Способ нанесения антиадгезивного антибактериального покрытия на ортопедические имплантаты из титана и нержавеющей стали


 


Владельцы патента RU 2632706:

Стрелецкий Олег Андреевич (RU)
Цискарашвили Арчил Важаевич (RU)
Калиниченко Валерий Николаевич (RU)

Изобретение относится к области медицины, а именно к способу нанесения антиадгезивного антибактериального покрытия на ортопедические имплантаты из титана и нержавеющей стали, включающему нанесение покрытия на предварительно обработанную поверхность металлического имплантата, при этом поверхность металлических имплантатов из титана и нержавеющей стали подвергают очистке методом ионного травления в герметичной камере, которую предварительно вакуумируют до остаточного давления 9⋅10-5-1⋅10-6 Торр, с последующим заполнением камеры аргоном и вакуумированием камеры до остаточного давления 4⋅10-4-1⋅10-3 Торр, а ионное травление выполняют ионами аргона с энергией 0,7-3,0 кэВ в течение 4-8 мин, затем на поверхность ортопедических имплантатов из титана и из нержавеющей стали наносят дуальным распылением с двух магнетронных источников антиадгезивное антибактериальное покрытие в виде атомов серебра и углерода в виде тетраэдрического алмаза типа ta-C, причем используют магнетронный источник углеродной плазмы с мощностью 95-108 Вт, источник атомов серебра с мощностью 2-20 Вт и ионный источник стимулирования процесса нанесения покрытия ионами аргона с энергией ионов инертного газа аргона от 0,1 до 1,5 кэВ, а процесс нанесения антиадгезивного антибактериального покрытия продолжают в заполненной аргоном и вакуумированной до остаточного давления 4⋅10-4-1⋅10-3 Торр камере, при этом наносят на металлическую поверхность ортопедических имплантатов двухкомпонентное антиадгезивное антибактериальное биосовместимое нанопокрытие толщиной от 9 до 1180 нм, содержащее наногранулы шарообразной формы из высокочистого серебра не ниже 99,9% чистоты размером 4,5-9,5 нм со сформированным на их поверхности сплошным покрытием углерода в виде тетраэдрического алмаза типа ta-C толщиной 0,4-1,2 нм. При этом в качестве магнетронного источника атомов углерода при дуальном распылении с двух магнетронных источников используют графит марки МПГ-7, АРВ или ВЧ. Способ обеспечивает высокие антиадгезивные свойства и высокую биосовместимость в различных физиологических средах организма пациента. 1 з.п. ф-лы, 5 пр.

 

Изобретение относится к области медицины, а именно к травматологии и ортопедии, к способу нанесения антиадгезивного антибактериального покрытия на ортопедические имплантаты из титана и нержавеющей стали, в том числе внутрикостные, имплантаты тазобедренных, локтевых, плечевых, коленных суставов, а также элементы крепления позвоночника и костей скелета пациента, и может быть использовано при хирургическом лечении пациентов в условиях травматолого-ортопедических, хирургических и других стационаров.

Известен способ изготовления внутрикостного имплантата с ионно-лучевой модификацией, включающий нанесение покрытия на предварительно обработанную поверхность металлического имплантата (см. патент РФ №2530568, МПК А61L 27/02, 10.10.2014 г.).

Однако известный способ при своем использовании обладает следующими недостатками:

- не обеспечивает высокие антиадгезивные свойства подготовленного к применению металлического ортопедического имплантата,

- не препятствует образованию бактериальной биопленки на поверхности металлического ортопедического имплантата,

- не обеспечивает высокие антибактериальные свойства подготовленного к применению металлического ортопедического имплантата,

- не обеспечивает высокую биологическую совместимость в различных физиологических средах организма пациента,

- не обеспечивает надежную защиту поверхности имплантированного металлического ортопедического имплантата от возникновения процессов перипротезной инфекции.

Задачей изобретения является создание способа нанесения антиадгезивного антибактериального покрытия на ортопедические имплантаты из титана и нержавеющей стали.

Техническим результатом является надежное обеспечение высоких антиадгезивных свойств подготовленного к применению металлического ортопедического имплантата, надежное препятствие образованию бактериальной биопленки на поверхности металлического ортопедического имплантата, обеспечение высоких антибактериальных свойств подготовленного к применению металлического ортопедического имплантата, надежное обеспечение высокой биосовместимости в различных физиологических средах организма пациента, а также обеспечение надежной защиты поверхности имплантированного металлического ортопедического имплантата от возникновения процессов перипротезной инфекции.

Технический результат достигается тем, что предложен способ нанесения антиадгезивного антибактериального покрытия на ортопедические имплантаты из титана и нержавеющей стали, включающий нанесение покрытия на предварительно обработанную поверхность металлического имплантата, при этом поверхность металлических имплантатов из титана и из нержавеющей стали подвергают очистке методом ионного травления в герметичной камере, которую предварительно вакуумируют до остаточного давления 9⋅10-5 - 1⋅10-6 Торр, с последующим заполнением камеры аргоном и вакуумированием камеры до остаточного давления 4⋅10-4 - 1⋅10-3 Торр, а ионное травление выполняют ионами аргона с энергией 0,7-3,0 кэВ в течение 4-8 минут, затем на поверхность ортопедических имплантатов из титана и из нержавеющей стали наносят дуальным распылением с двух магнетронных источников антиадгезивное антибактериальное покрытие в виде атомов серебра и углерода в виде тетраэдрического алмаза типа ta-C, причем используют магнетронный источник углеродной плазмы с мощностью 95-108 Вт, источник атомов серебра с мощностью 2-20 Вт и ионный источник стимулирования процесса нанесения покрытия ионами аргона с энергией ионов инертного газа аргона от 0,1 до 1,5 кэВ, а процесс нанесения антиадгезивного антибактериального покрытия продолжают в заполненной аргоном и вакуумированной до остаточного давления 4⋅10-4 - 1⋅10-3 Торр камере, при этом наносят на металлическую поверхность ортопедических имплантатов двухкомпонентное антиадгезивное антибактериальное биосовместимое нанопокрытие толщиной от 9 до 1180 нм, содержащее наногранулы шарообразной формы из высокочистого серебра не ниже 99,9% чистоты размером 4,5-9,5 нм со сформированным на их поверхности сплошным покрытием углерода в виде тетраэдрического алмаза типа ta-C толщиной 0,4-1,2 нм. При этом в качестве магнетронного источника атомов углерода при дуальном распылении с двух магнетронных источников используют графит марки МПГ-7, АРВ или ВЧ.

Способ осуществляют следующим образом. Поверхность металлических имплантатов из титана и из нержавеющей стали подвергают очистке методом ионного травления. При этом металлический имплантат размещают в герметичной камере, которую затем вакуумируют до остаточного давления 9⋅10-5 - 1⋅10-6 Торр, заполняют камеру аргоном и вакуумируют до остаточного давления 4⋅10-4 - 1⋅10-3 Торр. Ионное травление выполняют ионами аргона с энергией 0,7-3,0 кэВ в течение 4-8 минут.

Затем на очищенную поверхность ортопедических имплантатов из титана и из нержавеющей стали наносят дуальным распылением с двух магнетронных источников антиадгезивное антибактериальное покрытие в виде атомов серебра и углерода в виде тетраэдрического алмаза типа ta-C. Причем используют магнетронный источник углеродной плазмы с мощностью 95-108 Вт, магнетронный источник атомов серебра с мощностью 2-20 Вт и ионный источник стимулирования процесса нанесения покрытия ионами аргона с энергией ионов инертного газа аргона от 0,1 до 1,5 кэВ. Процесс нанесения антиадгезивного антибактериального покрытия продолжают в заполненной аргоном и вакуумированной до остаточного давления 4⋅10-4 - 1⋅10-3 Торр камере. При этом наносят на металлическую поверхность ортопедических имплантатов двухкомпонентное антиадгезивное антибактериальное биосовместимое нанопокрытие толщиной от 9 до 1180 нм, содержащее наногранулы шарообразной формы из высокочистого серебра не ниже 99,9% чистоты размером 4,5-9,5 нм со сформированным на их поверхности сплошным покрытием углерода в виде тетраэдрического алмаза типа ta-C толщиной 0,4-1,2 нм. При этом в качестве магнетронного источника атомов углерода при дуальном распылении с двух магнетронных источников используют графит марки МПГ-7, АРВ или ВЧ.

Среди существенных признаков, характеризующих предложенный способ нанесения антиадгезивного антибактериального покрытия на ортопедические имплантаты из титана и нержавеющей стали, отличительными являются:

- выполнение очистки поверхности металлических имплантатов из титана и из нержавеющей стали методом ионного травления в герметичной камере, которую предварительно вакуумируют до остаточного давления 9⋅10-5 - 1⋅10-6 Торр, с последующим заполнением камеры аргоном и вакуумированием камеры до остаточного давления 4⋅10-4 - 1⋅10-3 Торр,

- выполнение ионного травления ионами аргона с энергией 0,7-3,0 кэВ в течение 4-8 минут,

- нанесение на поверхность ортопедических имплантатов из титана и из нержавеющей стали дуальным распылением с двух магнетронных источников антиадгезивного антибактериального покрытия в виде атомов серебра и углерода в виде тетраэдрического алмаза типа ta-C, причем использование магнетронного источника углеродной плазмы с мощностью 95-108 Вт, источника атомов серебра с мощностью 2-20 Вт и ионного источника стимулирования процесса нанесения покрытия ионами аргона с энергией ионов инертного газа аргона от 0,1 до 1,5 кэВ,

- продолжение процесса нанесения антиадгезивного антибактериального покрытия в заполненной аргоном и вакуумированной до остаточного давления 4⋅10-4 - 1⋅10-3 Торр камере,

- нанесение на металлическую поверхность ортопедических имплантатов двухкомпонентного антиадгезивного антибактериального биосовместимого нанопокрытия толщиной от 9 до 1180 нм, содержащего наногранулы шарообразной формы из высокочистого серебра не ниже 99,9% чистоты размером 4,5-9,5 нм со сформированным на их поверхности сплошным покрытием углерода в виде тетраэдрического алмаза типа ta-C толщиной 0,4-1,2 нм,

- использование в качестве магнетронного источника атомов углерода при дуальном распылении с двух магнетронных источников графита марки МПГ-7, АРВ или ВЧ.

Реализация предложенного способа нанесения антиадгезивного антибактериального покрытия на ортопедические имплантаты из титана и нержавеющей стали иллюстрируется следующими практическими примерами.

Пример 1. На три плоских образца, выполненных из используемого для изготовления ортопедических имплантатов титана марки ВТ-6, нанесли предложенным способом антиадгезивное антибактериальное покрытие.

Поверхность трех плоских образцов из титана марки ВТ-6 очистили методом ионного травления в герметичной камере, которую сначала вакуумировали до остаточного давления 1⋅10-6 Торр, заполнили камеру аргоном и вакуумировали до остаточного давления 4⋅10-4 Торр. Ионное травление выполнили ионами аргона с энергией 1,75 кэВ в течение 4 минут.

Затем на очищенную поверхность трех плоских образцов из титана марки ВТ-6 нанесли дуальным распылением с двух магнетронных источников антиадгезивное антибактериальное покрытие в виде атомов серебра и углерода в виде тетраэдрического алмаза типа ta-C. Причем использовали магнетронный источник углеродной плазмы из графита марки МПГ-7 с мощностью 108 Вт, магнетронный источник атомов серебра с мощностью 18 Вт и ионный источник стимулирования процесса нанесения покрытия ионами аргона с энергией ионов инертного газа аргона 0,1 кэВ.

Процесс нанесения антиадгезивного антибактериального покрытия продолжили в заполненной аргоном и вакуумированной до остаточного давления 4⋅10-4 Торр камере. При этом нанесли на металлическую поверхность трех плоских образцов из титана марки ВТ-6 двухкомпонентное антиадгезивное антибактериальное биосовместимое нанопокрытие толщиной 870 нм, содержащее наногранулы шарообразной формы из высокочистого серебра не ниже 99,9% чистоты размером 9,5 нм со сформированным на их поверхности сплошным покрытием углерода в виде тетраэдрического алмаза типа ta-C толщиной 1,2 нм.

Затем на поверхность антиадгезивного антибактериального покрытия каждого плоского образца из титана марки ВТ-6 в лаборатории ФГБУ «ЦИТО им. Н.Н. Приорова» нанесли по 1 мл физиологического раствора с тест-культурами микроорганизмов, выделенных от пациентов с инфекционными осложнениями после эндопротезирования крупных суставов и относящихся к виду Staphylococcus aureus MRSA, E.Coli и Pseudomonas aeruginosa, в концентрациях, содержащих 107 клеток каждой тест-культуры, соответствующей стандарту мутности 0,5 Мак Фарланд.

Нанесенные растворы каждой тест-культуры равномерно распределяли на поверхности одного образца, поверхность подсушили идентично способу определения антибиотикорезистентности микроорганизмов дискодиффузионным методом. Образцы инкубировали в термостате при температуре 36°С в течение 24 ч.

В результате электронного микроскопического исследования поверхности покрытия каждого образца после инкубирования были установлены высокие антиадгезивные свойства предложенного антиадгезивного антибактериального покрытия для ортопедических имплантатов. При этом установлено отсутствие на поверхности каждого из трех плоских образцов из титана марки ВТ-6 образования бактериальной биопленки штаммов Staphylococcus aureus MRSA, E.Coli и Pseudomonas aeruginosa при отсутствии роста их колоний с одновременным их угнетением до единичных колоний или до их полного отсутствия, что свидетельствует о высокой эффективности предложенного антиадгезивного антибактериального покрытия для ортопедических имплантатов из титана марки ВТ-6.

Пример 2. На три плоских образца, выполненных из используемого для изготовления ортопедических имплантатов титана марки ВТ-16, нанесли предложенным способом антиадгезивное антибактериальное покрытие.

Поверхность трех плоских образцов из титана марки ВТ-16 очистили методом ионного травления в герметичной камере, которую сначала вакуумировали до остаточного давления 9⋅10-5 Торр, заполнили камеру аргоном и вакуумировали до остаточного давления 1⋅10-3 Торр. Ионное травление выполнили ионами аргона с энергией 0,7 кэВ в течение 8 минут.

Затем на очищенную поверхность трех плоских образцов из титана марки ВТ-16 нанесли дуальным распылением с двух магнетронных источников антиадгезивное антибактериальное покрытие в виде атомов серебра и углерода в виде тетраэдрического алмаза типа ta-C. Причем использовали магнетронный источник углеродной плазмы из графита марки ВЧ с мощностью 95 Вт, магнетронный источник атомов серебра с мощностью 20 Вт и ионный источник стимулирования процесса нанесения покрытия ионами аргона с энергией ионов инертного газа аргона 1,0 кэВ.

Процесс нанесения антиадгезивного антибактериального покрытия продолжили в заполненной аргоном и вакуумированной до остаточного давления 1⋅10-3 Торр камере. При этом нанесли на металлическую поверхность трех плоских образцов из титана марки ВТ-16 двухкомпонентное антиадгезивное антибактериальное биосовместимое нанопокрытие толщиной 460 нм, содержащее наногранулы шарообразной формы из высокочистого серебра не ниже 99,9% чистоты размером 7,5 нм со сформированным на их поверхности сплошным покрытием углерода в виде тетраэдрического алмаза типа ta-C толщиной 0,4 нм.

Затем на поверхность антиадгезивного антибактериального покрытия каждого плоского образца из титана марки ВТ-16 в лаборатории ФГБУ «ЦИТО им. Н.Н. Приорова» нанесли по 1 мл физиологического раствора с тест-культурами микроорганизмов, выделенных от пациентов с инфекционными осложнениями после эндопротезирования крупных суставов и относящихся к виду Staphylococcus aureus MRS A, E.Coli и Pseudomonas aeruginosa, в концентрациях, содержащих 107 клеток каждой тест-культуры, соответствующей стандарту мутности 0,5 Мак Фарланд.

Нанесенные растворы каждой тест-культуры равномерно распределяли на поверхности одного образца, поверхность подсушили идентично способу определения антибиотикорезистентности микроорганизмов дискодиффузионным методом. Образцы инкубировали в термостате при температуре 36°С в течение 24 ч.

В результате электронного микроскопического исследования поверхности покрытия каждого образца после инкубирования были установлены высокие антиадгезивные свойства предложенного антиадгезивного антибактериального покрытия для ортопедических имплантатов. При этом установлено отсутствие на поверхности каждого из трех плоских образцов из титана марки ВТ-16 образования бактериальной биопленки штаммов Staphylococcus aureus MRS A, E.Coli и Pseudomonas aeruginosa при отсутствии роста их колоний с одновременным их угнетением до единичных колоний или до их полного отсутствия, что свидетельствует о высокой эффективности предложенного антиадгезивного антибактериального покрытия для ортопедических имплантатов из титана марки ВТ-16.

Пример 3. На три плоских образца, выполненных из используемого для изготовления ортопедических имплантатов титана марки ВТ1-0, нанесли предложенным способом антиадгезивное антибактериальное покрытие.

Поверхность трех плоских образцов из титана марки ВТ1-0 очистили методом ионного травления в герметичной камере, которую сначала вакуумировали до остаточного давления 1⋅10-6 Торр, заполнили камеру аргоном и вакуумировали до остаточного давления 6⋅10-4 Торр. Ионное травление выполнили ионами аргона с энергией 3,0 кэВ в течение 4 минут.

Затем на очищенную поверхность трех плоских образцов из титана марки ВТ1-0 нанесли дуальным распылением с двух магнетронных источников антиадгезивное антибактериальное покрытие в виде атомов серебра и углерода в виде тетраэдрического алмаза типа ta-C. Причем использовали магнетронный источник углеродной плазмы из графита марки АРВ с мощностью 102 Вт, магнетронный источник атомов серебра с мощностью 2 Вт и ионный источник стимулирования процесса нанесения покрытия ионами аргона с энергией ионов инертного газа аргона 1,5 кэВ.

Процесс нанесения антиадгезивного антибактериального покрытия продолжили в заполненной аргоном и вакуумированной до остаточного давления 5⋅10-3 Торр камере. При этом нанесли на металлическую поверхность трех плоских образцов из титана марки ВТ1-0 двухкомпонентное антиадгезивное антибактериальное биосовместимое нанопокрытие толщиной 1180 нм, содержащее наногранулы шарообразной формы из высокочистого серебра не ниже 99,9% чистоты размером 4,5 нм со сформированным на их поверхности сплошным покрытием углерода в виде тетраэдрического алмаза типа ta-C толщиной 1,0 нм.

Затем на поверхность антиадгезивного антибактериального покрытия каждого плоского образца из титана марки ВТ1-0 в лаборатории ФГБУ «ЦИТО им. Н.Н. Приорова» нанесли по 1 мл физиологического раствора с тест-культурами микроорганизмов, выделенных от пациентов с инфекционными осложнениями после эндопротезирования крупных суставов и относящихся к виду Staphylococcus aureus MRSA, E.Coli и Pseudomonas aeruginosa, в концентрациях, содержащих 107 клеток каждой тест-культуры, соответствующей стандарту мутности 0,5 Мак Фарланд.

Нанесенные растворы каждой тест-культуры равномерно распределяли на поверхности одного образца, поверхность подсушили идентично способу определения антибиотикорезистентности микроорганизмов дискодиффузионным методом. Образцы инкубировали в термостате при температуре 36°С в течение 24 ч.

В результате электронного микроскопического исследования поверхности покрытия каждого образца после инкубирования были установлены высокие антиадгезивные свойства предложенного антиадгезивного антибактериального покрытия для ортопедических имплантатов. При этом установлено отсутствие на поверхности каждого из трех плоских образцов из титана марки ВТ1-0 образования бактериальной биопленки штаммов Staphylococcus aureus MRSA, E.Coli и Pseudomonas aeruginosa при отсутствии роста их колоний с одновременным их угнетением до единичных колоний или до их полного отсутствия, что свидетельствует о высокой эффективности предложенного антиадгезивного антибактериального покрытия для ортопедических имплантатов из титана марки ВТ1-0.

Пример 4. На три плоских образца, выполненных из используемого для изготовления ортопедических имплантатов титана марки ВТ1-00, нанесли предложенным способом антиадгезивное антибактериальное покрытие.

Поверхность трех плоских образцов из титана марки ВТ1-00 очистили методом ионного травления в герметичной камере, которую сначала вакуумировали до остаточного давления 9⋅10-5 Торр, заполнили камеру аргоном и вакуумировали до остаточного давления 9⋅10-4 Торр. Ионное травление выполнили ионами аргона с энергией 2,25 кэВ в течение 5 минут.

Затем на очищенную поверхность трех плоских образцов из титана марки ВТ1-00 нанесли дуальным распылением с двух магнетронных источников антиадгезивное антибактериальное покрытие в виде атомов серебра и углерода в виде тетраэдрического алмаза типа ta-C. Причем использовали магнетронный источник углеродной плазмы из графита марки МПГ-7 с мощностью 98 Вт, магнетронный источник атомов серебра с мощностью 10 Вт и ионный источник стимулирования процесса нанесения покрытия ионами аргона с энергией ионов инертного газа аргона от 0,9 кэВ.

Процесс нанесения антиадгезивного антибактериального покрытия продолжили в заполненной аргоном и вакуумированной до остаточного давления 9⋅10-4 Торр камере. При этом нанесли на металлическую поверхность трех плоских образцов из титана марки ВТ1-00 двухкомпонентное антиадгезивное антибактериальное биосовместимое нанопокрытие толщиной 145 нм, содержащее наногранулы шарообразной формы из высокочистого серебра не ниже 99,9% чистоты размером 6,5 нм со сформированным на их поверхности сплошным покрытием углерода в виде тетраэдрического алмаза типа ta-C толщиной 0,8 нм.

Затем на поверхность антиадгезивного антибактериального покрытия каждого плоского образца из титана марки ВТ1-00 в лаборатории ФГБУ «ЦИТО им. Н.Н. Приорова» нанесли по 1 мл физиологического раствора с тест-культурами микроорганизмов, выделенных от пациентов с инфекционными осложнениями после эндопротезирования крупных суставов и относящихся к виду Staphylococcus aureus MRS A, E.Coli и Pseudomonas aeruginosa, в концентрациях, содержащих 107 клеток каждой тест-культуры, соответствующей стандарту мутности 0,5 Мак Фарланд.

Нанесенные растворы каждой тест-культуры равномерно распределяли на поверхности одного образца, поверхность подсушили идентично способу определения антибиотикорезистентности микроорганизмов дискодиффузионным методом. Образцы инкубировали в термостате при температуре 36°С в течение 24 ч.

В результате электронного микроскопического исследования поверхности покрытия каждого образца после инкубирования были установлены высокие антиадгезивные свойства предложенного антиадгезивного антибактериального покрытия для ортопедических имплантатов. При этом установлено отсутствие на поверхности каждого из трех плоских образцов из титана марки ВТ1-00 образования бактериальной биопленки штаммов Staphylococcus aureus MRS A, E.Coli и Pseudomonas aeruginosa при отсутствии роста их колоний с одновременным их угнетением до единичных колоний или до их полного отсутствия, что свидетельствует о высокой эффективности предложенного антиадгезивного антибактериального покрытия для ортопедических имплантатов из титана марки ВТ1-00.

Пример 5. На три плоских образца, выполненных из используемой для изготовления ортопедических имплантатов нержавеющей стали медицинского назначения, нанесли предложенным способом антиадгезивное антибактериальное покрытие.

Поверхность трех плоских образцов из нержавеющей стали медицинского назначения очистили методом ионного травления в герметичной камере, которую сначала вакуумировали до остаточного давления 1⋅10-6 Торр, заполнили камеру аргоном и вакуумировали до остаточного давления 8⋅10-3 Торр. Ионное травление выполнили ионами аргона с энергией 1,25 кэВ в течение 7 минут.

Затем на очищенную поверхность трех плоских образцов из нержавеющей стали медицинского назначения нанесли дуальным распылением с двух магнетронных источников антиадгезивное антибактериальное покрытие в виде атомов серебра и углерода в виде тетраэдрического алмаза типа ta-C. Причем использовали магнетронный источник углеродной плазмы из графита марки ВЧ с мощностью 103 Вт, магнетронный источник атомов серебра с мощностью 14 Вт и ионный источник стимулирования процесса нанесения покрытия ионами аргона с энергией ионов инертного газа аргона 1,2 кэВ.

Процесс нанесения антиадгезивного антибактериального покрытия продолжили в заполненной аргоном и вакуумированной до остаточного давления 8⋅10-3 Торр камере. При этом нанесли на металлическую поверхность трех плоских образцов из нержавеющей стали медицинского назначения двухкомпонентное антиадгезивное антибактериальное биосовместимое нанопокрытие толщиной 9 нм, содержащее наногранулы шарообразной формы из высокочистого серебра не ниже 99,9% чистоты размером 4,5 нм со сформированным на их поверхности сплошным покрытием углерода в виде тетраэдрического алмаза типа ta-C толщиной 0,6 нм.

Затем на поверхность антиадгезивного антибактериального покрытия каждого плоского образца из нержавеющей стали медицинского назначения в лаборатории ФГБУ «ЦИТО им. Н.Н. Приорова» нанесли по 1 мл физиологического раствора с тест-культурами микроорганизмов, выделенных от пациентов с инфекционными осложнениями после эндопротезирования крупных суставов и относящихся к виду Staphylococcus aureus MRSA, E.Coli и Pseudomonas aeruginosa, в концентрациях, содержащих 107 клеток каждой тест-культуры, соответствующей стандарту мутности 0,5 Мак Фарланд.

Нанесенные растворы каждой тест-культуры равномерно распределяли на поверхности одного образца, поверхность подсушили идентично способу определения антибиотикорезистентности микроорганизмов дискодиффузионным методом. Образцы инкубировали в термостате при температуре 36°С в течение 24 ч.

В результате электронного микроскопического исследования поверхности покрытия каждого образца после инкубирования были установлены высокие антиадгезивные свойства предложенного антиадгезивного антибактериального покрытия для ортопедических имплантатов. При этом установлено отсутствие на поверхности каждого из трех плоских образцов из нержавеющей стали медицинского назначения образования бактериальной биопленки штаммов Staphylococcus aureus MRSA, E.Coli и Pseudomonas aeruginosa при отсутствии роста их колоний с одновременным их угнетением до единичных колоний или до их полного отсутствия, что свидетельствует о высокой эффективности предложенного антиадгезивного антибактериального покрытия для ортопедических имплантатов из нержавеющей стали медицинского назначения.

1. Способ нанесения антиадгезивного антибактериального покрытия на ортопедические имплантаты из титана и нержавеющей стали, включающий нанесение покрытия на предварительно обработанную поверхность металлического имплантата, отличающийся тем, что поверхность металлических имплантатов из титана и из нержавеющей стали подвергают очистке методом ионного травления в герметичной камере, которую предварительно вакуумируют до остаточного давления 9·10-5-1·10-6 Торр, с последующим заполнением камеры аргоном и вакуумированием камеры до остаточного давления 4·10-4-1·10-3 Торр, а ионное травление выполняют ионами аргона с энергией 0,7-3,0 кэВ в течение 4-8 мин, затем на поверхность ортопедических имплантатов из титана и из нержавеющей стали наносят дуальным распылением с двух магнетронных источников антиадгезивное антибактериальное покрытие в виде атомов серебра и углерода в виде тетраэдрического алмаза типа ta-C, причем используют магнетронный источник углеродной плазмы с мощностью 95-108 Вт, магнетронный источник атомов серебра с мощностью 2-20 Вт и ионный источник стимулирования процесса нанесения покрытия ионами аргона с энергией ионов инертного газа аргона от 0,1 до 1,5 кэВ, а процесс нанесения антиадгезивного антибактериального покрытия продолжают в заполненной аргоном и вакуумированной до остаточного давления 4·10-4-1·10-3 Торр камере, при этом наносят на металлическую поверхность ортопедических имплантатов двухкомпонентное антиадгезивное антибактериальное биосовместимое нанопокрытие толщиной от 9 до 1180 нм, содержащее наногранулы шарообразной формы из высокочистого серебра не ниже 99,9% чистоты размером 4,5-9,5 нм со сформированным на их поверхности сплошным покрытием углерода в виде тетраэдрического алмаза типа ta-C толщиной 0,4-1,2 нм.

2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что в качестве магнетронного источника атомов углерода при дуальном распылении с двух магнетронных источников используют графит марки МПГ-7, АРВ или ВЧ.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к области изготовления тонкопленочных материалов и может быть использовано для создания полупроводниковых приборов, в частности тепловых приемников.

Изобретение относится к конструкционным изделиям ИК-оптики, обеспечивающим, наряду с основной функцией пропускания излучения в требуемом спектральном диапазоне, защитные функции приборов и устройств от воздействий внешней среды.

Изобретение относится к способу получения эпитаксиальной пленки дисилицида европия на кремниевой подложке и может быть использовано для создания контактов истока/стока в технологии производства полевых МОП транзисторов с барьером Шоттки (SB-MOSFET), а также для создания устройств спинтроники в качестве контакта-инжектора/детектора спин-поляризованных носителей.

Изобретение относится к изготовлению теплоизлучающих элементов. Способ включает размещение сетки на основе, изготовленной из первого металлического материала, и формирование на поверхности основы теплоизлучающей ячейки либо путем распыления гранулированных частиц, полученных из второго металлического материала, оксид которого имеет коэффициент отражения 70% и более, отличного от первого металлического материала, и частиц из оксида второго металлического материала, либо путем напыления металлических частиц, изготовленных из второго металлического материала, и их окисления, при этом формирование осуществляют таким образом, что зона контакта ячейки с основой составляет 1 мм2 и менее, после чего сетку удаляют.

Изобретение относится к области физики наноразмерных структур, а именно способу получения тонких металлических пленок, которые могут быть использованы в качестве тест объектов оптических приборов.

Способ включает размещение изделия с жаростойким покрытием в камере распыления, заполненной смесью кислорода и инертного газа, нагрев изделия, магнетронное распыление мишени из сплава на основе циркония с образованием керамического слоя и термообработку изделия и отличается тем, что нагрев изделия осуществляют хотя бы частично потоком газоразрядной магнетронной плазмы до температуры 200-800°C и используют мишень из сплава циркония, иттрия, гадолиния и гафния следующего состава, мас.%: иттрий - 6-10, гадолиний - 6-10, гафний 3-7, цирконий - остальное.

Изобретение относится к области физики наноразмерных структур, а именно способу получения тонких металлических пленок, в частности, системы Ni-Al. На стеклянную подложку в вакууме при остаточном давлении не ниже 10-5 Торр наносят не менее шести металлических слоев толщиной 30-60 нм в последовательности Ni/Al/Ni/Al/Ni/Al и осуществляют химическую реакцию между слоями путем нагрева многослойной тонкопленочной металлической системы от комнатной температуры до 600°C с умеренной скоростью 1 град/с для осуществления объемного синтеза.

Изобретение относится к способам нанесения износостойких покрытий на режущий инструмент и может быть использовано в металлообработке. Наносят нижний слой из нитрида титана.

Изобретение относится к области физики низкоразмерных структур, а именно способу получения квазимонокристаллической интерметаллической тонкой пленки с наноразмерной структурой, и может быть использовано в различных высокотехнологичных областях промышленности и науки для создания наноструктурных материалов.

Изобретение относится к способам нанесения износостойких покрытий на режущий инструмент и может быть использовано в металлообработке. Наносят нижний слой из нитрида титана.

Изобретение относится к способу изготовления конструктивных элементов с покрытием, в частности изготовления оконных профилей с покрытием. Изобретение также относится к способу изготовления профильных элементов, используемых в конструктивных элементах окон, дверей, ворот или других конструктивных элементах, которые состоят из множества профильных элементов, выполненных из металла, и/или дерева, и/или пластика.

Изобретение относится к полуавтоматическому устройству для плазменной обработки обувных заготовок, которое содержит рабочую камеру, пару электродов, шлюзовые устройства на входе и выходе рабочей камеры, систему подачи и регулировки плазмообразующего газа, высокочастотный генератор, вакуумный откачной пост, систему перемещения заготовок, систему загрузки и разгрузки, причем оно снабжено поворотными столами, установленными на входе и выходе рабочей камеры, тремя самоходными тележками, каждая оснащенная контроллером и шаговым двигателем, с размещенными на тележках контейнерами для закрепления и снятия заготовок, системой направляющих линий пути, по которым двигаются колеса тележек, подвижными токоприемниками и подвижными замыкающими контактами, которые скользят по направляющим линиям пути на поворотных столах и в рабочей камере, а также скользящие контактные группы, коммутирующие электроток в направляющих линиях пути.
Изобретение относится к машиностроению и может быть использовано при изготовлении режущего и штампового инструмента, быстро изнашиваемых изделий и технологической оснастки из конструкционных и инструментальных сталей, а также из металлокерамических твердых сплавов.

Изобретение относится к способу ввода пучка электронов в среду с повышенным давлением, при котором подачу газа осуществляют через систему напуска в сопловой блок, состоящий из двух кольцевых сопел (внутреннего и внешнего, по оси внутреннего кольцевого сопла имеется отверстие для прохождения пучка электронов), при расширении из которого в среду с повышенным давлением в приосевой области течения формируется «зона спокойствия», параметры которой зависят только от параметров, определяющих работу внутреннего кольцевого сопла (в частности, его геометрии и расхода газа), являющаяся частью транспортного канала для ввода пучка электронов из объема электронной пушки в среду с повышенным давлением.

Изобретение относится к изделиям, в частности, таким как водопроводные краны, имеющим декоративно-защитное покрытие темного цвета. При этом темный цвет может быть представлен, в частности, черным, темно-бронзовым, иссиня-черным, ярко-синим или серо-голубым цветом.

Изобретение относится к области ионно-плазменного распыления, в частности к ионно-лучевому распылению мишеней для получения тонкопленочных проводящих, полупроводниковых и диэлектрических покрытий на движущихся или вращающихся подложках большой площади.

Изобретение относится к способу нанесения покрытий плазменным напылением в динамическом вакууме и может найти применение в плазмометаллургии, авиационной и ракетно-космической промышленности.

Изобретение относится к технике напыления тонких пленок. Вакуумная установка напыления пленок содержит основную вакуумную камеру с зоной обработки подложек и вакуумную камеру абляции, герметично соединенную с основной вакуумной камерой в зоне обработки подложек посредством выходного патрубка, оснащенного внутри или на торце выдвижной заслонкой для разделения в закрытом ее положении вакуумной камеры абляции и основной вакуумной камеры.

Изобретение относится к плазменной технике, а именно к устройствам для плазменного осаждения пленок, и может быть использовано для изготовления тонкопленочных солнечных элементов, фоточувствительных материалов для оптических сенсоров и тонкопленочных транзисторов большеразмерных дисплеев, для нанесения защитных покрытий.

Изобретение относится к способу изготовления устройства для дозирования лекарства. Способ обработки компонента устройства для дозирования лекарства имеет по меньшей мере одну поверхность, входящую в контакт с лекарством в процессе хранения или применения устройства, и включает следующие этапы: получение указанного компонента и покрытие по меньшей мере одной из поверхностей методом плазменного осаждения для снижения осаждения лекарства на поверхность или разрушения лекарства, при котором по меньшей мере часть процесса плазменного осаждения осуществляют под контролем смещения постоянным током при фиксированном постоянном токе смещения для поддержания постоянной эмиссии электронов и постоянной плотности плазмы, причем на этапе плазменного осаждения компонент заземляют.

Изобретение относится к медицине, а именно к травматологии, и может быть использовано для восстановления у пациента связки или сухожилия. Для этого на связку или сухожилие накладывают лоскут, который является гибким и биосовместимым и содержит опорный слой, состоящий из листового коллагена и являющийся проницаемым для клеток, а также расположенный на опорном слое матриксный слой, проницаемый для клеток и представляющий собой коллагеновую прокладку с распределенными в ней коллагеновыми волокнами и природной гиалуроновой кислотой, диспергированной в свободных пространствах коллагеновых волокон.
Наверх