PL186129B1 - Implant bioceramiczny - Google Patents

Abstract

1. Implant bioceramiczny do stosowania w chirurgii kostnej i otolaryngologii zawierający porowaty tlenek glinu albo zwarty tlenek glinu bądź węglan wapnia lub bioszkło, który powstaje przez działanie termiczne przez odlewanie lub prasowanie albo wytłaczanie, znamienny tym, że zawiera od 30% do 100% wagowych siarki, od 0% do 1% wagowych sadzy i od 0% do 1% wagowych pyłu krzemionkowego oraz związane ziarna porowatego tlenku glinu o średnicy poniżej 5 mm, albo zwartego tlenku glinu o uziamieniu poniżej 5 mm bądź węglanu wapnia o uziamieniu poniżej 3 mm lub bioszkła o uziamieniu poniżej 3 mm lub hydroksyapatytu o uziamieniu poniżej 2 mm osobno albo łącznie, przy czym zawartość każdego z tych składników pozostaje w granicach od 0% do 70% wagowych i powstaje przez działanie termiczne w temperaturze do 200°C przez odlewanie lub prasowanie albo wytłaczanie.

Description

Przedmiotem wynalazku jest implant bioceramiczny do stosowania w chirurgii kostnej i otolaryngologii.

Współczesna chirurgia kostna powszechnie używa transplantatów kości lub implantów do wypełniania pustek kostnych (cysty, stany ponowotworowe) albo do korekcji położenia kości po osteotoniach lub też stosuje je przy uszkodzeniach kręgosłupa, kości, twarzo-czaszki i szczęki. Transplantaty kości adaptują się jednak wolno, proces jest wielotygodniowy i wiąże się z niedogodnościami. Transplantaty autogenne pobierane często z biodra pacjenta pozostawiają mu długo gojącą się ranę. Natomiast transplantaty allogenne z banku kości są częściej odrzucane przez organizm pacjenta i potencjalnie stanowią dla niego zagrożenie chorobami (AIDS, żółtaczka i inne choroby zakaźne). Dlatego też współcześnie coraz częściej zamiast transplantatów stosuje się implanty metalowe i z polimerów organicznych. Na podstawie publikacji: Z. Święcki - Bioceramika dla ortopedii, 1995, Warszawa 1992 i R.I. Friedman et al. Current concepts in orthopedic biomaterials and implant fixation - Journal of Bone and Joint Surgery, 75-A, 1993, 1086-1103 można stwierdzić, że są one niebiozgodne. Natomiast biozgodne są implanty ceramiczne, które dzielą się na:

- inertne z zawartością AI2O3, T1O2, ZrC>2,

- o aktywnej powierzchni, którą stanowią bioszkła, hydroksyapatyt, hiozgodne cementy, absorbowane, tzn. korale i częściowo niektóre fosforany wapnia.

Tkanka kostna kontaktując się z implantem ceramicznym może:

a) otoczyć się cienką warstwą włóknistą - zwarte materiały inertne,

b) przyrosnąć do implanta - materiały o aktywnej powierzchni,

c) przerosnąć pory implanta - tworzywa porowate inertne,

d) zastąpić absorbowany implant.

Mimo, że implant typu „a” posiada najlepsze właściwości mechaniczne to niestety jest najmniej korzystny dla organizmu pacjenta ponieważ tworzy elastyczne połączenie z kością,

186 129 a pożądane jest sztywne. Natomiast implanty typu „c” i „d” najbardziej korzystne są słabe mechanicznie, co utrudnia ich szerokie zastosowanie.

Istotą wynalazku jest implant bioceramiczny do stosowania w chirurgii kostnej i otolaryngologii zawierający porowaty tlenek glinu albo zwarty tlenek glinu bądź węglan wapnia lub bioszkło, który powstaje przez działanie termiczne, przez odlewanie lub prasowanie albo wytłaczanie i charakteryzuje się tym, że zawiera od 30% do 100% wagowych siarki, od 0% do 1% wagowych sadzy i od 0% do 1% pyłu krzemionkowego oraz związane ziarna porowatego tlenku glinu o średnicy poniżej 5 mm, albo zwartego tlenku glinu o uziamieniu poniżej 5 mm bądź węglanu wapnia o uziamieniu poniżej 3 mm lub bioszkła o uziamieniu poniżej 3 mm lub hydroksyapatytu o uziamieniu poniżej 2 mm osobno albo łącznie, przy czym zawartość każdego z tych składników pozostaje w granicach od 0% do 70% wag. i powstaje przez działanie termiczne w temperaturze do 200°C przez odlewanie lub prasowanie albo wytłaczanie. Ponadto implant korzystnie pokryty jest zewnętrznie warstwą porowatego tlenku glinu lub węglanu wapnia lub hydroksyapatytu lub bioszkła przez napylanie lub wciskanie lub wtłaczanie ziaren o temperaturze wyższej od 200°C, przy czym korzystnie wzmocniony jest wewnętrznie rdzeniem metalowym lub ceramicznym bądź też korzystnie wzmocniony jest w obrębie całej swej masy włóknami szklanymi lub węglowymi lub z tlenku glinu lub polipropylenowymi lub polietylenowymi lub metalowymi o zawartości od 0% do 30% wag.

Prezentowany materiał kompozytowy wykorzystuje bardzo dobre właściwości mechaniczne spoiwa siarkowego służącego od lat do łączenia części metalowych z ceramicznymi, np. przy łączeniu trzpieni metalowych z porcelaną w izolatorach wysokonapięciowych. Należy sądzić, że implant bioceramiczny według wynalazku, którego podstawowym składnikiem jest siarka spełniać będzie warunek biozgodności po umieszczeniu go w tkankach organizmu pacjenta ponieważ płyny fizjologiczne mają działanie utleniające, jedynym więc skutkiem tego działania są biozgodne siarczany. Przeprowadzone badania histologiczne wykazują właśnie pełną biozgodność tego implantu po 6 miesiącach od momentu umieszczenia go w organizmie szczurów. Ponadto implant będący przedmiotem wynalazku zachowuje przez długi czas odpowiednio korzystne parametry mechaniczne przy ściskaniu, zginaniu i zagrożeniu pękaniem.

Implant bioceramiczny do stosowania w chirurgii kostnej i otolaryngologii według wynalazku wyjaśniony jest w poniższych przykładach.

Przykład I

60% wagowych porowatego tlenku glinu o uziamieniu od 2,0 do 3,0 mm związano przez odlewanie spoiwem zawierającym 1,0% wagowych hydroksyapatytu o uziamieniu od 0,04 do 0,1 mm i 0,5% sadzy oraz 38,5% siarki w implanty tkanki kostnej o rozmiarach 10 x 20 x 100 mm.

Przykład II

50% wagowych bioszkła o uziamieniu od 0,1 do 2 mm połączono spoiwem zawierającym 0,5% wagowych pyłu krzemionkowego i 49,5% wagowych siarki przez prasowanie w temperaturze 150°C. Uzyskano kształtki o rozmiarach 5x10 x 30 mm do zastosowań w chirurgii twarzowo-szczękowej.

Przykład III

Sporządzono kompozyt zawierający 10% wagowych długich włókien węglowych, 40% wagowych hydroksyapatytu o uziamieniu od 0,04 do 0,1 mm i 50% spoiwa zawierającego 49,5% wagowych siarki oraz 0,5%) wagowych sadzy przez sprasowanie mieszaniny surowców w temperaturze 150°C. Uzyskane kształtki o wymiarach φ = 20 mm, 1 = 100 mm, są przeznaczone do wypełnień ubytków kostnych narażonych na zginanie.

Przykład IV

Pręt metalowy o średnicy 5 mm i długości 60 mm pokryto przez zanurzenie w stopionej w 170°C masie spoiwem o składzie: 20% wagowych porowatego korundu o średnicach ziaren od 1 do 4 mm, 30% węglanu wapnia o uziamieniu od 0,1 do 1,0 mm, 0,5% wagowych sadzy i 49,5% wagowych siarki. Uzyskany kompozyt jest łącznikiem złamanych kości.

186 129

Przykład V

Pręt ze zwartego korundu pokryto przez zanurzenie w stopionym spoiwie siarkowym w temperaturze 170°C. Spoiwo zawierało 10% wagowych węglanu wapnia ouziarnieniu od 0,04 do 0,06 mm, 0,7% wagowych pyłu krzemionkowego i 89,3% siarki. Następnie zamocowano w nim przez wciskanie w temperaturze 180°C ziarna porowatego korundu o uziamieniu od 1 do 2 mm. Otrzymane kształtki o rozmiarach 10 x 20 x 120 mm są przeznaczone do wypełnień ubytków kostnych narażonych na duże momenty zginające.

Departament Wydawnictw UP RP. Nakład 50 egz.

Cena 2,00 zł.

Claims (3)

1. Zastrzeżenia patentowe

   1. Implant bioceramiczny do stosowania w chirurgii kostnej i otolaryngologii zawierający porowaty tlenek glinu albo zwarty tlenek glinu bądź węglan wapnia lub bioszkło, który powstaje przez działanie termiczne przez odlewanie lub prasowanie albo wytłaczanie, znamienny tym, że zawiera od 30% do 100% wagowych siarki, od 0% do 1% wagowych sadzy i od 0% do 1% wagowych pyłu krzemionkowego oraz związane ziarna porowatego tlenku glinu o średnicy poniżej 5 mm, albo zwartego tlenku glinu o uziamieniu poniżej 5 mm bądź węglanu wapnia o uziamieniu poniżej 3 mm lub bioszkła o uziamieniu poniżej 3 mm lub hydroksyapatytu o uziamieniu poniżej 2 mm osobno albo łącznie, przy czym zawartość każdego z tych składników pozostaje w granicach od 0% do 70% wagowych i powstaje przez działanie termiczne w temperaturze do 200°C przez odlewanie lub prasowanie albo wytłaczanie.
2. 2. Implant bioceramiczny według zastrz. 1, znamienny tym, że korzystnie pokryty jest zewnętrznie warstwą porowatego tlenku glinu lub węglanu wapnia lub hydroksyapatytu lub bioszkła przez napylanie lub wciskanie lub wtłaczanie ziaren o temperaturze wyższej od 200°C.
3. 3. Implant bioceramiczny według zastrz. 1, znamienny tym, że korzystnie wzmocniony jest wewnętrznie rdzeniem metalowym lub ceramicznym bądź też, że korzystnie wzmocniony jest w obrębie całej swej masy włóknami szklanymi lub węglowymi lub z tlenku glinu lub polipropylenowymi lub polietylenowymi lub metalowymi o zawartości od 0% do 30% wagowych.