PL205300B1 - Sposób wytwarzania implantów węglowych z aktywną biologicznie powierzchnią dla chirurgii kostnej - Google Patents

Description

Opis wynalazku

Przedmiotem wynalazku jest sposób wytwarzania implantów węglowych z aktywną biologicznie powierzchnią dla chirurgii kostnej, przeznaczonych dla rekonstrukcji i uzupełnień ubytków kostnych oraz jako elementy konstrukcyjne, służące do łączenia odłamów kostnych.

Znany jest z polskiego opisu patentowego nr 178 712 sposób otrzymywania materiału na ubytki tkanki kostnej, który polega na tym, że włókniste podłoże węglowe uprzednio nagrzane do temperatury 950 - 1100°C pokrywa się warstwą pirowęglową w atmosferze gazu obojętnego zawierającego metan. Następnie podłoże poddaje się procesowi elektroinfiltracji związkami wapnia i fosforu poprzez zanurzenie go w alkoholowej zawiesinie cząstek fosforanu wapniowego, a po wyjęciu suszy się. Podczas elektroinfiltracji następuje wędrówka cząstek fosforanu wapniowego, które osadzają się w porowatym podłożu węglowym, dzięki czemu zyskuje ono aktywność biologiczną. Sposób polega również na tym, że włókniste podłoże z naniesioną warstwą pirowęglową poddaje się procesowi chemicznego nasycania związkami wapnia i fosforu poprzez zanurzenie go w wodnym roztworze jonów wapniowych i fosforanowych, a po wyj ęciu odparowuje się wodę . Podczas nasycania jony sił ami ciś nienia kapilarnego absorbują się porowatym podłożu węglowym, nadając mu podwyższoną aktywność biologiczną.

Materiał otrzymany powyższym sposobem charakteryzuje się niskimi parametrami mechanicznymi, co ogranicza jego zakres stosowania do miejsc nie obciążonych mechanicznie.

Sposób wytwarzania implantów węglowych z aktywną biologicznie powierzchnią dla chirurgii kostnej, polegający na nagrzaniu włóknistego podłoża węglowego do temperatury 950 - 1100°C, a nastę pnie nasyceniu go pirowę glem w atmosferze gazu oboję tnego, charakteryzuje się tym, ż e prowadzi się syntezę fosforanu wapniowego w powierzchniowych warstwach podłoża w postaci kompozytu węglowego z wodnego roztworu elektrolitu, zawierającego jony wapniowe i fosforanowe o stosunku molowym Ca/P wynoszącym od 1,66 do 1,69 przy stałym potencjale elektrycznym wynoszącym 1,6 - 2,0V w temperaturze wynoszą cej korzystnie 50 - 90°C, a po wyję ciu suszy się i wygrzewa w atmosferze gazu obojętnego.

Zaletą sposobu, według wynalazku, jest to, że pozwala on na otrzymanie implantów o właściwościach mechanicznych zbliżonych do właściwości kości, które pokryte są jednorodną warstwą fosforanu wapniowego. Wytworzona warstwa ma zdolność bezpośredniego i aktywnego wiązania się z ż ywą tkanką kostną .

P r z y k ł a d I. Włókniste podłoże węglowe w postaci włókniny o kształcie i wielkości odpowiadającej ubytkowi tkanki kostnej nagrzano do temperatury 1000°C, a następnie nasycono pirowęglem w atmosferze mieszaniny metanu i argonu w stosunku objętościowym 1 : 4. Otrzymany implant w postaci kompozytu wę glowego po odtł uszczeniu w alkoholu etylowym zanurzono w wodnym roztworze elektrolitu, zawierającego jony wapniowe i fosforanowe, w układzie trzech elektrod, przy czym implant stanowi elektrodę pracującą, a jednocześnie stosuje się porównawczą elektrodę kalomelową i platynową elektrodę zliczają cą . Roztwór sporządzono przez rozpuszczenie w wodzie azotanu wapniowego Ca(NO3)2 i fosforanu amonowego NH4H2PO4 w takich ilościach, aby stosunek molowy Ca/P wynosił 1,68. Następnie ustalono wartość potencjału elektrycznego na 1,6V i przez okres 120 minut prowadzono proces elektrolizy w temperaturze 60°C. W wyniku syntezy fosforanu wapniowego w powierzchniowych warstwach implantu otrzymano aktywną biologicznie powierzchnię. Po wyjęciu z elektrolizera implant wysuszono i wygrzewano w atmosferze argonu w temperaturze 450°C przez okres 120 minut.

P r z y k ł a d II. Włókniste podłoże węglowe w postaci tkaniny o kształcie i wielkości odpowiadającej ubytkowi tkanki kostnej nagrzano do temperatury 1050°C, a następnie nasycono pirowęglem w atmosferze mieszaniny metanu i argonu w stosunku objętościowym 1 : 4. Otrzymany implant w postaci kompozytu węglowego po odtł uszczeniu w alkoholu etylowym zanurzono w wodnym roztworze elektrolitu, zawierającego jony wapniowe i fosforanowe, w układzie trzech elektrod, przy czym implant stanowi elektrodę pracującą, a jednocześnie stosuje się porównawczą elektrodę kalomelową i platynową elektrodę zliczającą. Roztwór sporządzono jak w przykładzie I. Nastę pnie ustalono wartość potencjału elektrycznego na 2,0V i przez okres 80 minut prowadzono proces elektrolizy w temperaturze 60°C. W wyniku syntezy fosforanu wapniowego w powierzchniowych warstwach implantu otrzymano aktywną biologicznie powierzchnię. Po wyjęciu z elektrolizera implant wysuszono i wygrzewano w atmosferze argonu w temperaturze 450°C przez okres 120 minut.

Claims (1)

1. Sposób wytwarzania implantów węglowych z aktywną biologicznie powierzchnią dla chirurgii kostnej, polegający na nagrzaniu włóknistego podłoża węglowego do temperatury 950 - 1100°C, a nastę pnie nasyceniu go pirowę glem w atmosferze gazu oboję tnego, znamienny tym, ż e prowadzi się syntezę fosforanu wapniowego w powierzchniowych warstwach podłoża w postaci kompozytu węglowego z wodnego roztworu elektrolitu, zawierającego jony wapniowe i fosforanowe o stosunku molowym Ca/P wynoszącym od 1,66 do 1,69 przy stałym potencjale elektrycznym wynoszącym 1,6 -2,0V w temperaturze wynoszącej korzystnie 50 - 90°C, a po wyjęciu suszy się i wygrzewa w atmosferze gazu obojętnego.