LV14256B - Device and method for impregnation and/or coating of porous implants with substancies - Google Patents

Device and method for impregnation and/or coating of porous implants with substancies Download PDF

Info

Publication number
LV14256B
LV14256B LVP-10-158A LV100158A LV14256B LV 14256 B LV14256 B LV 14256B LV 100158 A LV100158 A LV 100158A LV 14256 B LV14256 B LV 14256B
Authority
LV
Latvia
Prior art keywords
impregnation
implant
coating
impregnating
vacuum
Prior art date
Application number
LVP-10-158A
Other languages
Latvian (lv)
Other versions
LV14256A (en
Inventor
Jānis LOČS
Līga BĒRZIŅA-CIMDIŅA
Andrejs SKAĢERS
Dagnija LOČA
Ilze Šalma
Ģirts ŠALMS
Original Assignee
Rīgas Tehniskā Universitāte
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Rīgas Tehniskā Universitāte filed Critical Rīgas Tehniskā Universitāte
Priority to LVP-10-158A priority Critical patent/LV14256B/en
Publication of LV14256A publication Critical patent/LV14256A/en
Publication of LV14256B publication Critical patent/LV14256B/en

Links

Landscapes

  • Materials For Medical Uses (AREA)
  • Dental Tools And Instruments Or Auxiliary Dental Instruments (AREA)

Abstract

There is offered a new implant impregnation and /or coating device and method referable to the medical field, mainly in orthopedics, traumatology, dentistry, face, jaw and other hard porous bone tissue surgery. It improves quality of the implant impregnation and/or coating process, creates economic opportunities of pharmaceutical drug use (consumption). It is multifunctional and is based on controlled impregnation of the implant open pores and/or implant coating with one or more of the necessary substances (pharmaceuticals, polymers, suspensions, etc. applicable to agents) under depression conditions. Impregnation parameters are set according to the choice of implant and substance (impregnation and / or coating substances), physical-chemical properties (porosity, capillary forces, viscosity, etc.). Optimum impregnation parameters are determined by varying the implant holding time under depression conditions before and after impregnating solution is added, as well as changing the impregnation and/or coating pressure. The device is characterized by the fact that it is compact, simple and economical in operation, equipped with a graduated dropping funnel and vacuum pump, includes interrelated functional parts what form hermetically sealed system, which allows to maintain sterility throughout whole process.

Description

Izgudrojums attiecas uz medicīnas nozari un ir pielietojams porainu implantu impregnēšanai un/vai pārklāšanai ar nepieciešamajām farmaceitiskajām substancēm vai biosaderīgiem un biodegradējamiem polimēriem retinājumā. Ierīce un paņēmiens ir realizējami secīgi trīs tehnoloģiskās stadijās: sterilizācija, vakuumēšana, piesūcināšana un/vai pārklāšana. Tas nodrošina procesa multifunkcionalitāti, ekonomisku un efektīvu piesūcināšanas un/vai pārklāšanas procesu, kā arī ļauj saglabāt sterilitāti visa procesa gaitā.The invention relates to the medical field and is applicable to impregnation and / or coating of porous implants with the necessary pharmaceutical substances or biocompatible and biodegradable polymers in thinning. The device and process can be implemented sequentially in three technological steps: sterilization, vacuuming, impregnation and / or coating. It provides process multifunctionality, an economical and efficient impregnation and / or coating process, and maintains sterility throughout the process.

Ir zināmi japāņu zinātnieku pētījumu rezultāti ķīmijterapijas aģentu impregnēšanai porainos hidroksilapatīta keramikas blokos (2x2x2 cm) [lj. Pētījumu rezultāti apliecina vispārīgās retinājumā pielietošanas iespējas konkrēta materiāla impregnēšanas procesā, bet tajā netiek pielietota regulējama piesūcinošās farmaceitiskās substances padeve, kā arī ierīces konstrukcija nav piemērojama piesūcināšanai secīgi ar vienu vai vairākām impregnējošām substancēm, saglabājot procesa sterilitāti. Bez tam ar impregnējošu farmaceitisko šķīdumu paraugs tiek pilnībā pārklāts, pirms tiek veikta vakuumēšana, tā apgrūtinot gaisa izplūdi no vaļējām porām.The results of research by Japanese scientists to impregnate chemotherapeutic agents in porous hydroxylapatite ceramic blocks (2x2x2 cm) are known [lj. The results of the studies confirm the general applicability of thinning to the impregnation of a particular material, but do not employ a controlled delivery of the impregnating pharmaceutical agent, nor are the device designs applicable to impregnation sequentially with one or more impregnating agents while maintaining process sterility. In addition, the sample is completely coated with an impregnating pharmaceutical solution prior to vacuuming, making it difficult to expel air from the open pores.

Ir zināms arī antibiotiku fiksācijas paņēmiens porainos implantos [2]. Atbilstoši šim paņēmienam implanta poru piesūcināšana ar antibiotikām notiek implanta kapilāro spēku ietekmē. Implantu, kas izgatavots galvenokārt no titāna niķelīda, piesūcināšanas kontroli īsteno ar svēršanu. Ar šo paņēmienu gaisu no vaļējām porām pirms piesūcināšanas izspiež pakāpeniski tādā veidā, ka piesūcināmo implantu tikai daļēji iegremdē gelā tā, lai ar to būtu pārsegtas % implanta augstuma. Šī paņēmiena trūkumi: ar to nevar nodrošināt regulējamu piesūcināšanas pakāpi, kā arī nevar secīgi piesūcināt un/vai pārklāt ar vairākām substancēm, saglabājot procesu sterilitāti. Paņēmiens ir laikietilpīgs un piemērojams galvenokārt tikai titāna niķelīda piesūcināšanai ar antibiotikām, iepriekš pagatavojot sterilu antibiotiku un izšķīdināta lielmolekulāra savienojuma, piemēram, želatīna, gelu.The method of fixation of antibiotics in porous implants is also known [2]. According to this method, the implant's pores are impregnated with antibiotics under the influence of the capillary forces of the implant. The impregnation control of implants made mainly of titanium nickel is carried out by weighing. In this technique, the air is expelled from the open pores gradually before impregnation, so that the impregnated implant is only partially submerged in the gel so that it covers a% of the implant height. The disadvantages of this technique are that it does not provide an adjustable degree of impregnation, nor can it be impregnated sequentially and / or coated with several substances while maintaining the sterility of the process. The process is time consuming and is mainly applicable to antibiotic impregnation of titanium nickelide only, with the preparation of a sterile antibiotic and a gel of a soluble macromolecular compound such as gelatin.

Ir zināma arī ierīce un paņēmiens porainu implantu vakuuma infūzijai [3]. Ar šo ierīci un paņēmienu nevar nodrošināt secīgi impregnējošās un/vai pārklājušās substances padevi. Konstruktīvi tā nav piemērojama regulējamai impregnējošās substances padevei. Bez tam tā ir vienreizējas lietošanas ierīce un nav ekonomiska no ekspluatācijas viedokļa.A device and technique for vacuum infusion of porous implants are also known [3]. This device and method cannot provide sequential impregnation and / or coating. Constructively, it is not applicable to the controlled delivery of the impregnating agent. In addition, it is a single use device and is not economical in operation.

Ar nevienu no zināmajām ierīcēm un paņēmieniem [1-3] nevar realizēt secīgu un regulējamu implantu impregnēšanu un/vai pārklāšanu ar nepieciešamajām substancēm, (polimēriem un citiem aģentiem), jo konstruktīvi tās nav piemērotas šādu funkciju nodrošināšanai, vienlaikus saglabājot procesa sterilitāti. Tās ir tehniski sarežģītas ekspluatācijā un nav ekonomiskas.None of the known devices and techniques [1-3] can accomplish the impregnation and / or coating of sequential and adjustable implants with the required substrates (polymers and other agents) because they are not constructively capable of providing such functions while maintaining the sterility of the process. They are technically difficult to operate and not economical.

Par prototipu ir izvēlēta ierīce un paņēmiens porainu kaulu materiālu piesūcināšanai, kas patentēta Šveicē [4]. Ar šo ierīci un paņēmienu kaulu materiālu vakuumēšana un piesūcināšana tiek realizēta speciālas konstrukcijas iekārtā ar medicīniskās šļirces palīdzību. Tas nerada iespēju regulēt retinājumu, kas savukārt nenodrošina optimālu un efektīvu implanta impregnēšanu un/vai pārklāšanu un procesa rezultatīvu kontroli. Ierīces trūkums ir nepieciešamība izgatavot speciālu konstrukciju - elastīgu atsperi, ar kuru fiksē piesūcināmo implantu. Tas apgrūtina ierīces ekspluatāciju praksē, jo implanta piesūcināšanu iespējams veikt, pārvietojot atsperi. Paņēmiens nenodrošina impregnēšanas procesa multifunkcionalitāti, tai skaitā granulveida paraugu piesūcināšanu.The device and method for impregnation of porous bone material, patented in Switzerland, have been chosen as the prototype [4]. With this device and technique, the vacuuming and impregnation of bone material is accomplished in a specialized device with the aid of a medical syringe. This does not allow the adjustment of thinning, which in turn does not provide optimal and effective implant impregnation and / or coating and effective control of the process. The drawback of the device is the need to make a special design - a flexible spring, which fixes the implant to be impregnated. This makes it difficult to operate the device in practice because the implant can be impregnated by moving the spring. The technique does not provide the multifunctionality of the impregnation process, including impregnation of granular samples.

Izgudrojuma mērķis ir izstrādāt impregnēšanas ierīces vienkāršotu tehnoloģisko konstrukciju, paplašināt tās pielietojamības iespējas, nodrošināt multifukncionalitāti, secīgi impregnējot un/vai pārklājot implantu ar nepieciešamajām farmaceitiskajām un citām substancēm vajadzīgajā daudzumā un saglabājot procesa sterilitāti, kā arī nodrošināt ekonomisku medikamentu izmantošanu.The object of the invention is to develop a simplified technological construction of the impregnation device, to expand its applicability, to provide multifunctionality by sequentially impregnating and / or coating the implant with the necessary pharmaceutical and other substances and maintaining the sterility of the process, and to provide economical medication.

Piedāvātā izgudrojuma mērķis tiek sasniegts, izstrādājot un komplektējot ierīci (l.zīm.) porainu implantu impregnēšanai un/vai pārklāšanai ar farmaceitiskajām un citām nepieciešamajām substancēm, kuras īstenošanas variants ietver piesūcināšanas un/vai pārklāšanas vakuumtrauku 1, kas ir hermētiski noslēgts ar vāku 2, caur kuru traukā ir ievadīta graduēta cilindriska pilināmā piltuve 3 ar noslēdzošo krānu 4 regulējamai impregnējošo un/vai pārklājošo aģentu 5 padevei. Piesūcināšanas vakuumtrauka 1 sānu malā ir izveidota atvere 6, caur kuru ar hermētisku slēģu pievieno vakuumsūkni 7, (piemēram, firmas KNF vakuumsūknis, kas ražots Vācijā) ar manometru 8. Vakuumsūknis ir pievienots piesūcināšanas vakuumtraukam ar teflona vai silikona caurules 9 palīdzību, retinājuma regulēšanu veic ar regulējošu ventili 10.The object of the present invention is achieved by developing and assembling a device (Fig. 1) for impregnating and / or covering porous implants with pharmaceutical and other necessary substances, the embodiment of which comprises a vacuum vessel 1 impregnated and / or covered with a lid 2, through which a graduated cylindrical dropping funnel 3 is provided with a stopcock 4 for adjustable delivery of impregnating and / or coating agents 5. The impregnation vacuum vessel 1 has an opening 6 on its side, through which a vacuum pump 7 is connected via a sealed shutter (eg KNF vacuum pump manufactured in Germany) with a pressure gauge 8. The vacuum pump is connected to the impregnation vacuum vessel via Teflon or silicone tube 9. with regulating valve 10.

Piesūcināšanas vakuumtrauka lieluma izvēle ir atkarīga no nepieciešamā implanta 11 izmēriem. Ja nepieciešams impregnēt un/vai pārklāt neliela izmēra implantus, kuru garums nepārsniedz 5 cm, augstums 5 cm un platums 5 cm, vai granulveida implantus, tad piesūcināšanas vakuumtrauka ievieto piemērotu mazāka izmēra trauku 12, kura izmērus izvēlas atbilstoši piesūcināmā un/vai pārklājamā implanta izmēriem. Tas sekmē ekonomisku un lietderīgu impregnējošo un/vai pārklājušo substanču izmantošanu.The size of the impregnation vacuum vessel depends on the size of the implant required. If it is necessary to impregnate and / or cover small implants of less than 5 cm in length, 5 cm in height and 5 cm in width, or granular implants, a suitable smaller container 12 is selected which is sized according to the size of the implant to be impregnated and / or coated. . This facilitates the economical and useful use of impregnating and / or coating agents.

Ierīces komplektēšanai ir izmantotas rūpnieciski ražotas sastāvdaļas, kas izgatavotas no ķīmiski un termiski izturīga materiāla, piemēram, stikla, kas ļauj novērot piesūcināšanas procesu vizuāli. Salīdzinot ar prototipu, ierīce ietver tehnoloģiski saistītas funkcionālas sastāvdaļas, tā ir vienkārši nokomplektējama un ar graduētas pilināmās piltuves palīdzību ir iespējams ievadīt regulējamu nepieciešamā impregnējošā un/vai pārklājošā šķidruma daudzumu, kas atkarīgs no implanta piesūcināšanas un/vai pārklāšanas mērķa, lai nodrošinātu procesa efektivitāti un ekonomisku reaģentu izlietojumu.The device is made with prefabricated components made of chemically and thermally resistant material, such as glass, which allows the impregnation process to be observed visually. Compared to the prototype, the device incorporates technologically-related functional components, is easy to assemble, and has a graduated drip funnel capable of delivering an adjustable amount of impregnating and / or coating fluid required, depending on the purpose of implant impregnation and / or coating to ensure process efficiency and economic use of reagents.

Piesūcināšanas mērķis ir novērst infekcijas riskus, veicināt kaulaudu un implanta biosaderību, novērst toksiskas vai alerģiskas reakcijas.The purpose of impregnation is to eliminate the risk of infection, promote biocompatibility of bone tissue and implant, and prevent toxic or allergic reactions.

Lai tehnoloģiski īstenotu multifunkcionālu variantu, izmantojot iepriekš aprakstīto ierīci, piedāvātais paņēmiens porainu implantu ar porainību 1-95% (ieteicamā porainība 3070%) impregnēšanai ar farmaceitiskajām substancēm ir realizējams secīgi trīs stadijās:In order to technologically implement a multifunctional variant using the device described above, the proposed method of impregnating porous implants with porosity of 1-95% (recommended porosity of 3070%) with pharmaceutical substances can be implemented in three steps:

- pirmajā stadijā veic ierices komplektējošo sastāvdaļu (izņemot vakuumsūkni) un implanta sterilizāciju atbilstoši ķirurģijas prasībām (paaugstināta temperatūra, ķīmiskie reaģenti, tvaiks, spiediens u.c.);- during the first stage, sterilization of the component parts of the device (except for the vacuum pump) and the implant according to the surgical requirements (high temperature, chemical reagents, steam, pressure, etc.);

- otrajā stadijā veic implanta, kas ievietots nokomplektētas ierices piesūcināšanas vakuumtraukā, vakuumēšanu ar mērķi izsūknēt gaisu no vaļējām, savstarpēji saistītām mikroporām;- in a second step, vacuuming the implant inserted into the vacuum vessel impregnating the complete device for the purpose of evacuating the air from the open, interconnected micropores;

- trešajā stadijā, atgriežot pilināmās piltuves krānu, implantu pakāpeniski pārklāj ar nepieciešamo impregnējamā un/vai pārklājamā šķīduma daudzumu, kas atkarīgs no vēlamās piesūcināšanas un/vai pārklāšanas pakāpes, kā arī no implanta un farmaceitiskās piesūcinošās substances fizikāli ķīmiskajām īpašībām.- in the third step, upon returning the tap of the dropping funnel, the implant is gradually coated with the required amount of solution to be impregnated and / or coated, depending on the desired degree of impregnation and / or coating and the physico-chemical properties of the implant and pharmaceutical impregnating agent.

Implanta piesūcināšanu var veikt secīgi ar vairākām substancēm, tā nodrošinot paņēmiena multifunkcionalitāti. Mainot retinājumu, izturēšanas laiku retinājumā bez piesūcinošās substances un ar to, eksperimentāli nosaka impregnējamā šķīduma daudzumu un procesa efektivitāti.Implant impregnation may be performed sequentially with multiple substances, thereby providing a multifunctional technique. By varying the thinning, the holding time with and without the impregnating agent experimentally determines the amount of solution to be impregnated and the efficiency of the process.

Piesūcināšanai ir izmantojami implanti, piemēram, uz kalcija fosfāta keramikas un stikla keramikas bāzes ar porainību l-95%>. Impregnēšanai ir izmantojami šķīdumi, kas gatavoti injekcijām un ir sterilizēti, t.i., šķīdumi ampulās. Kā impregnējošās substances var pielietot medikamentus, suspensijas, emulsijas u.c. bioloģiskus šķidrumus vai šķīdumus. To izvēles nepieciešamību nosaka ķirurģiskā procesa specifika un prasības.Implants can be used for impregnation, for example, on the basis of calcium phosphate ceramic and glass ceramic with porosity of l-95%>. Solutions for injection and sterilized solutions, i.e. solutions in ampoules, are used for impregnation. As impregnating agents, medicaments, suspensions, emulsions, etc. may be used. biological fluids or solutions. Their necessity is determined by the specifics and requirements of the surgical process.

Lai noteiktu vakuumēšanas procesa optimālos parametrus un izvērtētu tā efektivitāti, piesūcināšanas procesā tika veikti eksperimentāli pētījumi, kā implantus izmantojot keramiku uz kalcija fosfāta bāzes ar porainību 44% un kā piesūcinošās substances izmantojot destilētu ūdeni, 2% lidokaīna hidrohlorīda šķīdumu injekcijām (ražotājs - GRINDEX, LATVIJA) un gentamicīna šķīdumu injekcijām (ražotājs - KRKA, SLOVĒNIJA). Piesūcināšanas pakāpes raksturošanai (izvērtējumam) impregnētās vielas masas daudzums implanta vaļējās porās tika salīdzināts ar implantu porainību. Impregnētās substances daudzums implantā tika aprēķināts kā piesūcināta implanta masas un implanta sākotnējās masas starpības attiecība pret implanta sākotnējo masu pēc formulas:In order to determine the optimal parameters of the vacuum process and to evaluate its efficiency, experimental studies were carried out using 44% calcium phosphate-based ceramics for porous implants and 2% lidocaine hydrochloride solution for injection as impregnating agents (manufactured by GRINDEX, LATVIA). ) and gentamicin solution for injection (manufactured by KRKA, SLOVENIA). For characterization of the degree of impregnation, the weight of impregnated material in the open pores of the implant was compared with the porosity of the implants. The amount of impregnated substance in the implant was calculated as the ratio of the impregnated implant mass to the initial implant mass relative to the implant initial mass:

100%, zn0 kurā mimpr. ir impregnētās substances masa, un Am ir starpība starp piesūcināta implanta masu un sākotnējo masu m0.100%, zn 0 where m impr . is the weight of the impregnated substance and Am is the difference between the weight of the impregnated implant and the initial mass m 0 .

Eksperimentāli tika pārbaudīta arī implantu vakuumēšanas laika (pirms un pēc impregnējošās un/vai pārklājošās substances padeves) ietekme uz piesūcināšanas procesu, kā arī tika izvērtēta vakuumēšanas procesa efektivitāte impregnēšanas un/vai pārklāšanas procesa laikā.The effect of the vacuum time of the implants (before and after the impregnation and / or coating) on the impregnation process was also experimentally tested, as well as the efficiency of the vacuum process during the impregnation and / or coating process.

Pie implanta porainības 44%, nepielietojot implanta iepriekšējo vakuumēšanu, impregnētās substances (destilēts ūdens) masas daudzums implantā pēc 10 min. izturēšanas šķīdumā sasniedza 32%. Turpretī, pielietojot 600 mbar retinājumu pirms impregnējošās substances padeves, ir iespējams sasniegt 41-42% piesūcināšanu ar impregnējošo substanci, bet pie 500 mbar spiediena - 35% piesūcināšanu. Variējot ar retinājumu, ir iespējams nodrošināt vēlamo vaļējo poru atgaisošanu un regulējamu impregnējošās vielas daudzumu implantā.At implant porosity 44%, without pre-vacuuming the implant, the amount of impregnated substance (distilled water) in the implant after 10 min. holding solution reached 32%. By contrast, using 600 mbar thinning prior to impregnation, it is possible to achieve 41 to 42% impregnation and 35 m impregnation at 500 mbar. By varying the depression, it is possible to achieve the desired venting of open pores and adjustable amount of impregnating agent in the implant.

Pētījumi pierādīja, ka atkarībā no implanta porainības un piesūcināšanas tehnoloģiskajiem parametriem (spiediena, vakuumēšanas laika) ir iespējams nodrošināt regulējamu impregnētās substances daudzumu implantā un pilnīgu vai daļēju vaļējo poru aizpildīšanu. Impregnētās vielas daudzums implantā ir atkarīgs arī no piesūcināšanas substances fizikāli-ķīmiskajām īpašībām (virsmas spraiguma, viskozitātes, blīvuma u.c.).Studies have shown that, depending on the porosity of the implant and the technological parameters of the impregnation (pressure, vacuum time), it is possible to provide an adjustable amount of impregnated substance in the implant and complete or partial filling of open pores. The amount of impregnated substance in the implant also depends on the physico-chemical properties of the impregnating substance (surface tension, viscosity, density, etc.).

Ja kā piesūcinošās substances izmanto lidokaīna hidrohlorīda un gentamicīna šķīdumus, bet kā implantus izmanto keramiku uz hidroksilapatīta bāzes ar porainību 44%, tad optimālo impregnējošās vielas daudzumu implantā ir iespējams nodrošināt, implanta vakuumēšanu veicot pie retinājuma 600 mbar ar izturēšanas laiku 15 min. bez impregnējošās substances, pēc tam implantu izturot 5 min. retinājuma režīmā ar impregnējošo substanci un pēc tam to papildus izturot vēl 20 minūtes bez retinājuma. Pie šādiem impregnēšanas procesa parametriem ir iespējams sasniegt implanta vaļējo poru pilnīgu piesūcināšanu.If lidocaine hydrochloride and gentamicin solutions are used as impregnating agents but 44% porosity hydroxylapatite ceramics is used as implants, then the optimum amount of impregnating agent in the implant can be achieved by vacuuming the implant at 600 mbar with a holding time of 15 min. without impregnating substance, after which the implant was held for 5 min. in thinning mode with an impregnating substance and then for an additional 20 minutes without thinning. With such impregnation process parameters it is possible to achieve complete impregnation of the open pores of the implant.

Eksperimentāli tika pierādīts, ka, mainot piesūcināšanas procesa parametrus (spiedienu, vakuumēšanas laiku pirms un pēc impregnējošās substances pievienošanas) var nodrošināt regulējamu un kontrolētu nepieciešamās farmaceitiskās substances ievadīšanu implantā.It has been experimentally demonstrated that changing the impregnation process parameters (pressure, vacuum time before and after the impregnating agent is added) can provide a controlled and controlled delivery of the required pharmaceutical agent to the implant.

Šajā izgudrojumā piedāvātā ierīce un paņēmiens atšķiras no zināmajām ierīcēm un paņēmieniem, kuri ir piemērojami tikai implantu piesūcināšanai ar farmaceitiskām substancēm, arī ar to, ka tiek realizēta ne tikai implantu piesūcināšana, bet arī to virsmas pārklāšana, piemēram, ar biosaderīgiem un biodegradabliem polimēriem. Biokeramisko pamatņu pārklāšanas mērķis ir nodrošināt pakāpenisku, kontrolētu zāļu izdalīšanos no piesūcinātajiem implantiem. Pārklājumu izveidei tika izmantoti:The device and method of the present invention differs from the known devices and methods which are applicable only to impregnation of implants with pharmaceutical substances, in that not only impregnation of the implants but also their coating, for example with biocompatible and biodegradable polymers, is realized. The purpose of bioceramic backing is to provide a gradual, controlled release of the drug from the impregnated implants. The following coatings were used:

- polivinilspirts ar raksturojumu: 1) Mw=6 kDa, 80 mol % hydrolyzed, Lot. Nr.558575, Cat. Nr.22225, Polyscience; 2) Mw=25 kDa, 98 mol % hydrolyzed, Lot. Nr.560524, Cat. Nr.4397, Polyscience;- polyvinyl alcohol having the following characteristics: 1) Mw = 6 kDa, 80 mol% hydrolyzed, Lot. No.558575, Cat. No.22225, Polyscience; 2) Mw = 25 kDa, 98 mol% hydrolyzed, Lot. No.560524, Cat. No. 4397, Polyscience;

- polilaktāts ar raksturojumu: Biomer L9000 PLLA Biodegradable Polymer, Mw 200 kDa, Polyscience un- Polylactate, characterized by: Biomer L9000 PLLA Biodegradable Polymer, Mw 200 kDa, Polyscience and

- polikaprolaktons ar raksturojumu: Mw=43-50 kDa, Lot. Nr.541261, Cat Nr. 19561, Polyscience.- polycaprolactone with the characterization: Mw = 43-50 kDa, Lot. No.541261, Cat no. 19561, Polyscience.

Implantu pārklāšana, izmantojot iekārtu saskaņā ar šo izgudrojumu, ir realizējama sekojoši: iekārtā ievieto trauku ar polimēra šķīdumu un biokeramisko implantu, kas iepriekš ir piesūcināts ar lidokaīna vai gentamicīna šķīdumu; ūdens šķīduma gadījumā vakuumē 10 min. pie 600 mbar retinājuma, bet metilēnhlorīda šķīdumu gadījumā vakuumē 10 min. pie 400 mbar retinājuma.Implant coating using the apparatus according to the present invention is accomplished as follows: inserting a container containing a polymer solution and a bioceramic implant pre-impregnated with a lidocaine or gentamicin solution; in the case of an aqueous solution, vacuum for 10 min. at 600 mbar, but vacuum for 10 min for methylene chloride solutions. at a depression of 400 mbar.

Salīdzinot polimēru pārklājumus uz biokeramiskajām pamatnēm, izmantojot optiskās mikroskopijas metodi, tika konstatēts, ka polimēra pārklājuma slāņa biezums ir atkarīgs no polimēra veida un tā koncentrācijas. Polivinilspirta maksimālais pārklājuma slāņa biezums (24 pm) veidojas, ja tā koncentrācija ir 40%. Samazinoties koncentrācijai, samazinās arī pārklājuma slāņa biezums. Izmantojot kā biokeramikas pamatņu pārklājošās substances polilaktātu vai polikaprolaktonu, pārklājumi uz virsmas veidojas, ja šķīdumu koncentrācija ir 10%. Palielinot polimēru šķīdumu koncentrāciju, palielinās uz biokeramiskām pamatnēm pārklājošā polimēra daudzums.Comparison of polymer coatings on bioceramic substrates using optical microscopy showed that the thickness of the polymer coating layer depends on the type of polymer and its concentration. Polyvinyl alcohol has a maximum coating layer thickness (24 pm) of 40% concentration. As the concentration decreases, the thickness of the coating layer also decreases. When polylactate or polycaprolactone is used as a coating agent for bioceramic substrates, surface coatings are formed at a 10% solution concentration. By increasing the concentration of polymer solutions, the amount of polymer coating on the bioceramic substrates increases.

Izvērtējot eksperimentālo pētījumu rezultātus par biodegradablu pārklājumu ietekmi uz piesūcinošo farmaceitisko substanču izdalīšanās laiku, ir pamats secināt, ka tie nodrošina pakāpenisku, ilglaicīgu un kontrolējamu zāļu izdalīšanos. Ja pētījumiem izmanto implantus, kuru virsma nav pārklāta ar biosaderīgiem un biodegradabliem polimēriem, tad, piemēram, ar no lidokaīna hidrohlorīdu piesūcinātiem paraugiem intensīva zāļu izdalīšanās notiek jau pirmo trīs stundu laikā un izdalītā lidokaīna daudzums sasniedz 90% no ievadītā. Ja keramiskās pamatnes virsma ir pārklāta ar 15% polivinilspirta šķīdumu (25 kDz), tad pēc trijām stundām konstatējamais izdalītā lidokaīna hidrohlorida daudzums nepārsniedz 60%. No visiem pētītājiem preparātiem visefektīvāk lidokaīna izdalīšanos palēnina polilaktāta pārklājums. Maksimālais lidokaīna daudzums (0,8mg) izdalās pēc 4 stundām. Pielietojot pārklāšanai pārējos polimērus - polivinilspirtu un polikaprolaktonu - maksimālais lidokaīna daudzums, kas izdalās no implanta, ir konstatējams jau pēc 30 minūtēm.Evaluating the results of experimental studies on the effect of biodegradable coatings on the retention time of the impregnating pharmaceuticals, it is reasonable to conclude that they provide a gradual, sustained and controlled release of the drug. If implants without surface-coated biocompatible and biodegradable polymers are used in the studies, for example, the samples impregnated with lidocaine hydrochloride intense drug release within the first three hours and the amount of lidocaine released reaches 90%. If the surface of the ceramic substrate is covered with 15% polyvinyl alcohol solution (25 kDz), the amount of lidocaine hydrochloride released after three hours shall not exceed 60%. Of all investigated formulations, polylactate coating is the most effective in slowing lidocaine release. The maximum amount of lidocaine (0.8 mg) is excreted after 4 hours. When the other polymers - polyvinyl alcohol and polycaprolactone - are applied to the coating, the maximum amount of lidocaine released from the implant can be observed as early as 30 minutes.

Pētījumi pierādīja biokeramisko pamatņu pārklāšanas efektivitāti, lai nodrošinātu kontrolējamu un palēninātu zāļu izdalīšanos no piesūcinātā implanta. Zāļu izdalīšanās efektivitāte ir atkarīga no pārklāšanai izmatotā polimēra veida un tā koncentrācijas.Studies have shown the efficacy of bioceramic backing coatings to provide controlled and slower drug release from the impregnated implant. The efficacy of drug release depends on the type of polymer used and its concentration.

Biokeramiskie implanti, kas tika sagatavoti saskaņā ar šo izgudrojumu, tos impregnējot un pārklājot ar 30% polivinilspirta ūdens šķīdumu, 20% polilaktāta metilēnhlorīdā šķīdumu un 20% polikaprolaktona metilēnhlorīdā šķīdumu, ir nodoti implantēšanai in vivo eksperimenta dzīvniekiem (trušiem).The bioceramic implants prepared in accordance with the present invention by impregnation and coating with a 30% aqueous solution of polyvinyl alcohol, a 20% solution of polylactate in methylene chloride and a solution of 20% in polycaprolactone in methylene chloride are transferred for in vivo experimental animals (rabbits).

Izmantotie informācijas avoti:Used information sources:

1. Itokazy M., Esaki M., Jamamoto K., Tanemori T., Kasai T. Local drug delivery system using ceramies: vacuum method for impregnating a chemotherapeutic aģent into a porous hydroxyapatite block.:// Journal of materiāls science: Materials in medicine, 10,1999,p.249-252.1. Itokazy M., Esaki M., Jamamoto K., Tanemori T., Kasai T. Local drug delivery system using ceramies: vacuum method for impregnating a chemotherapeutic agent into a porous hydroxyapatite block.:// Journal of Materials Science: Materials in medicine, 10,1999, pp.249-252.

2. Ea3apoB A.IO., OcuHņeB B. Μ., ΕεκετοΒ E.H., IīaTeHT Pocchh No.2330685, Int.cl. A61L 27/06; A61L27/52; A61L 27/54 (2006.01.)2. Ea3apoB A.IO., OcuHņeB B. Μ., ΕεκετοΒ E.H., IīaTeHT Pocchh No.2330685, Int.cl. A61L 27/06; A61L27 / 52; A61L 27/54 (01.01.2006)

3. William F., Mc Kay Device and method for the vacuum infusion of a porous medical implant. United States pat., No. US 2006/0135938A1, Int.cl. A561M 31/00, 2006.01.3. William F., Mc Kay Device and method for vacuum infusion of a porous medical implant. United States Pat. US 2006 / 0135938A1, Int.cl. A561M 31/00, 01.01.2006.

4. Horger Flavio, Stoll Thierry. Device for impregnating a porous hone replacement material. Pat. Zūrich (CH), No. WO 2005/118017A1, Int.cl. A61L 27/56, 15.12.2005.4. Horger Flavio, Stoll Thierry. Device for impregnating a porous hone replacement material. Pat. Zurich (CH), no. WO 2005 / 118017A1, Int.cl. A61L 27/56, 12/15/2005.

Claims (2)

PRETENZIJAS 1. Ierīce porainu implantu impregnēšanai un/vai pārklāšanai ar nepieciešamajām substancēm (medikamenti, suspensijas, emulsijas, polimēri u.c.) retinājumā, kura satur hermētiski noslēgtu piesūcināšanas un/vai pārklāšanas vakuumtrauku, atšķirīga ar to, ka ierīce ir aprīkota ar graduētu pilināmo piltuvi un vakuumsūkni, kas ir hermētiski savienoti ar minēto vakuumtrauku un tajā nodrošina maināmu un kontrolējamu retinājumu procesa gaitā.1. A device for impregnating and / or covering porous implants with the necessary substances (medicaments, suspensions, emulsions, polymers, etc.) in a thinner, comprising a hermetically sealed impregnation and / or coating vacuum vessel, characterized in that the device is equipped with a graduated dropping funnel and vacuum pump. , which are hermetically sealed to said vacuum vessel and provide a variable and controllable thinning process. 2. Paņēmiens porainu implantu piesūcināšanai un/vai pārklāšanai, kas tehnoloģiski sekmē gaisa izspiešanu no implanta vaļējām porām un tā piesūcināšanu ar nepieciešamajām substancēm, atšķirīgs ar to, ka, lai nodrošinātu regulējamu un kontrolējamu implantā esošo vaļējo mikroporu atgaisošanu retinājumā un ekonomisku un efektīvu impregnējošās un/vai pārklājošās substances izmantošanu, secīgi īsteno 1. punktā definētās ierīces (izņemot vakuumsūkni) un implanta sterilizāciju ar tai sekojošu implanta vakuumēšanu un implanta impregnēšanu un/vai tā pārklāšanu ar nepieciešamajām substancēm, saglabājot procesa sterilitāti.2. A method of impregnating and / or coating porous implants that technologically facilitates the expulsion of air from the open pores of the implant and its impregnation with the required materials, such as to provide controlled and controlled venting of open micropores in the implant and economical and effective impregnating and / or the use of a coating agent, sequentially performing the device defined in paragraph 1 (except vacuum pump) and sterilizing the implant with subsequent implant vacuum and impregnation of the implant and / or coating it with the necessary substances while maintaining the sterility of the process.
LVP-10-158A 2010-11-23 2010-11-23 Device and method for impregnation and/or coating of porous implants with substancies LV14256B (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
LVP-10-158A LV14256B (en) 2010-11-23 2010-11-23 Device and method for impregnation and/or coating of porous implants with substancies

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
LVP-10-158A LV14256B (en) 2010-11-23 2010-11-23 Device and method for impregnation and/or coating of porous implants with substancies

Publications (2)

Publication Number Publication Date
LV14256A LV14256A (en) 2010-12-20
LV14256B true LV14256B (en) 2011-04-20

Family

ID=53276369

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
LVP-10-158A LV14256B (en) 2010-11-23 2010-11-23 Device and method for impregnation and/or coating of porous implants with substancies

Country Status (1)

Country Link
LV (1) LV14256B (en)

Also Published As

Publication number Publication date
LV14256A (en) 2010-12-20

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Ratner Reducing capsular thickness and enhancing angiogenesis around implant drug release systems
US7942930B2 (en) Biocompatible implant system and method
Ensing et al. Effect of pulsed ultrasound in combination with gentamicin on bacterial viability in biofilms on bone cements in vivo
US20140209501A1 (en) Methods and Systems for Storing Medical Implants Under Sustained Vacuum
KR20130037243A (en) Surgical implant
WO2015187204A1 (en) Implantable cellular and biotherapeutic agents delivery canister
US20080300684A1 (en) System and method for controlled delivery of bone morphogenic protein and other bone graft substitutes for bone formation, repair and healing
US20210077661A1 (en) Porous foams derived from extracellular matrix, porous foam ecm medical devices, and methods of use and making thereof
Loca et al. Porous hydroxyapatite bioceramic scaffolds for drug delivery and bone regeneration
KR102004014B1 (en) A drug delivery system
RU2693408C2 (en) Medical device containing collagen vi
KR20090091710A (en) Polymer-ceramic composite and method
CN104519834B (en) For treating compositions and the method in bone space and open fracture
Van Houdt et al. Porous titanium scaffolds with injectable hyaluronic acid–DBM gel for bone substitution in a rat critical‐sized calvarial defect model
Riau et al. Surface modification of corneal prosthesis with nano-hydroxyapatite to enhance in vivo biointegration
Baskin et al. Nanophase bone substitute for craniofacial load bearing application: Pilot study in the rodent
CN105749345B (en) For be easy to remove implant from separating layer
LV14256B (en) Device and method for impregnation and/or coating of porous implants with substancies
EP3010557B1 (en) Co-precipitation of tobramycin into hydroxyapatite coatings
Haugen et al. Long-term in vivo response of a polyurethane gastric implant for treating gastro-oesophageal reflux diseases: a comparison of different surface treatments
Zhou et al. Construction of a Localized and Long-Acting CCN2 Delivery System on Percutaneous Ti Implant Surfaces for Enhanced Soft-Tissue Integration
Woo et al. Biomaterials: Historical overview and current directions
WO2017069655A2 (en) Carbon implant for repairing bone defects
US20240000942A1 (en) Craniofacial implant made of polyether ether ketone (PEEK) with deposits to store and release active substances or active Ingredient
Ensing Prevention and treatment of biomaterial related infection in orthopedics. A study of application of ultrasound and of antibiotic release.