хирургической стоматологии, и предназначено для применения при лечении больных с использованием дентальных имплантатов.

Изобретение относится к медицине, а именно, к ортопедической стоматологии, и предназначено для использования при стабилизации подвижности зубов и для замещения дефектов зубных рядов.

Изобретение относится к медицине, а именно к стоматологической имплантологии, и предназначено для использования при протезировании верхней челюсти в условиях атрофии альвеолярного отростка.

Изобретение относится к медицине, в частности к хирургической стоматологии, и может быть использован при планировании установки дентальных имплантатов. Пациенту проводят компьютерную томографию.

Группа изобретений относится медицине, а именно к стоматологии, и предназначено для использования при устранении воспалительного процесса в области расположения имплантата.
Изобретение относится медицине, а именно к хирургической стоматологии, и предназначено для использования при лечении радикулярных кист. Препарируют кариозную полость.

Группа изобретений включает варианты набора охватываемых зубных компонентов, относится к области стоматологии, в частности к имплантологии, и предназначена для восстановления утраченного зуба.
Изобретение относится к медицине, а именно к стоматологии, и предназначено для реставрации/реконструкции зубов, разрушенных ниже уровня десны, с применением технологий армирования композитных материалов.
Наверх