Резорбируемый рентгеноконтрастный кальций-фосфатный цемент для костной пластики



Резорбируемый рентгеноконтрастный кальций-фосфатный цемент для костной пластики
Резорбируемый рентгеноконтрастный кальций-фосфатный цемент для костной пластики

Владельцы патента RU 2643337:

Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт химии Дальневосточного отделения Российской академии наук (ИХ ДВО РАН) (RU)

Изобретение относится к медицине, а именно получению ренгеноконтрастных цементов для закрытия небольших полостей в костных тканях. Рентгеноконтрастный инжектируемый кальций-фосфатный цемент для костной пластики содержит в качестве рентгеноконтрастного вещества оксид тантала Ta2O5, дополнительно содержит монокальцийфосфат моногидрат (МКФМ), а в качестве затворяющей жидкости - смесь коллоидной силикатной суспензии (КСС) с полиэтиленгликолем (ПЭГ) при следующем соотношении компонентов, масс. %: сухая смесь:

ТКФ - 55,1-62,9%; МКФМ - 29,9-34,1%; Ta2O5 - 3-15%; затворяющая жидкость: КСС- 90%, 95%; ПЭГ – 5%, 10%. Технический результат изобретения заключается в упрощении состава рентгеноконтрастного инжектируемого кальций-фосфатного цемента за счет обеспечения оптимальных показателей текучести и рентгеноконтрастности без введения специальных улучшающих добавок при одновременном повышении безопасности применения. 1 табл.

 

Изобретение относится к медицине, а именно получению ренгеноконтрастных цементов для закрытия небольших полостей в костных тканях, а также лечения трещин травматического генезиса с визуализацией процессов введения материала и последующего восстановления костной ткани. В травматологии и челюстно-лицевой хирургии в качестве костнозамещающих материалов применяют композиционные кальций-фосфатные цементы, содержащие рентгеноконтрастные вещества (РКВ).

Регенерация костной ткани при использовании кальций-фосфатных цементов происходит благодаря постепенной резорбции ортофосфатов кальция с вовлечением минеральных компонентов в остеогенез. Немаловажными достоинствами таких материалов являются биосовместимость и малая инвазивность при введении их с помощью шприца.

Кальций-фосфатные цементы получают при смешении порошков кислых и основных фосфатов кальция с затворяющей жидкостью. В ходе реакции твердые компоненты растворяются в жидкой фазе и в результате переосаждения формируются нейтральные фосфаты кальция, менее растворимые, чем исходные. Процесс переосаждения сопровождается образованием кристаллов апатитов и наблюдается как переход от пастообразного состояния в твердое, что используется при создании инъекционных составов для остеопластики. По составу апатиты разделяют на монетиты, брушиты и гидроксиапатиты. Гидроксиапатитовые цементы превосходят по прочности, однако монетитовые и брушитовые обладают более высокой кинетикой резорбции. Состав и свойства кальций-фосфатных цементов, в частности, зависят от выбора затворяющей жидкости. Обычно используют воду или буферные водные растворы (например, фосфорную кислоту, лимонную кислоту, фосфаты калия, натрия, магния, гидроксид кальция). Известны примеры использования в качестве затворяющей жидкости коллоидного диоксида кремния в виде суспензии.

Среди широко применяемых в рентгенологической практике рентгеноконтрастных соединений главное место занимают йодсодержащие вещества. Именно их используют для контрастирования сосудистых образований или закрытых полостей. Однако введение этих РКВ сопровождается рядом побочных эффектов. Отмечено их токсическое действие на кровь, почки, печень и щитовидную железу. Наиболее перспективными для рентгенодиагностики являются рентгеноконтрастные соединения тантала. Кроме своей нетоксичности эти РКВ обладают преимуществом - возможностью применения наряду с рентгенодиагностикой компьютерной томографии для исследования процессов биорезорбции, протекающих организме. Для данной методики используется рентгеновское излучение энергии 50-150 кэВ. Следует отметить, танталсодержащие РКВ имеют границу К-поглощения 67,4 кэВ, в то время как йодсодержащие - 30-40 кэВ.

Известен состав кальций-фосфатного цемента (Acta Biomateriala. 2010. Vol. 6. №8. Р. 3199-3207), содержащий в качестве рентгеноконтрастного средства основной салицилат висмута. К недостаткам этого цемента относится токсичность соединений висмута.

Кальций-фосфатный цемент, предложенный в (International Journal of Biomaterials. 2011: 232574), готовится из смеси порошков трикальцийфосфата кальция и монокальцийфосфата моногидрата, в которую после тщательного перемешивания вводится глицерин в качестве пластификатора. Отверждение происходит в присутствии фосфатного буфера при температуре 37°C. Для рентгеноконтрастности используют ZrO2. К недостаткам этого цемента относится то, что оксид циркония в организме не подвергается биодеградации и при миграции частиц ZrO2 в близлежащие к месту введения цемента ткани, особенно суставы, возможны механические повреждения последних из-за высокой твердости частиц.

В заявке на изобретение WO 2014016707, опубл. 30.01.2014, описан инъекционный цемент с рентгеноконтрастными веществами SrBr2 и SrI2. Наряду с резорбируемыми фосфатами кальция он содержит сульфаты и силикаты кальция, а также акрилаты, которые уменьшают биодоступность материала. Также известно, что стронций, являясь тяжелым металлом, представляет опасность для организма, так как способен накапливаться и вызывать тератогенное действие.

Известен состав цемента для остеопластики (US 7553362, опубл. 30.06.2009), в который для рентгеноконтрастности добавлен оксид тантала Ta2O5. Цемент готовится из тетракальцийфосфата, ангидрида дикальцийфосфата и коллоидной силикатной суспензии. Однако в процессе спекания при 1250°C конечным продуктом является нерезорбируемый силикат кальция.

Наиболее близким к заявляемому изобретению по технической сущности является состав костнозамещающего цемента (WO 2004050131, опубл. 17.06.2004) с использованием в качестве рентгеноконтрастного вещества BaSO4. Гидроксиапатитовый цемент получают при смешении порошков фосфатов кальция с затворяющей жидкостью, которой служат водные растворы фосфатов натрия, калия, аммония, магния или их смеси. Получаемый костнозамещающий цемент обеспечивает необходимую прочность, однако инъекционная текучесть композита чувствительна к составу. Только добавка BaSO4 из всех приведенных в этом патенте РКВ улучшает инъекционную текучесть, что, однако, экономически нецелесообразно для достижения оптимальной вязкости состава.

Улучшения рентгеноконтрастных свойств описанного кальций-фосфатного цемента добиваются включением в состав, как минимум, одного вещества, относящегося к неорганическим или органическим соединениям ряда металлов. Кроме того, значение рН при смешении компонентов достигает 12 и медленно уменьшается при переходе из пасты в цементный камень, что приводит к химическому ожогу близлежащих тканей.

Задачей предлагаемого изобретения является создание рентгеноконтрастного инжектируемого костнозамещающего кальций-фосфатного цемента, простого в приготовлении, удобного при введении с минимальной токсичностью для организма.

Технический результат предлагаемого изобретения заключается в упрощении его состава за счет обеспечения оптимальных показателей текучести и рентгеноконтрастности без введения специальных улучшающих добавок при одновременном повышении безопасности его применения.

Указанный технический результат достигают рентгеноконтрастным инжектируемым кальций-фосфатным цементом для костной пластики, содержащим трикальцийфосфат (ТКФ), рентгеноконтрастное вещество и затворяющую жидкость. В отличие от известного, в качестве рентгеноконтрастного вещества цемент содержит оксид тантала Ta2O5, дополнительно содержит монокальцийфосфат моногидрат (МКФМ), а в качестве затворяющей жидкости - смесь коллоидной силикатной суспензии (КСС) с полиэтиленгликолем (ПЭГ) при следующем соотношении компонентов, масс. %:

сухая смесь:

ТКФ 55,1-62,9%
МКФМ 29,9-34,1%
Ta2O5 3-15%

затворяющая жидкость:

КСС 90,95%
ПЭГ 5,10%

Оксид тантала Ta2O5 имеет более высокое К-поглощение по сравнению с BaSO4 и не требует введения улучшающих рентгеноконтрастность веществ, при этом его добавка не сказывается на механических свойствах используемого кальций-фосфатного цемента, такие как прочность конечного продукта, и не влияет на вязкость инъекционной цементной пасты.

Использование коллоидного диоксида кремния в качестве затворяющей жидкости приводит к тому, что реакция переосаждения фосфатов кальция начинается при значениях рН около 9, полностью завершаясь при физиологических значениях рН. Это минимизирует дополнительное травмирование окружающих имплантат тканей организма.

Цемент готовят следующим образом.

Трикальцийфосфат Ca3(PO4)2 и монокальцийфосфат моногидрат Ca(H2PO4)2⋅H2O смешивают в отношении 3:2, добавляют оксид тантала Ta2O5 и затворяющую жидкость, а именно коллоидную силикатную суспензию SIGMA-ALDRICH, в которую добавлен пластификатор полиэтиленгликоль ПЭГ-35(1500). В результате получают цементную пасту. ПЭГ вводят в затворяющую жидкость для свободного прохождения цементной пасты через иглу для инъекций и для пролонгирования сроков ее схватывания. Процесс отверждения происходит при температуре 25°C и 70% относительной влажности. Время схватывания цемента регулируется количеством ПЭГ, а также зависит от количества оксида тантала в смеси компонентов и колеблется от 5 до 20 мин. Время полного затвердевания цемента около трех часов, прочность на сжатие 2-4 МПа. Фазовый состав цемента - гидроксиапатит, брушит, монетит, оксид тантала.

В таблице 1 приведены характеристики кальций-фосфатных цементов в зависимости от количества в образцах оксида тантала, ПЭГ и соотношения твердой и жидкой фаз.

* - верхний предел съемки рентгеноконтрастности вещества.

Костные ткани имеют собственную рентгеноконтрастность, которая в зависимости от формы, строения, функции и развития варьирует в диапазоне от 350 до 1250 Hu. Из таблицы 1 видно, что для визуализации имплантата достаточным является 3% содержание Ta2O5 в цементе, а добавление оксида тантала свыше 15% нецелесообразно по экономическим соображениям.

Возможность осуществления изобретения подтверждается следующими примерами.

Пример 1 (таблица 1, состав №8). Сухие компоненты 0,5254 г ТКФ; 0,2846 г МКФМ; 0,09 г Ta2O5 смешивают и добавляют 0,65 мл 5% раствора ПЭГ в КСС. Массу тщательно перемешивают до получения цементной пасты, которая через 5 мин схватывается в цементный камень. Рентгеноконтрастность по шкале Хаунсфилда (Hu) 2766 ед.

Пример 2 (таблица 1, состав №7). Сухие компоненты 0,5546 г ТКФ; 0,3004 г МКФМ; 0,045 г Ta2O5 смешивают и добавляют 0,75 мл 10% раствора ПЭГ в КСС. Массу тщательно перемешивают до получения цементной пасты, которая через 10 мин схватывается в цементный камень. Рентгеноконтрастность по шкале Хаунсфилда (Hu) 1945 ед.

Пример 3 (таблица 1, состав №5). Сухие компоненты 0,5663 г ТКФ; 0,3067 г МКФМ; 0,027 г Ta2O5 смешивают и добавляют 0,75 мл 10% раствора ПЭГ в КСС. Массу тщательно перемешивают до получения цементной пасты, которая через 9 мин схватывается в цементный камень. Рентгеноконтрастность по шкале Хаунсфилда (Hu) 1511 ед.

Рентгеноконтрастный инжектируемый кальций-фосфатный цемент для костной пластики, содержащий трикальцийфосфат, рентгеноконтрастное вещество и затворяющую жидкость, отличающийся тем, что в качестве рентгеноконтрастного вещества содержит оксид тантала Ta2O5, дополнительно содержит монокальцийфосфат моногидрат (МКФМ), а в качестве затворяющей жидкости - смесь коллоидной силикатной суспензии (КСС) с полиэтиленгликолем (ПЭГ) при следующем соотношении компонентов, масс. %:

сухая смесь:

ТКФ - 55,1-62,9%

МКФМ - 29,9-34,1%

Ta2O5 - 3-15%

затворяющая жидкость:

КСС – 90%, 95%

ПЭГ – 5%, 10%.



 

Похожие патенты:
Изобретение относится к медицине, а именно к травматологии, ортопедии и неврологии, и может быть использовано при лечении остеохондроза. Способ включает введение витамина В12.

Изобретение относится к производному индазола, имеющему приведенную ниже формулу, или к его фармацевтически приемлемой соли, а также к фармацевтической композиции, его содержащей.
Изобретение относится к медицине, в частности к способу получения пористого гидроксиапатит-коллагенового композита, который характеризуется тем, что гидроксиапатит, полученный конденсационным способом с использованием гидроакустического преобразователя, смешивают с коллагеном, полученную гидроксиапатит-коллагеновую смесь гомогенизируют в ультразвуковом поле с частотой (22÷44) кГц, плотностью мощности (1÷10) Вт/см3 в течение (10÷400) с.

Группа изобретений относится к фармацевтике. Описана фармацевтическая композиция для лечения заболеваний, опосредованных циклооксигеназой-2.

Изобретение относится к соединениям Формулы I: в которой: Y1 представляет собой связь и Y2 представляет собой -N(R6)-; L1 и L2 каждый представляет собой связь; X1 представляет собой =N- или =C(R2)-; X2 представляет собой =N- или =C(R3)-; R1 и R4 независимо выбраны из группы, состоящей из -F, -Cl, -Br, -CN, -C(O)N(R7)-R8, -C(O)-O-R9, метила, -ОМе, -OCF3, необязательно замещенного фенила и необязательно замещенного 5- или 6-членного гетероарила; R2, R3 и R5 представляют собой водород; R6 представляет собой водород; R7 представляет собой водород и R8 выбран из водорода, необязательно замещенного С1-С4 алкила, необязательно замещенного С3-С6 циклоалкила или необязательно замещенного фенила; либо R7 и R8 вместе с атомом азота, к которому они присоединены, образуют необязательно замещенный гетероциклоамино, который представляет собой необязательно замещенный пирролидин, необязательно замещенный пиперидин, необязательно замещенный морфолин или необязательно замещенный пиперазин; R9 выбран из водорода, необязательно замещенного С1-С4 алкила, необязательно замещенного С3-С6 циклоалкила или необязательно замещенного фенила; А выбран из группы, состоящей из -C(O)-N(R7)-R8 или -C(O)-O-R9, или А представляет собой R12 и R13 независимо выбраны из группы, состоящей из водорода, галогена, -CN, -ОН, -C(O)-O-R19, необязательно замещенного С1-С4 алкила, необязательно замещенного С3-С6 циклоалкила, необязательно замещенного С1-С4 алкокси, С1-С4 галоалкила, С1-С4 галоалкокси, необязательно замещенного фенила и необязательно замещенного 5- или 6-членного гетероарила, R19 выбран из группы, состоящей из водорода, необязательно замещенного С1-С4 алкила, С1-С4 галоалкила, необязательно замещенного С3-С6 циклоалкила и необязательно замещенного фенила; и R15 представляет собой водород или С1-С4 алкил; где замещенная группа замещена -СО2Н, нитрилом, гидроксилом, С1-С4 алкилом, C1-С4 алкокси, фенилом, С3-С6 циклоалкилом или диС1-С4 алкиламином, которые модулируют активность TNAP.
Изобретение относится к химико-фармацевтической промышленности и представляет собой препарат для нанесения на поверхность кожи для лечения костных наростов, головных болей и болей в сердце, состоящий из скипидара в количестве 5 мл, формалина 40% в количестве 50 мл, отличающийся тем, что дополнительно содержит 96%-ный раствор спирта этилового в количестве 45 мл.
Изобретение относится к медицине, а именно к ортопедии и травматологии, и может быть использовано для хирургического лечения гематогенного остеомиелита. Осуществляют введение под контролем УЗИ в полость абсцесса пункционной иглы, взятие содержимого на исследование, установку дренажной системы, посредством которой проводят санацию и дренирование полости абсцесса.
Изобретение относится к медицине, а именно к хирургии, и касается стимуляции адгезиогенеза в плевральной полости при политравмах с преимущественным поражением грудной клетки.

Изобретение относится к медицине. Описан способ получения композиционного скэффолда для восстановления дефектов костной ткани, который заключается в том, что синтезируют полимерный раствор с концентрацией 9 мас.

Изобретение относится к хиназолин-4-оновым соединениям формулы (I’) или их фармацевтически приемлемым солям, обладающим свойствами ингибирования дезубихитинирующего фермента.
Группа изобретений относится к области медицины. Описан цемент для костной хирургии, который включает (масс.

Изобретение относится к медицине. Описана композиция костного наполнителя, содержащая смесь отверждаемого костного наполнителя на основе фосфата кальция, который образуется из жидкого компонента и порошкового компонента на основе фосфата кальция, и композицию, содержащую бисфосфонат в виде частиц.
Изобретение относится к медицине. Описан брушитовый гидравлический цемент, упрочненный пористым каркасом из полилактида для восстановления костных тканей, имеющий прочность не менее 40 МПа, содержащий порошок α-трикальцийфосфата, гранулы карбонатгидроксиапатита и затворяющую жидкость, представляющую собой раствор фосфата магния в фосфорной кислоте, где цементную пасту распределяют внутри пористого резорбируемого полилактидного каркаса, который повышает прочность цемента.
Изобретение относится к фармацевтической промышленности, а именно к резорбируемому пористому кальцийфосфатному цементу для заполнения костных челюстно-лицевых и стоматологических дефектов.

Изобретение относится к области медицины. Описан кальций-фосфатный цемент (КФЦ) для регенерации костной ткани, который представляет собой пасту на водной основе, полученную в результате смешения цементного порошка, содержащего β-трикальцийфосфат (β-ТКФ) и монокальцийфосфат моногидрата (МКФМ), с затворяющей жидкостью, содержащей водный раствор сульфата магния и фосфата натрия, композицию неколлагеновых белков костной ткани и G1-гликопротеин, при определенном соотношении компонентов (мас.%).

Изобретение относится к области медицины и касается способа получения цементных материалов для пластической реконструкции поврежденных костных тканей. Цементный материал получают смешением порошка трикальцийфосфата и затворяющей жидкости на основе водного раствора фосфатов магния и калия.

Изобретение относится к медицине и касается способа лечения пациента, страдающего дегенеративным костным заболеванием, которое может быть охарактеризовано потерей минеральной плотности костей (BMD), при этом дегенеративное костное заболевание представляет собой остеопению или остеопороз, включающего: образование пустоты в локализованном участке неповрежденной кости у пациента, у которого было диагностировано дегенеративное костное заболевание, с помощью очистки дегенерированного костного материала и, необязательно, удаления части дегенерированного костного материала локализованного участка кости, являющейся неповрежденной до этапа образования пустоты; и по меньшей мере частичное заполнение образованной пустоты материалом для регенерации костей, содержащим сульфат кальция, способным быть резорбируемым и вызывать формирование костной ткани, обеспечивающим образование нового недегенерированного костного материала по всему объему по меньшей мере части пустоты, которая заполнена материалом для регенерации костей, при этом материал для регенерации костей является текучим при заполнении образованной пустоты.
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 области медицины и может применяться для протезирования костных структур челюстно-лицевого скелета, в качестве системы доставки лекарственных средств и в качестве матрицы в конструкциях тканевой инженерии.
Изобретение относится к медицине. .

Изобретение относится к медицине, а именно к кардиохирургии, и может быть использовано для ведения кардиоплегии. Для остановки и поддержания сердца в остановленном состоянии используют кардиоплегический раствор, полученный из следующих компонентов: хлорид калия - 7,45 г; сульфат магния - 2,34 г; трометамол - 0,5 г; маннитол - 35,9 г; дистиллированная вода - до 1000 мл, при условии введения 1 М хлористоводородной кислоты до установления pH 7,6-8,0, который смешивают с кровью из оксигенатора в соотношении от 1:1 до 1:4 и вводят в сердце со скоростью 100-300 мл/мин при использовании не менее 400 мл раствора; а для поддержания асистолии используют кардиоплегический раствор, полученного из следующих компонентов: хлорид калия - 2,125 г; сульфат магния - 2,34 г; трометамол - 0,5 г; маннитол - 58,28 г; дистиллированная вода - до 1000 мл, при условии введения 1 М хлористоводородной кислоты до установления pH 7,6-8,0, который смешивают с кровью из оксигенатора в соотношении 1:4 и вводят в сердце со скоростью 100-150 мл/мин.

Изобретение относится к медицине, а именно получению ренгеноконтрастных цементов для закрытия небольших полостей в костных тканях. Рентгеноконтрастный инжектируемый кальций-фосфатный цемент для костной пластики содержит в качестве рентгеноконтрастного вещества оксид тантала Ta2O5, дополнительно содержит монокальцийфосфат моногидрат, а в качестве затворяющей жидкости - смесь коллоидной силикатной суспензии с полиэтиленгликолем при следующем соотношении компонентов, масс. : сухая смесь: ТКФ - 55,1-62,9; МКФМ - 29,9-34,1; Ta2O5 - 3-15; затворяющая жидкость: КСС- 90, 95; ПЭГ – 5, 10. Технический результат изобретения заключается в упрощении состава рентгеноконтрастного инжектируемого кальций-фосфатного цемента за счет обеспечения оптимальных показателей текучести и рентгеноконтрастности без введения специальных улучшающих добавок при одновременном повышении безопасности применения. 1 табл.

Наверх