CS270070B1 - Dlaha páteře pro implantaci - Google Patents

Abstract

Dlaha páteře pro implantaci, případně jiný implantát, je zhotovena z několika vrstev látky, sestávající z pojivá, například epoxydové pryskyřice, a z monovrstvy vláken, například uhlíkových vláken. Pojivo obsahuje lo až 60 % obj, disperzních částic, které jsou tvořeny částicemi apatitu nebo hydroxiapatitu. Pojivo obsahující disperzní částice může být s výhodou v napěněném stavu. Dlaha páteře pro implantací, případně jiný implantát, jsou využitelné v lékařství.

Description

Vynález se týká poddajných dlah páteře pro implantaci, umožňujících léčbu páteře a zlomenin dlouhých kostí i dalších implantátu, jako Jsou například dříky endoprotéz kloubů a umělé části skeletu.

Dosud se vyrábí dlahy páteře z vrstvené epoxidové pryskyřice ztužené uhlíkovými vlákny. Tento materiál se označuje zkratkou CFRP, tedy carbonfibro-reinforced plastics. Poddajná dlaha se skládá z několika slepených vrstev pryskyřice, přitom výztužná vlákna jsou ve vrstvách různě orientována. Ke kosti Je dlaha přichycena šrouby z antikorozní ocele.

Zásadní nevýhodou stávajících dlah je Jejich konstantní tuhost, která se nemění v čase v závislosti na průběhu léčby, a značné časově omezená blokompatibilita. Tyto nevýhody jsou způsobeny materiálem dlahy, který neumožňuje dostatečnou nasákavost a následné botnání matrice, jakož i velkým objemovým zastoupením složek s omezenou biologickou inertností.

Uvedené nedostatky odstraňuje dlaha páteře pro implantaci, případně Jiný Implantát, zhotovená z několika vrstev látky,-skládající se z pojivá, například epoxydové pryskyřice, a z monovrstvy vláken, například uhlíkových vláken, podle vynálezu. Jeho podstata spočívá v tom, že pojivo obsahuje lo až 60 % obj. disperzních částic, tvořených částicemi apatitu nebo hydroxiapatitem. Zvláště vhodné pro dlahu pátere pro implantaci je, když pojivo obsahující disperzní částice je v napěněném stavu.

Dlaha páteře pro implantaci podle vynálezu je hybridním kompozitem integrálního typu se zlepšenou blokompatibilltou. Kombinují se zde výhody hybridních kompozitů s plynulým rozhraním, jako je zvýšená mez únavy, lomová houževnatost a pevnost, zejména ohybová, s výhodou dokonalejší biokompatlbility plynoucí ze snížení objemu rizikové pryskyřice nahrazením zcela inertními a biokompatibilními částicemi. Výsledné vlastnosti implantátu tak určuje slnergické spolupůsobení Jednotlivých komponent kompozitu vzhledem k maximálnímu zisku z hlediska konkrétního použití.

Vzdáleným cílem v oboru implantace je dokonalá časově neomezená blokompatibilita všech těl es a částí vkládaných do organismu. Cílem je také neškodné začlenění rezidua v organismu bez nutnosti vyjmutí po období, kdy implantát již splnil svůj účel.

Dlaha páteře pro implantaci podle vynálezu se snaží poněkud tomuto ideálu blížit, nebol* minimalizací objemu rizikové složky pojivá přidáním inertních částic apatitu může být podporován proces botnání matrice kompozitu tak, aby mohla být riziková složka organismem postupně zpracovávána a konečné reziduum, tedy uhlíková vlákna a částice apatitu ponechány trvale v organismu. Povrch implantátu může být ošetřen povlakem na bázi kolagenu.

Vynález a jeho účinky Jsou blíže vysvětleny v popisu příkladů Jeho použití podle výkresů, kde obr. 1 znázorňuje okraj kompozitního implantátu podle vynálezu v provedení pro minimální nasákavost, obr. 2 znázorňuje okraj kompozitního implantátu podle vynálezu v provedení pro maximální nasákavost.

Dlaha páteře pro implantaci, popřípadě jiný implantát podle vynálezu jsou zhotoveny podle obr. 1 z látky složené z pojivá 2· například epoxydové pryskyřice, a z monovrstvy vláken 3, například uhlíkových. Pojivo 2 obsahuje lo až 6o % obj. disperzních částic 2, které mohou být s výhodou tvořeny částicemi apatitu nebo hydroxiapatitem. Tento materiál se může skládat z více vzájemně různě orientovaných, výše uvedených vrstev. Pro dlahy páteře pro implantaci je výhodné, když pojivo 2 obsahující disperzní částice 2 je v napěněném stavu s mikrodutinkami 4. '

Množství dispergovaných částic 2 a jejich charakteristický rozměr porovnávaný s průmě rem uhlíkových vláken 3 umožňuje značně rozšířit nebo omezit rozsah nasákavosti, tedy botná— ní matrice, což dovoluje programově ovládat mechanické charakteristiky výsledného kompozitu čase. Uvážíme-li, že 1 % vody v kompozitu může snížit tranzitní teplotu T až o 5o °C, lze absorbcí tělních tekutin výrazně ovlivnit tuhost, respektive rigiditu implantátu. Množstvím rozměrem dispergovaných částic 2 v pojivu 2» popřípadě jeho napěněním s mikrodutinkami i.

CS 27oo7o Bl lze již při výrobě kompozitu určit rozsah a časový průběh absorbce tělních tekutin do implantátu, přitom rostoucí objemové zastoupení částic z biologicky inertního materiálu minimalizuje objem rizikových složek z hlediska biokompatibility. Jako disperzní částice 2 lze použít minerální složku kostí, izolovanou například Intenzívní oxidací a následně mechanicky rozdrcenou, nebo částice nerostného původu, popřípadě částice schopné botnání, vždy však částice na bázi biologicky inertních materiálů.

Široké možnosti programově řídit změny mechanických charakteristik u některých implantátů, například dlahy páteře pro implantaci, v korelaci na okamžitý stav léčby, až po možnost ponechání neškodného rezidua v organismu předpokládají použití různých modifikací výše uvedeného materiálu, množstvím, rozměrem a hustotou částic, typem pojivá, zhutněním a napěněním a podobně na všechny součásti implantátu, například včetně šroubů.

Použití šroubů, hřebů a podobně vyrobených z antikorozní oceli, vitalia, popřípadě jiných slitin, není principiálně v interakci s materiálem dlahy páteře pro implantaci podle vynálezu také vyloučeno.

Příklad 1

Byla vyrobena kompozitní dlaha páteře v provedení podle československého autorského osvědčení č. 232 064. Materiál zde podstatně rozšířil možnosti programového řízení změn tuhosti a rigidity procesem botnání matrice kompozitu absorbcí tělních tekutin. Větší částice 2 apatitu v porovnání e rozměrem tloušťky uhlíkové monovrstvy vkáken 3 odtlačily jednotlivé vrstvy, podporují tvorbu a zachování mikrodutin 4. Pojivo s disperzní částicí 2 se naneslo na monovrstvu vláken 3 v napěněném stavu. Usnadnilo se tak zvýšit nasákavost dlahy z desetin na jednotky procent objemu absorbované tekutiny. Povrch dlahy byl při procesu vytvrzování pojivá 1. pokryt fólií tak, aby se zamezilo vytěsnění mikrodutin 4. Výsledný povrch implantátu byl lesklý, což maximálně omezilo množství interaktivních buněk v okolí.

Příklad 2

Byla vyrobena kompozitní dlaha pro osteosyntézu. Objemové zastoupení disperze inertních částic 2 prodloužilo dobu biokompatibility implantátu a počítá se s tím, že povede až k možnosti ponechání kompozitu v organismu. Dlaha byla dostatečně tuhá v období hojení svalkem, později však tuhost ztratila, a tím zabránila spongilaci kosti.

Příklad 3

Byl vyroben kompezltní dřík endoprotézy kloubu, doplněného například hlavicí z keramiky. Materiál modifikovaný a vyšší hustotou obsahoval v pojivu jemnou disperzi inertních částic 2, a umožnil tím dodržet dlouhodobé konstantní tuhost. Tento dřík vyhovoval požadavku izoelasticlty, tedy přizpůsobení dříku elasticitě kosti, se kterou byl v interakci tak, aby byly co nejméně narušeny fyziologické okrajové podmínky zatěžování kosti. Vysoké objemové zastoupení biologicky inertních částic 2 v pojivu 1 zaručilo trvalejší biokompatibilitu kompozitu, a tak prodloužilo životnost kloubu. Povrch dříku byl při procesu vytvrzování pojivá 1. opatřen tkaninou, která jednak umožnila vytěsnění vzduchu z mikrodutinek 4 v kompozitu a jeho zhutnění, jednak vytvořila drsný povrch dříku umožňující mechanickou i biologickou funkci s okolím.

Dlaha páteře pro implantaci, případně jiný implantát podle vynálezu, je využitelná v lékařství.

Claims (2)

1. PŘEDMĚT VYNÁLEZU

   1. Dlaha páteře pro implantaci, případné jiný implantát, zhotovená alespoň ze dvou vrstev látky, složená z pojivá, například epoxydové pryskyřice a z monovrstvy vláken, například uhlíkových vláken, vyznačující se tím, že pojivo (1) obsahuje lo až 6o % obj. disperzních částic (2), které jsou tvořeny částicemi apatitu nebo hydroxiapatitu.

   CS 27oo7o Bl
2. 2. Dlaha podle bodu 1, vyznačující se tím, že pojivo (1) obsahující disperzní částice (2) je v napěněném stavu.