Биосовместимый материал

Изобретение относится к области медицинской техники, а именно к биосовместимому материалу, предназначенному для повышения жизнеспособности клеток костного мозга, на основе сплава никелида титана, отличающегося тем, что в состав сплава введено дополнительно серебро при полном ингредиентном содержании, в ат.%: серебро – 0.1-0.2; никель – 49.3-49.4; титан – остальное. Изобретение обеспечивает повышение биосовместимости материала. 1 пр., 1 ил.

 

Изобретение относится к медицинской технике.

Биосовместимость - характеристика медицинских материалов инвазивного применения, определяемая степенью реактивного взаимодействия с тканями организма при их интимности и долговременном контакте. Она зависит от физико-химических свойств материала, что при разработке новых, более совершенных, видов составляет предмет солидного теоретического поиска.

К указанному классу материалов относятся керамика, полимеры, металлы и их сплавы, химически стойкие в агрессивных средах организма. Выбор подходящего материала при разработке новых технических средств, кроме биосовместимости, предписан другими требованиями, определяемыми функцией последнего.

Комплексу требований, среди известных современных материалов, наиболее полно отвечает сплав никелида титана в различных вариациях легирующих примесей к его основным компонентам - никелю и титану.

Прецизионным подбором состава и содержания легирующих примесей широко варьируются паранормальные (с обыденной точки зрения) свойства - сверхэластичность, память формы, циклостойкость и прочие. Известны многочисленные аналоги медицинской техники из указанного сплава, широко применяемые в современной медицине и не исчерпавшие потенциальных возможностей дальнейшего развития [Медицинские материалы и имплантаты с памятью формы: В 14 томах / Под ред. В.Э. Гюнтера. Медицинские материалы с памятью формы. Т. 1 // В.Э. Гюнтер, В.Н. Ходоренко, Т.Л. Чекалкин, и др. - Томск: Изд-во МИЦ, 2011. 534 с.].

Известен, в том числе, биосовместимый сплав никелида титана, применяемый в качестве материала депо содержания клеточных культур [Тканевая инженерия и клеточные технологии с использованием пористо-проницаемых инкубаторов из никелида титана. / О.В. Кокорев, В.Э. Гюнтер, Г.Ц. Дамбаев, В.Н. Ходоренко. - Томск: Изд-во МИЦ, 2016. С. 54-67]. В этой функции характеристика биосовместимости является доминантой. Экспериментальное сопоставление не легированного никелида титана с материалами иной природы демонстрируют его достоинства. По наибольшему сходству с предлагаемым решением данный аналог выбран в качестве прототипа. Желание улучшить характеристику биосовместимости явилось стимулом научного поиска, завершенного настоящим решением.

Технический результат предлагаемого изобретения - повышение биосовместимости материала. Указанный технический результат достигается тем, что в состав биосовместимого материала на основе сплава никелида титана добавлено в качестве легирующей присадки серебро, при полном ингредиентном содержании в весовых процентах: никель - 49,3-49.4 ат. %; серебро - 0.1-1.2 ат. %; титан - остальное.

Обоснование отличительных признаков и доказательство достижимости технического результата приводятся по экспериментальным результатам исследования биологических клеток в суспензиях, контактирующих с никелид-титановыми образцами. При этом частным критерием биосовместимости материала использована характеристика жизнеспособности клеток. Количественным показателем жизнеспособности выбран коэффициент убывания жизнеспособных клеток в течение 24 часов в единице объема суспензии с клеточной культурой под цитотоксическим воздействием.

Опорным показателем, демонстрирующим технический результат, является упомянутый коэффициент для клеток идентичности культуры в одинаковых условиях эксперимента, но в отсутствии серебра в никелид-титановом образце. Результаты представлены графически на фиг. 1 в виде зависимости коэффициента жизнеспособности клеток от содержания серебра в составе шихты сплава. Опорное значение изображено отдельной диаграммой. Результаты эксперимента свидетельствуют о повышении жизнеспособности клеток в присутствии серебра более чем на 30%.

Из результатов эксперимента в качестве отличительного признака выбран интервал содержания серебра 0.1-0.2 ат. %. Ниже нижней границы практически невозможно корректное дозирование содержания легирующих ингредиентов (в данном случае - серебра). Содержание более 0.2 ат. % резко меняет механические свойства сплава в сторону их ухудшения.

Таким образом, в основе предлагаемого технического решения лежит обнаруженный авторами эффект повышения жизнеспособности клеток. Предположительным механизмом эффекта является проникновение ионов серебра через ионные каналы мембраны клетки, не разрушая их, и их стимулирующее действие на скорость деления клеток, интенсивность внутриклеточного метаболизма посредством повышения активности водных растворов.

Заявляемое решение не является известным и очевидным для специалистов-биологов. Более того известен противознаковый эффект ингибиции ионами серебра бактериальных культур [Zheng Y.F., Zhang В.В., Wang B.L., Wang Y.B., Li L., Yang Q.B., Cui L.S. // Introduction of antibacterial function into biomedical TiNi shape memory alloy by the addition of element Ag / Acta Biomater. 2011, 7, 2758 http://dx.doi.org/10.1016/j.actbio.2011.02.010]. Это обстоятельство должно свидетельствовать о соответствии предлагаемого решения критерию «изобретательский уровень».

На иллюстрации представлено:

Фиг. 1. Графические зависимости жизнеспособности клеток от содержания легирующего серебра в составе никелид-титанового сплава.

В качестве конкретного примера доказательства достижимости технического результата приводится методика экспериментального исследования поведения клеточной культуры, находящейся в интимном контакте с предлагаемым веществом.

Пример

Использован сплав никелида титана в ингредиентном составе: никель - 49.55 ат. %, серебро - 0.15 ат. %, титан, полученный методом индукционной плавки. Для эксперимента из сплава изготовлены дискообразные образцы. При подготовке к эксперименту поверхность образцов протравлена в кислотном растворе для удаления оксидного слоя, могущего препятствовать свободному выходу ионов серебра в раствор с клетками.

Для цитотоксического теста свежевыделенные клетки-мишени костного мозга мышей СВА в количестве 2×105 клеток на луночную плейту инкубированы совместно с образцами никелида титана. Для панорамного исследования обсуждаемой зависимости выбраны образцы с дискретами содержания серебра 0, 0.1, 0.2, 0.5, 1, 1.5 ат. %. Культурная среда каждого дискрета для снижения погрешности эксперимента размещалась в двух луночных плейтах. Начальная жизнеспособность клеток составляла не менее 90%.

Экспозиция инкубирования выбрана в 24 часа, после чего индивидуально для каждого плейта методом окрашивания трипановым синим и микроскопным наблюдением в камере Горяева производился подсчет жизнеспособных клеток и расчет их жизнеспособности относительно исходного количества клеток.

Представленные на фиг. 1 результаты показывают повышение жизнеспособности клеток по сравнению с таковой для прототипа на более чем 30%. Таким образом, заявленный технический результат повышения биосовместимости материала на конкретном примере повышения жизнеспособности контактирующих с ним живых клеток, подтвержден.

Полученные данные в научном плане свидетельствуют и объясняют высокую биосовместимость никелид-титановых сплавов в их медицинском применении, а предлагаемое техническое решение имеет прямой положительный потребительский результат при использовании проницаемо-пористых образцов никелида титана в качестве долго действующего депо лечебных клеточных культур [Патент №2191607, RU].

Техническая и технологическая доступность материала подтверждает соответствие предлагаемого изобретения критерию «промышленная применимость».

Биосовместимый материал, предназначенный для повышения жизнеспособности клеток костного мозга, на основе сплава никелида титана, отличающийся тем, что в состав сплава введено серебро при полном ингредиентном содержании, в ат.%: серебро - 0.1-0.2; никель - 49.3-49.4; титан - остальное.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к массиву микроструктур для использования в качестве вакцины, включающих приблизительно плоскую основу и множество биоразрушаемых микроструктур, где каждая микроструктура имеет точку прикрепления к основе и дистальный кончик, который проникает в кожу субъекта, где (i) множество микроструктур включает примерно 0,05-10 масс.% (в твердом состоянии) по меньшей мере одного вакцинного антигена в биосовместимом и водорастворимом связующем материале, где этот биосовместимый и водорастворимый связующий материал включает примерно 35-80 масс.% (в твердом состоянии) полисахарида в качестве единственного полимерного материала, где полисахарид представляет собой глюкан или химически модифицированный глюкан, и примерно 25-50 масс.% (в твердом состоянии) линейного сахарного спирта, и (ii) основа включает биосовместимый нерастворимый в воде полимерный связующий материал, причем микроструктуры, при проникновении в кожу субъекта, подвергаются растворению, и за счет этого происходит доставка иммуногенно эффективного количества по меньшей мере одного антигена.

Группа изобретений относится к области медицины, а именно к улучшенным системам и способам для извлечения медицинских устройств из мочевого пузыря. Медицинское устройство содержит урологическое устройство и по меньшей мере одну нить для извлечения, прикрепленную к урологическому устройству, имеющую проксимальный конец, соединенный с урологическим устройством, и противоположный дистальный конец.

Группа изобретений относится к области медицины, а именно к медицинской технике и хирургии, и предназначена для компенсирования различий толщины ткани. Компенсатор толщины ткани содержит первый слой, содержащий первое лекарственное средство; второй слой, содержащий второе лекарственное средство; и третий слой, содержащий третье лекарственное средство, расположенный между первым слоем и вторым слоем.

Группа изобретений относится к области разработки лекарственных покрытий. Слой лекарственного покрытия имеет морфологическую форму, включающую множество вытянутых телец независимых кристаллов нерастворимого в воде лекарственного средства, имеющих продольные оси на поверхности подложки.

Изобретение относится к области медицинской техники. Устройство включает мембраны в виде полых волокон, загруженные в резервуар.

Изобретение направлено на разработку биоразрушаемого материала с улучшенной способностью к разрушению в биологической среде, повышенной способностью к восстановлению формы после деформации материала и улучшенной эластичностью.

Изобретение относится к медицине, а именно к эндоваскулярной хирургии, и раскрывает биоразрушаемую частицу для эмболизации и способ получения стерилизованной биоразрушаемой частицы.
Группа изобретений относится к области медицины, а именно, к биоразлагаемым частицам для медицинского применения, состоящим из триблок-сополимера типа А1-В-А2, где каждый из А1 и А2 означает биоразлагаемый блок-сополимер, составленный мономерами, содержащими гликолевую кислоту, молочную кислоту и 6-гидроксикапроновую кислоту, где в указанном биоразлагаемом блок-сополимере доля структуры, полученной из гликолевой кислоты, составляет от 10 до 30%, доля структуры, полученной из молочной кислоты, составляет не более чем 65%, и доля структуры, полученной из 6-гидроксикапроновой кислоты, составляет от 25 до 85%, а В означает растворимый в воде блок-полимер, и к материалу для эмболизации сосудов.

Изобретение относится к биоразрушаемому материалу. Биоразрушаемый материал, который представляет собой сшитый поперечными химическими связями продукт, образован мультивалентным соединением A, включающим 3 или более функциональных групп X, выбранных из группы, состоящей из гидроксильной группы, тиольной группы и аминогруппы, и мультивалентным соединением B, включающим 3 или более функциональных групп Y, выбранных из группы, состоящей из карбоксильной группы, изоцианатной группы и тиоизоцианатной группы, где поперечная химические связи сформированы с помощью реакции конденсации указанной функциональной группы (групп) X и указанной функциональной группы (групп) Y, где величина (y+z)/(x+z) имеет значение от 1,2 до 4,0, если MA≥MB, и величина (x+z)/(y+z) имеет значение от 1,2 до 4,0, если MA<MB, где x означает количество функциональных групп X, которые не вступили в реакцию конденсации с указанными функциональными группами Y, y означает число функциональных групп Y, которые не вступили в реакцию конденсации с указанными функциональными группами X, z означает число указанных сшивающих поперечных связей, MA означает среднемассовую молекулярную массу указанного мультивалентного соединения A и MB означает среднемассовую молекулярную массу указанного мультивалентного соединения B.

Изобретение относится к фармацевтической промышленности, а именно к каркасному материалу для лечения ран. Каркасный материал для лечения ран, содержащий интактную децеллюляризированную рыбью кожу, которая содержит внеклеточный матричный материал и до 25% (масс./масс.) липидов из интактной рыбьей кожи.

Изобретение относится к химико-фармацевтической промышленности и представляет собой способ синтеза рентгеноконтрастного поверхностного Ti-Ta-Ni сплава с аморфной или аморфно-нанокристаллической структурой на подложке из TiNi сплава, осуществляемый аддитивным методом путем многократного чередования в едином вакуумном цикле операций осаждения аморфообразующей пленки и ее жидкофазного перемешивания с компонентами подложки, отличающийся тем, что в качестве аморфообразующей пленки, осаждаемой c помощью одновременного магнетронного распыления мишеней из Ti и Ta, используют пленку состава Ti60-70Ta40-30 (ат.%), а последующее жидкофазное перемешивание компонентов пленки и подложки и высокоскоростную закалку расплавленного поверхностного слоя осуществляют с помощью широкоапертурного низкоэнергетического сильноточного электронного пучка (НСЭП) с параметрами: длительность импульса 2 ÷ 3 мкс, плотность энергии 1.5 ÷ 2.5 Дж/см2.

Изобретение относится к медицине. Описано термооксидное покрытие для титановых имплантатов, модифицированное ионами серебра, которое может использоваться при изготовлении стержневых и чрескостных имплантатов для внешнего остеосинтеза с оксидным биоинтергируемым покрытием.

Группа изобретений относится к медицине. Описан биорезорбируемый материал, включающий гидроксиапатит и монооксид титана состава TiOx, где х = 0.99, 1.09, 1.23, в количестве 10 – 20 мас.% от общего.

Изобретение относится к области медицинской техники, а именно к способу изготовления медицинских изделий, в частности к изготовлению каркасов эндоваскулярных протезов аортального клапана сердца.

Группа изобретений относится к медицине. Способ изготовления имплантата для протезирования костей черепа, повторяющего геометрию костей черепа, подлежащих протезированию, и прилегающего к краям отсутствующей части черепа, то есть дефекта черепа, заключается в том, что включает следующие стадии: делают компьютерную томографию черепа с дефектами; со снимков, полученных с томограммы, создают объемное изображение черепа с дефектами, подлежащими редактированию, то есть цифровую трехмерную модель черепа при помощи программного обеспечения; осуществляют редактирование объемного изображения, виртуально вырезая по меньшей мере часть черепа с отсутствующей частью кости с получением цифровой трехмерной модели и ее файла; виртуально проектируют на основе томограммы отсутствующую часть кости черепа с получением ее цифровой трехмерной модели и ее файла; на основе полученных файлов цифровых трехмерных моделей на 3D-принтере изготавливают трехмерную пластиковую модель отсутствующей части кости черепа и трехмерную пластиковую модель по меньшей мере части черепа с отсутствующей частью кости черепа; изготавливают сетчатую перфорированную плоскую заготовку со сквозными отверстиями из титана или титанового сплава по размеру поверхности полученной пластиковой модели отсутствующей части кости черепа с нахлестом, отрезая, при необходимости, излишек; полученную плоскую заготовку имплантата изгибают методом пластической деформации по поверхности сборки, состоящей из пластиковой модели отсутствующей части кости черепа и из пластиковой модели по меньшей мере части черепа с отсутствующей частью кости черепа, формируя перед проведением операции изогнутую сетчатую перфорированную пластину со сквозными отверстиями в виде изогнутого тела.

Изобретение относится к области медицины, конкретно к пористым инкубаторам клеточных культур на основе никелида титана, предназначенным для замещения функций поврежденного травмой или заболеванием органа.

Изобретение относится к медицине. Описан способ изготовления саморасширяющегося периферического стента из сплава на основе никелида титана с эффектом памяти формы (ЭПФ) и сверхэластичности с модифицированной поверхностью.
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.

Изобретение относится к области медицинской техники, а именно к покрытиям имплантатов на основе титана и его сплавов и способам их получения, и может быть использовано в ортопедической стоматологии.

Настоящее изобретение относится к области биосовместимых компонентов, предназначенных для контакта с живыми клетками и тканью, в частности к имплантатам, предназначенным для имплантации в живую ткань.

Группа изобретений включает внутрипузырное устройство для доставки лекарственных средств и способ обеспечения управляемого высвобождения лекарственного средства в пациента, относится к области медицины и предназначена для высвобождения лекарственного средства для терапевтического лечения.

Изобретение относится к области медицинской техники, а именно к биосовместимому материалу, предназначенному для повышения жизнеспособности клеток костного мозга, на основе сплава никелида титана, отличающегося тем, что в состав сплава введено дополнительно серебро при полном ингредиентном содержании, в ат.: серебро – 0.1-0.2; никель – 49.3-49.4; титан – остальное. Изобретение обеспечивает повышение биосовместимости материала. 1 пр., 1 ил.

Наверх