Способ изготовления биодеградируемого имплантата

Изобретение относится к химико-фармацевтической промышленности и представляет собой способ изготовления биодеградируемого имплантата, включающий синтез биодеградируемого полимерного материала, такого как сополимер L-лактид/гликолид, и его формование путем экструзии, при этом экструзию проводят при температуре 220-230°C, с выдержкой в экструдере 10-20 минут, а после экструзии дополнительно проводят одноосную ориентационную вытяжку при температуре, находящейся в интервале между температурой плавления и температурой стеклования полимерного материала. Изобретение позволяет обеспечить получение высокопрочного самоусиленного имплантата на основе биодеградируемых полимеров без использования наполнителей и увеличение прочности имплантата при сдвиговых и изгибающих нагрузках. 3 табл., 3 пр.

 

Изобретение относится к медицине и медицинской технике, а именно к материалам для остеосинтеза на основе синтетических рассасывающихся полимеров.

В настоящее время разработанные системы биодеградируемых имплантатов обладают приблизительно 50% жесткости титановых имплантатов того же размера. Для того чтобы биодеградируемые имплантаты могли нести требуемые нагрузки в процессе сращения перелома, их приходится делать толще, чем имплантаты из традиционных металлических материалов, и наиболее широко они используются для проведения операций в черепно-лицевой зоне, в которой требования к прочности фиксации не столь уж высоки, так как отсутствуют значительные нагрузки. Другим недостатком биодеградируемых материалов является их высокая стоимость, что, с учетом большого удельного расхода материала на изготовление имплантатов, делает последние по стоимости не доступными для большей части населения Российской Федерации.

Известен способ получения медицинского имплантата из гомополимера на основе эпсилон-капролактона (заявка на изобретение РФ №2009134037, МПК A61L 27/18, опубл. 10.05.2011). Эпсилон-капролактонные мономеры подвергают полимеризации в присутствии катализатора при температуре, превышающей 100°C, предпочтительно составляющей от 120 до 160°C, в реакционном сосуде, имеющем сообщение с воздухом.

Недостатком данного способа является низкая прочность полученного с его помощью медицинского имплантата.

Наиболее близким к предлагаемому является способ изготовления сетчатых эндопротезов из хирургического волокна (патент РФ №2436595, МПК A61L 17/10, опубл. 20.12.2011), полученного гранулированием и плавлением сополимера 3-гидроксибутирата и 3-гидроксивалериата, экструдированием при температуре 145-168°C, при скорости приемки 30-38 м/мин и температуре приемной ванны 40-80°C и ориентированием моножильного волокона при температуре 60-140°C сразу же после экструдирования или после предварительного охлаждения и последующего нагревания до температуры ниже температуры плавления сополимера.

Недостатком данного способа является невозможность использования его для изготовления имплантатов в форме, например, пластин, брусков, стержней, штифтов, винтов, шпилек, скобок и др. для замещения дефектов костной ткани.

Задача (технический результат) предлагаемого изобретения заключается в создании способа изготовления биодеградируемого имплантата, свободного от вышеуказанных недостатков.

Поставленная задача решается тем, что в способе изготовления биодеградируемого имплантата, включающем синтез биодеградируемого полимерного материала и его формование путем экструзии, экструзию проводят при температуре 220-230°C, с выдержкой в экструдере 10-20 минут, а после экструзии дополнительно проводят одноосную ориентационную вытяжку при температуре, находящейся в интервале между температурой плавления и температурой стеклования полимерного материала.

Одноосная ориентационная вытяжка при температуре в заявляемом интервале обеспечивает повышение прочности полученного имплантата в поперечном направлении. А соблюдение заявляемых температурных режимов экструзии и ориентационной вытяжки исключает вероятность деградации полимера, что также существенно увеличивает прочность имплантата. Увеличение температуры экструзии более 230°C приводит в деградации полимерного материала и существенному уменьшению молекулярного веса. Накопление низкомолекулярных продуктов деструкции делает полимер непригодным для медицинских применений.

Предлагаемый способ осуществляют следующим образом.

Синтезируют биодеградируемый полимерный материал. Загружают полученный полимерный материал в экструдер и нагревают до температуры 210-230°C. Формуют имплантат путем продавливания расплава полимерного материала через формующее отверстие. Поскольку процесс экструзии осуществляется непрерывно, он позволяет производить изделия с небольшими трудовыми и энергетическими затратами при незначительных потерях материала. При заданном температурном режиме модуль упругости полимерного материала снижается, что позволяет достигнуть высокой плотности. Выдерживают полимерный материал в экструдере не более 20 минут, что обеспечивает сохранение свойств полученной заготовки и исключает вероятность деградации полимерного материала. После выдержки в экструдере проводят одноосную ориентационную вытяжку при температуре, находящейся в интервале между температурой плавления и температурой стеклования полимерного материала. В результате чего увеличиваются модуль упругости и модуль прочности имплантата при сдвиговых и изгибающих нагрузках.

Использование предлагаемого способа обеспечивает получение высокопрочного самоусиленного имплантата на основе биодеградируемых полимеров без использования наполнителей, обеспечит увеличение прочности имплантата при сдвиговых и изгибающих нагрузках.

ПРИМЕР 1

Синтезируют сополимер L-лактид/гликолид с мольным соотношением звеньев 85/15 и значением приведенной вязкости . Сополимер имел температуру стеклования 65°C и температуру плавления кристаллической фазы 166°C. Сополимер очищают от остаточных мономеров многократным переосаждением. Содержание остаточных мономеров не должно превышать 0.01%. Очищенный сополимер сушат от влаги при комнатной температуре и остаточном давлении 0.1 мм рт. ст. в течение как минимум 24 ч. Экструзию подготовленного сополимера проводили с применением двухшнекового лабораторного мини-экструдера HAAKE MiniCTW. Мини-экструдер обладает двумя независимыми зонами нагрева в разных частях рабочей камеры. Диапазон рабочих температур - от комнатной температуры до 300°C, скорость вращения шнеков - 10-360 об/мин, крутящий момент шнеков - 0-5 Н⋅м, объем смешиваемого материала - ~7 мл, максимальный объем однократно экструдируемого материала - около 2.5 мл, что позволяет получить 3 прутка однородного диаметра 3 мм и длиной около 10 см или 1 пруток однородного диаметра 6 мм и длиной 8-9 см. Навеска полимера массой 5.7-6 г (эквивалентный объем около 5 мл) засыпалась в загрузочный бункер и постепенно (по мере размягчения полимера) вводилась в смесительную камеру с помощью ручного толкателя при вращающихся шнеках. После завершения загрузки полимера скорость вращения шнеков составляла, как правило, 150 об/мин. Полимер выдерживался в течение 10 минут при температуре в смесительной камере 210°C и затем выгружался (экструдировался) в пустотелую цилиндрическую тефлоновую форму с внутренним диаметром цилиндрической части 3 мм (для контрольных измерений) или 6 мм (для наработки партии прутков с ориентационной вытяжкой). На протяжении всех манипуляций с полимером в смесительную камеру через загрузочный бункер осуществлялся поддув инертного газа (аргон). Остывшие стержнеобразные заготовки диаметром 6 мм вставляли в нагревательную камеру устройства для ориентационной вытяжки. Конец заготовки фиксировали в зажиме. Стержень нагревали до температуры 155°C и вытягивали со скоростью 10 мм/мин через профилирующее и калибрующее устройство. Получали ориентированный стержень для имплантата с кратностью вытяжки 9 и диаметром 3 мм.

ПРИМЕР 2

Синтезируют сополимер L-лактид/гликолид с мольным соотношением звеньев 80/20 и значением приведенной вязкости . Сополимер имел температуру стеклования 57°C и температуру плавления кристаллической фазы 161°C. Сополимер очищают от остаточных мономеров многократным переосаждением. Содержание остаточных мономеров не должно превышать 0.01%. Очищенный сополимер сушат от влаги при комнатной температуре и остаточном давлении 0.1 мм рт. ст. в течение как минимум 24 ч. Экструзию подготовленного сополимера проводили с применением двухшнекового лабораторного мини-экструдера HAAKE MiniCTW. Мини-экструдер обладает двумя независимыми зонами нагрева в разных частях рабочей камеры. Диапазон рабочих температур - от комнатной температуры до 300°C, скорость вращения шнеков - 10-360 об/мин, крутящий момент шнеков - 0-5 Н⋅м, объем смешиваемого материала - ~7 мл, максимальный объем однократно экструдируемого материала - около 2.5 мл, что позволяет получить 3 прутка однородного диаметра 3 мм и длиной около 10 см или 1 пруток однородного диаметра 6 мм и длиной 8-9 см. Навеска полимера массой 5.7-6 г (эквивалентный объем около 5 мл) засыпалась в загрузочный бункер и постепенно (по мере размягчения полимера) вводилась в смесительную камеру с помощью ручного толкателя при вращающихся шнеках. После завершения загрузки полимера скорость вращения шнеков составляла, как правило, 150 об/мин. Полимер выдерживался в течение 10 минут при температуре в смесительной камере 210°C и затем выгружался (экструдировался) в пустотелую цилиндрическую тефлоновую форму с внутренним диаметром цилиндрической части 3 мм (для контрольных измерений) или 6 мм (для наработки партии прутков с ориентационной вытяжкой). На протяжении всех манипуляций с полимером в смесительную камеру через загрузочный бункер осуществлялся поддув инертного газа (аргон). Остывшие стержнеобразные заготовки диаметром 6 мм вставляли в нагревательную камеру устройства для ориентационной вытяжки. Конец заготовки фиксировали в зажиме. Стержень нагревали до температуры 140°C и вытягивали со скоростью 10 мм/мин через профилирующее и калибрующее устройство. Получали ориентированный стержень для имплантата с кратностью вытяжки 9 и диаметром 3 мм.

ПРИМЕР 3

Синтезируют сополимер L-лактид/гликолид с мольным соотношением звеньев 85/15 и значением приведенной вязкости . Сополимер имел температуру стеклования 65 °С и температуру плавления кристаллической фазы 166 °С. Сополимер очищают от остаточных мономеров многократным переосаждением. Содержание остаточных мономеров не должно превышать 0.01%. Очищенный сополимер сушат от влаги при комнатной температуре и остаточном давлении 0.1 мм рт. ст. в течение как минимум 24 ч. Экструзию подготовленного сополимера проводили с применением двухшнекового лабораторного мини-экструдера HAAKE MiniCTW. Мини-экструдер обладает двумя независимыми зонами нагрева в разных частях рабочей камеры. Диапазон рабочих температур - от комнатной температуры до 300°C, скорость вращения шнеков - 10-360 об/мин, крутящий момент шнеков - 0-5 Н⋅м, объем смешиваемого материала - ~7 мл, максимальный объем однократно экструдируемого материала - около 2.5 мл, что позволяет получить 3 прутка однородного диаметра 3 мм и длиной около 10 см или 1 пруток однородного диаметра 6 мм и длиной 8-9 см. Навеска полимера массой 5.7-6 г (эквивалентный объем около 5 мл) засыпалась в загрузочный бункер и постепенно (по мере размягчения полимера) вводилась в смесительную камеру с помощью ручного толкателя при вращающихся шнеках. После завершения загрузки полимера скорость вращения шнеков составляла (как правило, 150 об/мин). Полимер выдерживался в течение 10 минут при температуре в смесительной камере 230°C и затем выгружался (экструдировался) в пустотелую цилиндрическую тефлоновую форму с внутренним диаметром цилиндрической части 3 мм (для контрольных измерений) или 6 мм (для наработки партии прутков с ориентационной вытяжкой). На протяжении всех манипуляций с полимером в смесительную камеру через загрузочный бункер осуществлялся поддув инертного газа (аргон). Остывшие стержнеобразные заготовки диаметром 6 мм вставляли в нагревательную камеру устройства для ориентационной вытяжки. Конец заготовки фиксировали в зажиме. Стержень нагревали до температуры 140°C и вытягивали со скоростью 10 мм/мин через профилирующее и калибрующее устройство. Получали ориентированный стержень для имплантата с кратностью вытяжки 9 и диаметром 3 мм.

Имплантат, полученный по предлагаемому способу, характеризуется улучшенными физико-механическими свойствами (модуль, прочность при изгибе). При этом химическая структура и чистота полученного имплантата соответствует исходному сополимеру. Повышение механических характеристик имплантата достигается за счет укладки макромолекул полимера вдоль оси прилагаемой нагрузки и фиксации их ориентации при охлаждении ниже температуры стеклования. Предложенная технология получения имплантата не приводит к уменьшению молекулярной массы полимера и изменению скорости резорбции в организме.

Способ изготовления биодеградируемого имплантата, включающий синтез биодеградируемого полимерного материала, такого как сополимер L-лактид/гликолид, и его формование путем экструзии, при этом экструзию проводят при температуре 220-230°C, с выдержкой в экструдере 10-20 минут, а после экструзии дополнительно проводят одноосную ориентационную вытяжку при температуре, находящейся в интервале между температурой плавления и температурой стеклования полимерного материала.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к медицине. Описан искусственный кровеносный сосуд, который представляет собой трубчатый материал, содержащий: волокнистый слой, содержащий ультратонкое волокно (волокна), и слой ультратонкого волокна на внутренней поверхности волокнистого слоя, причем слой ультратонкого волокна состоит из ультратонкого волокна (волокон) с диаметром (диаметрами) волокна не менее 10 нм и не более 3 мкм; в котором полимер, содержащий четвертичную аммониевую группу, содержащую алкильные группы, в каждой из которых число атомов углерода равно 4 или менее, ковалентно связан с ультратонким волокном (волокнами); гепарин ионно связан с полимером, содержащим четвертичную аммониевую группу; и остаточная активность гепарина после промывки физиологическим раствором при 37°C в течение 30 минут составляет 20 мМЕ/см2 или более.

Группа изобретений относится к медицине и может быть использована для использования медицинских устройств (игл). При этом медицинское устройство представляет собой хирургическую иглу, включающее: корпус, выполненный из вольфрам-рениевого сплава, грунтовочное покрытие на основе полиалкилсилоксана и тетраэтилсиликата, сформированное на поверхности корпуса, нижнее покрытие, нанесенное поверх грунтовочного покрытия.

Изобретение относится к медицине. Описан искусственный кровеносный сосуд, содержащий цилиндрическую тканевую структуру, где ткань получают посредством переплетения множества нитей основной пряжи и множества нитей уточной пряжи друг с другом в цилиндрическую форму, в которой нить мультифиламентной пряжи имеет тонину одиночной нити пряжи не более чем 0,50 децитекс и нити связаны с антитромбогенным материалом, который образует слой антитромбогенного материала, который имеет толщину от 1 до 600 нм внутри цилиндрической ткани, и водная проницаемость в условиях, когда к внутренней поверхности прикладывают давление 16 кПа, составляет менее чем 300 мл/см2/мин.

Группа изобретений относится к области медицины. Описан способ получения биоактивного композита для наращивания ткани, включающий гиалуроновую кислоту или ее соль в качестве матрицы и микрочастицы полилактида или его сополимеров с гликолидом как наполнитель, заключающийся в том, что осуществляют взаимодействие твердофазных порошков гиалуроновой кислоты или ее соли и полилактида или его сополимеров с гликолидом в условиях одновременного воздействия давления в пределах от 20 до 50 МПа и деформации сдвига в механохимическом реакторе при температуре от 20 до -20°С.

Изобретение относится к медицине и представляет собой слоистый материал для использования в качестве защиты от прокалывания в гибких заполняемых протезах, содержащий базовый и верхний слои, образованные из эластомера, и промежуточный слой, расположенный между базовым и верхним слоем.
Изобретение относится к биосовместимому с клеем для ткани, ковалентно сшитому полимеру, набору для получения сшитого полимера, а также к медицинскому изделию и биосовместимому медицинскому изделию.

Изобретение относится к медицине и заключается в применении обладающих биоцидным эффектом полимерных или олигомерных активных ингредиентов в качестве добавок к пластмассовому материалу, предназначенному для изготовления медицинских изделий.

Изобретение относится к медицине. Биоактивный пористый 3D-матрикс для тканевой инженерии включает резорбируемый частично-кристаллический полимер с пористостью 60-80% и размером пор от 2 до 100 мкм.

Настоящее изобретение относится к способам нанесения покрытий на хирургические иглы из металлического сплава. На иглу наносят нижнее покрытие, включающее функционализированный винилом органополисилоксан, отверждают нижнее покрытие, наносят верхнее покрытие, включающее полидиметилсилоксан, при этом нижнее покрытие связывается с верхним.

Настоящее изобретение относится к биосовместимому полиизоцианатному макромеру или смеси макромеров для использования в качестве клея или уплотнителя для внутреннего применения, представленных формулой: где f равно двум или более; а находится в диапазоне от 1 до 5 и R1 представляет собой где d находится в диапазоне от 0 до 5 и с может находиться в диапазоне от 1 до 100; R2 представляет собой где R3 представляет собой линейный или разветвленный остаток водорастворимого полимера, который образует сложноэфирные связи с R4 и уретановые связи с R1, когда а равно единице или более; и R4 представляет собой линейный или разветвленный органический остаток, содержащий две или более карбоксилатные концевые группы, и х указывает количество повторяющихся R4 и находится в диапазоне 2≤х≤6.

Настоящее изобретение относится к полукристаллическим блок-сополимерам лактида и эпсилон-капролактона для медицинского применения. Описан биорассасывающийся полукристаллический сегментированный блок-сополимер, содержащий продукт реакции: (a) аморфного форполимера, образованного посредством полимеризации мономера лактида и мономера эпсилон-капролактона в присутствии инициатора, причем молярное отношение лактида к эпсилон-капролактону в форполимере составляет от 45:55 до 30:70; и (b) мономера лактида, причем указанный биорассасывающийся полукристаллический сегментированный блок-сополимер содержит повторяющиеся звенья из полимеризованного лактида и полимеризованного эпсилон-капролактона, где молярное отношение полимеризованного лактида к полимеризованному эпсилон-капролактону составляет от 60:40 до 75:25.

Изобретение относится к технологии получения материалов для медицины на основе производных целлюлозы, в качестве которых используют гидроксиэтилцеллюлозу, и может быть использовано в качестве средства профилактики послеоперационных спаек в герниопластике на органах, имеющих серозное покрытие.

Изобретение относится к области медицины и химической технологии высокомолекулярных соединений, а именно к способу получения противоспаечного пленочного материала, включающему растворение полимера, в качестве которого используется смесь карбоксиметилцеллюлозы и гидроксиэтилцеллюлозы в соотношении от 8:2 до 3:7, в воде в присутствии структурирующего агента – глутаровой кислоты в количестве 10-50% от массы полимеров, сушку при 18-25°C и термообработку на воздухе при 98-105°C в течение 180-360 мин.

Изобретение относится к области медицины и химической технологии высокомолекулярных соединений, а именно к способу получения противоспаечного пленочного материала, включающему растворение полимера, в качестве которого используют смесь карбоксиметилцеллюлозы и гидроксиэтилцеллюлозы в соотношении от 8:2 до 3:7, в воде в присутствии структурирующего агента – диглутарового эфира 1,6-гександиола в количестве 10-50% от массы полимера, сушку при 18-25°С и термообработку на воздухе при 98-105°С в течение 180-360 мин.

Изобретение относится к области медицины и представляет собой шовный материал с антитромботическим покрытием, состоящий из полипропиленовой нити-основы, покрытой оболочками из раствора сополимера 3-гидроксибутирата/3-гидроксивалерата (ПГБВ) в концентрации 1-6%, и по меньшей мере одного антитромботического вещества, при этом покрытие шовного материала фиксируют при помощи химической реакции: для этого на первом этапе нить-основу погружают в раствор биополимера на 10 минут и высушивают при комнатной температуре 3 часа в беспылевом боксе, а затем на протяжении 1 часа в токе смеси воздуха и озона, после чего нить выдерживают в течение 5 часов в парах метакрилоилхлорида при температуре 85-90°C, а на втором этапе выполняют модификацию нити раствором гепарина (1000 ЕД/мл), при этом последовательно погружают ее в раствор гепарина температурой 2-5°C на 10 часов и на 14 часов в раствор гепарина комнатной температуры; окончательное высушивание шовного материала осуществляют в беспылевом боксе при комнатной температуре до полного высыхания материала.
Изобретение относится к медицинской технике и может быть использовано в сердечно-сосудистой хирургии. Описан медицинский материал, который представляет собой полипропиленовую нить в качестве основы и нанесенное вещество терапевтического действия, содержащее 2-[(2,6-дихлорфенил)амино]бензолуксусную кислоту в виде натриевой соли (диклофенак натрия), которое устойчиво удерживается в ходе пероксидно-плазменной стерилизации и оказывает пролонгированное противовоспалительное действие в зоне хирургического вмешательства.
Изобретение относится к медицине, а именно к способу эндоскопической биопластики гастродуоденальных язв комплексным биопластическим материалом. Сущность способа состоит в том, что осуществляют эндоскопический доступ, далее в рабочий канал фиброгастродуоденоскопа вводят биопсийные щипцы со свернутым в трубочку комплексным биопластическим материалом, выкроенным по размерам язвенного дефекта, укладывают на язвенный дефект с помощью биопсийных щипцов, а контроль осуществляют эндоскопическим исследованием через 5-7 дней.

Настоящее изобретение относится к биосовместимому полиизоцианатному макромеру или смеси макромеров для использования в качестве клея или уплотнителя для внутреннего применения, представленных формулой: где f равно двум или более; а находится в диапазоне от 1 до 5 и R1 представляет собой где d находится в диапазоне от 0 до 5 и с может находиться в диапазоне от 1 до 100; R2 представляет собой где R3 представляет собой линейный или разветвленный остаток водорастворимого полимера, который образует сложноэфирные связи с R4 и уретановые связи с R1, когда а равно единице или более; и R4 представляет собой линейный или разветвленный органический остаток, содержащий две или более карбоксилатные концевые группы, и х указывает количество повторяющихся R4 и находится в диапазоне 2≤х≤6.

Изобретение относится к технологии получения комплексной нити из высококачественного полиэтилена. Нить получена из полиэтилена со сверхвысокой молекулярной массой с характеристической вязкостью 8-40 дл/г.

Изобретение относится к медицине. .

Изобретение относится к химико-фармацевтической промышленности и представляет собой способ изготовления биодеградируемого имплантата, включающий синтез биодеградируемого полимерного материала, такого как сополимер L-лактидгликолид, и его формование путем экструзии, при этом экструзию проводят при температуре 220-230°C, с выдержкой в экструдере 10-20 минут, а после экструзии дополнительно проводят одноосную ориентационную вытяжку при температуре, находящейся в интервале между температурой плавления и температурой стеклования полимерного материала. Изобретение позволяет обеспечить получение высокопрочного самоусиленного имплантата на основе биодеградируемых полимеров без использования наполнителей и увеличение прочности имплантата при сдвиговых и изгибающих нагрузках. 3 табл., 3 пр.

Наверх