Способ нанесения антиадгезивного, биосовместимого и бактериостатичного покрытия на основе углерода на металлические, полимерные и текстильные изделия медицинского назначения

Изобретение относится к способу нанесения антиадгезивного, биосовместимого и бактериостатичного покрытия на основе углерода на металлические, полимерные и текстильные изделия медицинского назначения. Поверхность изделия медицинского назначения подвергают очистке методом ионного травления в герметичной камере. Камеру предварительно вакуумируют до остаточного давления 9⋅10-5 - 1⋅10-6 Торр с последующим заполнением камеры аргоном и вакуумированием камеры до остаточного давления 1⋅10-4 - 2⋅10-3 Торр. Ионное травление выполняют ионами аргона с энергией 0,7-3,0 кэВ в течение 4-8 минут. Затем в заполненной аргоном и вакуумированной до остаточного давления 1⋅10-4 - 2⋅10-3 Торр камере на поверхность изделия наносят покрытие на основе углерода в виде тетраэдрического алмаза типа ta-C или карбинового типа импульсно-плазменным дуговым распылением при длительности импульса 0,1-1,0 мсек и частоте их следования 0,1-30 Гц с графитового катода. Наносят покрытие углерода толщиной слоя 5-50 ангстрем за один импульс при использовании импульсно-плазменного дугового источника углеродной плазмы с напряжением разряда 150-810 В. При этом в качестве материала дугового источника атомов углерода при импульсно-плазменном дуговом распылении используют графит марки МПГ-7, АРВ или ВЧ. Техническим результатом является получение изделия высокой биологической совместимости в различных физиологических средах организма пациента, обеспечение предотвращения образования бактериальной биопленки на поверхности изделия медицинского назначения, обеспечение высокой антиадгезивности и бактериостатичности поверхности имплантированного медицинского изделия в различных физиологических средах организма пациента, а также обеспечение надежной защиты поверхности имплантированного медицинского изделия от возникновения процессов инфекции. 6 пр.

 

Изобретение относится к области медицины, а именно к способу нанесения антиадгезивного, биосовместимого и бактериостатичного покрытия на основе углерода на металлические, полимерные и текстильные изделия медицинского назначения и может быть использовано при изготовлении и использовании металлических, полимерных и текстильных изделий медицинского назначения в условиях травматолого-ортопедических, хирургических, стоматологических и других стационаров.

Известен способ получения биокарбона, включающий испарение графита в вакууме и конденсацию углерода на изделие с использованием импульсного разряда, (см. патент РФ №2095464, МПК С23С 14/12, 10.11.1997 г.), который:

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

- не обеспечивает высокую антиадгезивность и бактериостатичность поверхности имплантированного медицинского изделия в различных физиологических средах организма пациента,

- не препятствует образованию бактериальной биопленки на поверхности металлических, полимерных и текстильных изделий медицинского назначения,

- не обеспечивает надежную защиту поверхности имплантированного медицинского изделия от возникновения процессов инфекции.

Задачей изобретения является создание способа нанесения антиадгезивного, биосовместимого и бактериостатичного покрытия на основе углерода на металлические, полимерные и текстильные изделия медицинского назначения.

Техническим результатом является надежное обеспечение высокой биологической совместимости в различных физиологических средах организма пациента, надежное предотвращение образования бактериальной биопленки на поверхности изделия медицинского назначения, обеспечение высокой антиадгезивности и бактериостатичности поверхности имплантированного медицинского изделия в различных физиологических средах организма пациента, а также обеспечение надежной защиты поверхности имплантированного медицинского изделия от возникновения процессов инфекции.

Технический результат достигается тем, что предложен способ нанесения антиадгезивного, биосовместимого и бактериостатичного покрытия на основе углерода на металлические, полимерные и текстильные изделия медицинского назначения, включающий испарение графита в вакууме и конденсацию углерода на изделие с использованием импульсного разряда, при этом предварительно поверхность упомянутого изделия очищают путем ионного травления в герметичной камере, которую сначала вакуумируют до остаточного давления 9⋅10-5-1⋅10-6 Торр, заполняют аргоном, затем вакуумируют до остаточного давления 1⋅10-4-3⋅10-3 Торр и осуществляют ионное травление ионами аргона с энергией 0,7-3,0 кэВ в течение 4-8 минут, после чего в заполненной аргоном и вакуумированной до остаточного давления 1⋅10-4-3⋅10-3 Торр камере на поверхность изделия наносят покрытие на основе углерода в виде тетраэдрического алмаза типа ta-C или карбинового типа импульсно-плазменным дуговым распылением графитового катода марки MПГ-7, АРВ или ВЧ при длительности импульса 0,1-1,0 мсек и частоте их следования 0,1-30 Гц, причем за один импульс разряда импульсно-плазменного дугового источника углеродной плазмы наносят слой толщиной слоя 5-50 ангстрем при напряжении разряда 150-810 В.

Способ осуществляют следующим образом. Поверхность металлического, полимерного или текстильного изделия медицинского назначения подвергают очистке методом ионного травления в герметичной камере. При этом металлическое, полимерное или текстильное изделие медицинского назначения размещают в камере, которую предварительно вакуумируют до остаточного давления 9⋅10-5-1⋅10-6 Торр, заполняют камеру аргоном и вакуумируют до остаточного давления 1⋅10-4-3⋅10-3 Торр. Ионное травление выполняют ионами аргона с энергией 0,7-3,0 кэВ в течение 4-8 минут.

Затем в заполненной аргоном и вакуумированной до остаточного давления 1⋅10-4-3⋅10-3 Торр камере на поверхность медицинского изделия наносят биосовместимое покрытие на основе углерода в виде тетраэдрического алмаза типа ta-C или карбиноподобной структуры импульсно-плазменным дуговым распылением графита при длительности импульса 0,1-1,0 мсек и частоте их следования 0,1-30 Гц с графитового катода. При этом в качестве материала дугового источника атомов углерода при импульсно-плазменном дуговом распылении используют графит марки МПГ-7, АРВ или ВЧ.

Наносят на поверхность металлического, полимерного или текстильного изделия медицинского изделия антиадгезивное биосовместимое покрытие углерода заданной и необходимой толщины, при этом наносят покрытие слоем 5-50 ангстрем за один импульс при использовании импульсно-плазменного дугового источника углеродной плазмы с напряжением разряда 150-810 В.

Среди существенных признаков, характеризующих предложенный способ нанесения антиадгезивного, биосовместимого и бактериостатичного покрытия на основе углерода на металлические, полимерные и текстильные изделия медицинского назначения, отличительными являются:

- предварительная очистка поверхности металлических, полимерных и текстильных изделий медицинского назначения путем ионного травления в герметичной камере, которую сначала вакуумируют до остаточного давления 9⋅10-5-1⋅10-6 Торр, заполняют аргоном, затем вакуумируют до остаточного давления 1⋅10-4-3⋅10-3 Торр,

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

- нанесение в заполненной аргоном и вакуумированной до остаточного давления 1⋅10-4-3⋅10-3 Торр камере на поверхность изделия покрытие на основе углерода в виде тетраэдрического алмаза типа ta-C или карбинового типа импульсно-плазменным дуговым распылением графитового катода марки МПГ-7, АРВ или ВЧ при длительности импульса 0,1-1,0 мсек и частоте их следования 0,1-30 Гц, причем за один импульс разряда импульсно-плазменного дугового источника углеродной плазмы наносят слой толщиной слоя 5-50 ангстрем при напряжении разряда 150-810 В.

Экспериментальные исследования предложенного способа нанесения антиадгезивного, биосовместимого и бактериостатичного покрытия на основе углерода на металлические, полимерные и текстильные изделия медицинского назначения показали его высокую эффективность. Способ нанесения антиадгезивного, биосовместимого и бактериостатичного покрытия на основе углерода на металлические, полимерные и текстильные изделия медицинского назначения при своем использовании надежно обеспечил высокую биологическую совместимость в различных физиологических средах организма пациента, надежное предотвращение образования бактериальной биопленки на поверхности изделия медицинского назначения, обеспечил высокую антиадгезивность и бактериостатичность поверхности имплантированного медицинского изделия в различных физиологических средах организма пациента, а также обеспечил надежную защиту поверхности имплантированного медицинского изделия от возникновения процессов инфекции.

Реализация предложенного способа нанесения антиадгезивного, биосовместимого и бактериостатичного покрытия на основе углерода на металлические, полимерные и текстильные изделия медицинского назначения иллюстрируется следующими практическими примерами.

Пример 1. На три плоских образца, выполненных из используемого для изготовления имплантатов широкого профиля титана марки ВТ-16 толщиной 1,0 мм, нанесли предложенным способом антиадгезивное, биосовместимое и бактериостатичное 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 3⋅10-3 Торр. Ионное травление выполнили ионами аргона с энергией 3,0 кэВ в течение 5 минут.

Процесс нанесения антиадгезивного биосоместимого покрытия продолжили в заполненной аргоном и вакуумированной до остаточного давления 3⋅10-3 Торр камере. На очищенную поверхность трех образцов из титана марки ВТ-16 нанесли импульсно-плазменным дуговым распылением с графитового катода антиадгезивное, биосоместимое и бактериостатичное покрытие углерода в виде тетраэдрического алмаза типа ta-C. Причем использовали импульсно-плазменный дуговой источник углеродной плазмы из графита марки АРВ при длительности импульса 0,8 мсек и частоте их следования 10 Гц. При этом нанесли покрытие углерода толщиной 500 ангстрем при нанесении слоя покрытия толщиной 50 ангстрем за один импульс импульсно-плазменного дугового источника углеродной плазмы с напряжением разряда 740 В.

Затем на поверхность антиадгезивного, биосовместимого и бактериостатичного покрытия каждого из трех плоских образцов 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 диско-диффузионным методом. Образцы инкубировали в термостате при температуре 36°С в течение 24 час.

В результате электронного микроскопического исследования поверхности покрытия каждого образца после инкубирования были установлены высокие антиадгезивные свойства предложенного антиадгезивного, биосовместимого и бактериостатичного покрытия на основе углерода. При этом установили отсутствие на поверхности каждого из трех плоских образцов из титана марки ВТ-16 образования бактериальной биопленки штаммов Staphylococcus aureus MRSA, E.Coli и Pseudomonas aeruginosa при отсутствии роста их колоний с одновременным их угнетением до единичных колоний, что свидетельствует о высокой эффективности предложенного антиадгезивного, биосовместимого и бактериостатичного покрытия на основе углерода для медицинских изделий из титана марки ВТ-16. Предложенное антиадгезивное, биосовместимое и бактериостатичное покрытие обеспечивает высокую биологическую совместимость в различных физиологических средах организма пациента.

Пример 2. На три плоских образца, выполненных из используемой для изготовления имплантатов широкого профиля нержавеющей стали медицинского назначения толщиной 0,8 мм, нанесли предложенным способом антиадгезивное, биосовместимое и бактериостатичное 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 1⋅10-4 Торр. Ионное травление выполнили ионами аргона с энергией 2,8 кэВ в течение 8 минут.

Процесс нанесения антиадгезивного, биосоместимого и бактериостатичного покрытия продолжили в заполненной аргоном и вакуумированной до остаточного давления 1⋅10-4 Торр камере. На очищенную поверхность трех плоских образцов из нержавеющей стали медицинского назначения нанесли импульсно-плазменным дуговым распылением с графитового катода антиадгезивное, биосоместимое и бактериостатичное покрытие углерода в виде тетраэдрического алмаза типа ta-C. Причем использовали импульсно-плазменный дуговой источник углеродной плазмы из графита марки МПГ-7 при длительности импульса 1,0 мсек и частоте их следования 3 Гц. При этом нанесли покрытие углерода толщиной 1000 ангстрем при нанесении слоя покрытия толщиной 20 ангстрем за один импульс импульсно-плазменного дугового источника углеродной плазмы с напряжением разряда 600 В.

Затем на поверхность антиадгезивного, биосовместимого и бактериостатичного покрытия каждого из трех плоских образцов 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 10 клеток каждой тест-культуры, соответствующей стандарту мутности 0,5 Мак Фарланд.

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

В результате электронного микроскопического исследования поверхности покрытия каждого образца после инкубирования были установлены высокие антиадгезивные свойства предложенного антиадгезивного, биосовместимого и бактериостатичного покрытия на основе углерода. При этом установили отсутствие на поверхности каждого из трех образцов из политетрафторэтилена образования бактериальной биопленки штаммов Staphylococcus aureus MRSA, E.Coli и Pseudomonas aeruginosa при отсутствии роста их колоний с одновременным их угнетением до единичных колоний, что свидетельствует о высокой эффективности предложенного антиадгезивного, биосовместимого и бактериостатичного покрытия на основе углерода для медицинских изделий из нержавеющей стали медицинского назначения. Предложенное антиадгезивное, биосовместимое и бактериостатичное покрытие обеспечивает высокую биологическую совместимость в различных физиологических средах организма пациента.

Пример 3. На три образца, выполненных из используемого для изготовления медицинской перевязочной политетрафторэтиленовой повязки материала, нанесли предложенным способом антиадгезивное, биосоместимое и бактериостатичное покрытие.

Поверхность трех образцов из политетрафторэтилена 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 5⋅10-4 Торр. Ионное травление выполнили ионами аргона с энергией 0,7 кэВ в течение 8 минут.

Процесс нанесения антиадгезивного, биосоместимого и бактериостатичного покрытия продолжили в заполненной аргоном и вакуумированной до остаточного давления 5⋅10-4 Торр камере. На очищенную поверхность трех образцов из политетрафторэтилена нанесли импульсно-плазменным дуговым распылением с графитового катода антиадгезивное, биосоместимое и бактериостатичное покрытие углерода в виде тетраэдрического алмаза типа ta-C. Причем использовали импульсно-плазменный дуговой источник углеродной плазмы из графита марки MПГ-7 при длительности импульса 1,0 мсек и частоте их следования 0,1 Гц. При этом нанесли покрытие углерода толщиной 5000 ангстрем при нанесении слоя покрытия толщиной 50 ангстрем за один импульс импульсно-плазменного дугового источника углеродной плазмы с напряжением разряда 810 В.

Затем на поверхность антиадгезивного, биосовместимого и бактериостатичного покрытия каждого из трех образцов из политетрафторэтилена в лаборатории ФГБУ «ПИТО 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 каждого образца, поверхность подсушили идентично способу определения антибиотикорезистентности микроорганизмов диско-диффузионным методом. Образцы инкубировали в термостате при температуре 36°С в течение 24 час.

В результате электронного микроскопического исследования поверхности покрытия каждого образца после инкубирования были установлены высокие антиадгезивные свойства предложенного антиадгезивного, биосовместимого и бактериостатичного покрытия на основе углерода. При этом установили отсутствие на поверхности каждого из трех образцов из политетрафторэтилена образования бактериальной биопленки штаммов Staphylococcus aureus MRSA, E.Coli и Pseudomonas aeruginosa при отсутствии роста их колоний с одновременным их угнетением до единичных колоний, что свидетельствует о высокой эффективности предложенного антиадгезивного, биосовместимого и бактериостатичного покрытия на основе углерода для медицинских изделий из политетрафторэтилена. Предложенное антиадгезивное, биосовместимое и бактериостатичное покрытие обеспечивает высокую биологическую совместимость в различных физиологических средах организма пациента.

Пример 4. На три образца, выполненных из используемого для изготовления полипропиленового сетчатого эндопротеза материала, нанесли предложенным способом антиадгезивное, биосоместимое и бактериостатичное покрытие.

Поверхность трех сетчатых образцов из полипропилена 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 3⋅10-3 Торр. Ионное травление выполнили ионами аргона с энергией 1,55 кэВ в течение 6 минут.

Процесс нанесения антиадгезивного, биосоместимого и бактериостатичного покрытия продолжили в заполненной аргоном и вакуумированной до остаточного давления 3⋅10-3 Торр камере. На очищенную поверхность трех сетчатых образцов из полипропилена нанесли импульсно-плазменным дуговым распылением с графитового катода антиадгезивное, биосоместимое и бактериостатичное покрытие углерода карбиноподобной структуры. Причем использовали импульсно-плазменный дуговой источник углеродной плазмы из графита марки АРВ при длительности импульса 0,6 мсек и частоте их следования 1 Гц. При этом нанесли покрытие углерода толщиной 500 ангстрем при нанесении слоя покрытия толщиной 8 ангстрем за один импульс импульсно-плазменного дугового источника углеродной плазмы с напряжением разряда 580 В.

Затем на поверхность антиадгезивного, биосовместимого и бактериостатичного покрытия каждого из трех сетчатых образцов из полипропилена в лаборатории ФГБУ «ПИТО 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 диско-диффузионным методом. Образцы инкубировали в термостате при температуре 36°С в течение 24 час.

В результате электронного микроскопического исследования поверхности покрытия каждого образца после инкубирования были установлены высокие антиадгезивные свойства предложенного антиадгезивного, биосовместимого и бактериостатичного покрытия на основе углерода. При этом установили отсутствие на поверхности каждого из трех образцов из политетрафторэтилена образования бактериальной биопленки штаммов Staphylococcus aureus MRSA, E.Coli и Pseudomonas aeruginosa при отсутствии роста их колоний с одновременным их угнетением до единичных колоний, что свидетельствует о высокой эффективности предложенного антиадгезивного, биосовместимого и бактериостатичного покрытия на основе углерода для медицинских изделий из полипропилена. Предложенное антиадгезивное, биосовместимое и бактериостатичное покрытие обеспечивает высокую биологическую совместимость в различных физиологических средах организма пациента.

Пример 5. На три образца, выполненных из используемого для изготовления медицинской марлевой хлопчатобумажной повязки материала, нанесли предложенным способом антиадгезивное, биосоместимое и бактериостатичное покрытие.

Поверхность трех образцов из марлевой хлопчатобумажной повязки 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 3⋅10-4 Торр. Ионное травление выполнили ионами аргона с энергией 2,4 кэВ в течение 4 минут.

Процесс нанесения антиадгезивного, биосоместимого и бактериостатичного покрытия продолжили в заполненной аргоном и вакуумированной до остаточного давления 3⋅10-4 Торр камере. На очищенную поверхность трех образцов из марлевой хлопчатобумажной повязки нанесли импульсно-плазменным дуговым распылением с графитового катода антиадгезивное, биосоместимое и бактериостатичное покрытие углерода в виде тетраэдрического алмаза типа ta-C. Причем использовали импульсно-плазменный дуговой источник углеродной плазмы из графита марки MПГ-7 при длительности импульса 0,1 мсек и частоте их следования 30 Гц. При этом нанесли покрытие углерода толщиной 1000 ангстрем при нанесении слоя покрытия толщиной 5 ангстрем за один импульс импульсно-плазменного дугового источника углеродной плазмы с напряжением разряда 150 В.

Затем на поверхность антиадгезивного, биосовместимого и бактериостатичного покрытия каждого из трех образцов из марлевой хлопчатобумажной повязки 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 10 клеток каждой тест-культуры, соответствующей стандарту мутности 0,5 Мак Фарланд.

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

В результате электронного микроскопического исследования поверхности покрытия каждого образца после инкубирования были установлены высокие антиадгезивные свойства предложенного антиадгезивного, биосовместимого и бактериостатичного покрытия на основе углерода. При этом установили отсутствие на поверхности каждого из трех образцов из политетрафторэтилена образования бактериальной биопленки штаммов Staphylococcus aureus MRSA, E.Coli и Pseudomonas aeruginosa при отсутствии роста их колоний с одновременным их угнетением до единичных колоний, что свидетельствует о высокой эффективности предложенного антиадгезивного, биосовместимого и бактериостатичного покрытия на основе углерода для медицинских изделий из материала марлевой хлопчатобумажной повязки. Предложенное антиадгезивное, биосовместимое и бактериостатичное покрытие обеспечивает высокую биологическую совместимость в различных физиологических средах организма пациента.

Пример 6. На три образца, выполненных из используемого для изготовления полиэтиленового вкладыша металлического эндопротеза материала, нанесли предложенным способом антиадгезивное, биосоместимое и бактериостатичное покрытие.

Поверхность трех образцов из полиэтилена 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 3⋅10-3 Торр. Ионное травление выполнили ионами аргона с энергией 2,0 кэВ в течение 5 минут.

Процесс нанесения антиадгезивного, биосоместимого и бактериостатичного покрытия продолжили в заполненной аргоном и вакуумированной до остаточного давления 3⋅10-3 Торр камере. На очищенную поверхность трех образцов из полиэтилена нанесли импульсно-плазменным дуговым распылением с графитового катода антиадгезивное, биосовместимое и бактериостатичное покрытие углерода карбиноподобной структуры. Причем использовали импульсно-плазменный дуговой источник углеродной плазмы из графита марки ВЧ при длительности импульса 0,6 мсек и частоте их следования 2 Гц. При этом нанесли покрытие углерода толщиной 1000 ангстрем при нанесении слоя покрытия толщиной 8 ангстрем за один импульс импульсно-плазменного дугового источника углеродной плазмы с напряжением разряда 320 В.

Затем на поверхность антиадгезивного, биосовместимого и бактериостатичного покрытия каждого из трех образцов из полиэтилена 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 каждого образца, поверхность подсушили идентично способу определения антибиотикорезистентности микроорганизмов диско-диффузионным методом. Образцы инкубировали в термостате при температуре 36°С в течение 24 час.

В результате электронного микроскопического исследования поверхности покрытия каждого образца после инкубирования были установлены высокие антиадгезивные свойства предложенного антиадгезивного, биосовместимого и бактериостатичного покрытия на основе углерода. При этом установили отсутствие на поверхности каждого из трех образцов из полиэтилена образования бактериальной биопленки штаммов Staphylococcus aureus MRSA, E.Coli и Pseudomonas aeruginosa при отсутствии роста их колоний с одновременным их угнетением до единичных колоний, что свидетельствует о высокой эффективности предложенного антиадгезивного, биосовместимого и бактериостатичного покрытия на основе углерода для медицинских изделий из полиэтилена.

Предложенное антиадгезивное, биосовместимое и бактериостатичное покрытие обеспечивает высокую биологическую совместимость в различных физиологических средах организма пациента.

Способ нанесения антиадгезивного, биосовместимого и бактериостатичного покрытия на основе углерода на металлические, полимерные и текстильные изделия медицинского назначения, включающий испарение графита в вакууме и конденсацию углерода на изделие с использованием импульсного разряда, отличающийся тем, что предварительно поверхность упомянутого изделия очищают путем ионного травления в герметичной камере, которую сначала вакуумируют до остаточного давления 9⋅10-5-1⋅10-6 Торр, заполняют аргоном, затем вакуумируют до остаточного давления 1⋅10-4-3⋅10-3 Торр и осуществляют ионное травление ионами аргона с энергией 0,7-3,0 кэВ в течение 4-8 минут, после чего в заполненной аргоном и вакуумированной до остаточного давления 1⋅10-4-3⋅10-3 Торр камере на поверхность изделия наносят покрытие на основе углерода в виде тетраэдрического алмаза типа ta-C или карбинового типа импульсно-плазменным дуговым распылением графитового катода марки МПГ-7, АРВ или ВЧ при длительности импульса 0,1-1,0 мсек и частоте их следования 0,1-30 Гц, причем за один импульс разряда импульсно-плазменного дугового источника углеродной плазмы наносят слой толщиной слоя 5-50 ангстрем при напряжении разряда 150-810 В.



 

Похожие патенты:
Изобретение относится к способу нанесения антиадгезивного, биосовместимого и бактериостатичного покрытия на основе углерода на изделия медицинского назначения из материала с термомеханической памятью формы.

Изобретение относится к области машиностроения и предназначено для импульсного дозирования подачи порошка при газотермическом детонационном напылении слоя покрытия на физический объект.

Изобретение относится к способу нанесения покрытия при электродуговом напылении или ионно-дуговом напылении на подложки в вакуумной камере. Испаряют твердый материал дугового испарителя, который работает в качестве катода.

Изобретение может быть использовано при нанесении оксидного покрытия, в частности Al-Cr-O, на подложку методом физического осаждения из паровой фазы (PVD). Осуществляют нанесение реакционного PVD-покрытия на поверхность подложки в камере с использованием технологического газа, содержащего химически активный газ, в частности кислород, реагирующий с ионами металлов, полученными из по меньшей мере одной мишени, для осаждения по меньшей мере одного слоя, состоящего из Al, Cr, Si и О.

Изобретение относится к способу получения многослойного износостойкого покрытия для режущего инструмента и может быть использовано в металлообработке. Проводят ионно-плазменное нанесение слоев покрытия, состоящего из нижнего слоя нитрида титана, промежуточного слоя - нитрида соединения титана и хрома при соотношении, мас.%: титан 83,5-86,5, хром 13,5-16,5 и верхнего слоя - нитрида соединения титана, хрома и молибдена при соотношении, мас.%: титан 83,5-87,0, хром 9,0-11,0, молибден 4,0-5,5.

Изобретение относится к технологии нанесения покрытий на металлические поверхности с использованием концентрированных потоков энергии и может быть использовано в электротехнике.

Изобретение относится к формированию на поверхности медных электрических контактах покрытий и может быть использовано в электротехнике. Способ включает электрический взрыв композиционного электрически взрываемого проводника, состоящего из двухслойной плоской медной оболочки массой 60-360 мг и сердечника в виде порошков молибдена и никеля, взятых в соотношении 10:1 массой, равной 0,5-2,0 массы оболочки, формирование из продуктов взрыва импульсной многофазной плазменной струи, оплавление ею поверхности медного электрического контакта при поглощаемой плотности мощности 4,5-6,5 ГВт/м2, осаждение на поверхность продуктов взрыва с формированием на ней композиционного покрытия системы Mo-Ni-Cu и последующую импульсно-периодическую электронно-пучковую обработку поверхности покрытия при поглощаемой плотности энергии 40-60 Дж/см2, длительности импульсов 150-200 мкс и количестве импульсов 10-30.

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 области получения электрических контактов, в частности к формированию на медных электрических контактах покрытий на основе вольфрама, никеля и меди, которые могут быть использованы в электротехнике.

Изобретение относится к поршневому кольцу, его применению и способу его изготовления. Поршневое кольцо (1) выполнено с основой (10) и нанесенным на нее защитным покрытием от износа (20), которое имеет, по меньшей мере, первый элемент, точка плавления которого составляет Tm≤700°C.
Изобретение относится к способу нанесения антиадгезивного, биосовместимого и бактериостатичного покрытия на основе углерода на изделия медицинского назначения из материала с термомеханической памятью формы.

Изобретение относится к технологии изготовления устройств для подвижного соединения трубопроводов - сильфонов. Способ изготовления сильфона включает обработку его поверхности очисткой, сушкой и нанесение раствора ФПАВ (фторсодержащего поверхностно-активного вещества).

Изобретение относится к способу получения покрытий карбина и может быть использовано для создания новых композиционных биосовместимых покрытий, требующих химической инертности, высокой твердости, низкого трения и высокой теплопроводности.

Изобретение относится к способу формирования защитного покрытия в виде пленки некристаллического углерода и может быть использовано в микро- и радиоэлектронной промышленности при изготовлении защитных покрытий полупроводниковых и оптических приборов.

Группа изобретений относится к покрытиям. Cпособ включает вакуумную лазерную абляцию в реакционной камере с испарением мишени твердотельным лазером и последующим осаждением аморфного алмазоподобного покрытия в виде пленки на лезвие хирургического скальпеля.

Изобретение относится к испарителю для испарения органических материалов, в частности меламина, а также к способу нанесения покрытия из органического материала на гибкий субстрат с помощью этого испарителя.

Изобретение относится к области машиностроения, а именно к способам получения теплозащитных покрытий на деталях турбин из никелевых или кобальтовых сплавов, в частности газовых турбин авиадвигателей и энергетических установок.

Изобретение относится к получению пленок из полимочевины вакуумным осаждением из паровой фазы. .

Изобретение относится к технологии получения углеродсодержащих защитных покрытий пиролизом органосилоксановых соединений и может быть использовано в планарной технологии твердотельной электроники, а также может найти применение в литографических процессах при формировании органосилоксановых актинорезистов и углеродсодержащих маскирующих покрытий на их основе для изготовления фотошаблонов или ионного травления планарных структур.
Изобретение относится к способу нанесения антиадгезивного, биосовместимого и бактериостатичного покрытия на основе углерода на изделия медицинского назначения из материала с термомеханической памятью формы.

Изобретение относится к способу нанесения антиадгезивного, биосовместимого и бактериостатичного покрытия на основе углерода на металлические, полимерные и текстильные изделия медицинского назначения. Поверхность изделия медицинского назначения подвергают очистке методом ионного травления в герметичной камере. Камеру предварительно вакуумируют до остаточного давления 9⋅10-5 - 1⋅10-6 Торр с последующим заполнением камеры аргоном и вакуумированием камеры до остаточного давления 1⋅10-4 - 2⋅10-3 Торр. Ионное травление выполняют ионами аргона с энергией 0,7-3,0 кэВ в течение 4-8 минут. Затем в заполненной аргоном и вакуумированной до остаточного давления 1⋅10-4 - 2⋅10-3 Торр камере на поверхность изделия наносят покрытие на основе углерода в виде тетраэдрического алмаза типа ta-C или карбинового типа импульсно-плазменным дуговым распылением при длительности импульса 0,1-1,0 мсек и частоте их следования 0,1-30 Гц с графитового катода. Наносят покрытие углерода толщиной слоя 5-50 ангстрем за один импульс при использовании импульсно-плазменного дугового источника углеродной плазмы с напряжением разряда 150-810 В. При этом в качестве материала дугового источника атомов углерода при импульсно-плазменном дуговом распылении используют графит марки МПГ-7, АРВ или ВЧ. Техническим результатом является получение изделия высокой биологической совместимости в различных физиологических средах организма пациента, обеспечение предотвращения образования бактериальной биопленки на поверхности изделия медицинского назначения, обеспечение высокой антиадгезивности и бактериостатичности поверхности имплантированного медицинского изделия в различных физиологических средах организма пациента, а также обеспечение надежной защиты поверхности имплантированного медицинского изделия от возникновения процессов инфекции. 6 пр.

Наверх