PL226565B1 - Sposób otrzymywania kompozytu magnetycznego dla układów retencyjnych w medycynie odtwórczej - Google Patents

Abstract

Sposób otrzymywania kompozytu magnetycznego dla układów retencyjnych w medycynie odtwórczej polega na tym, że proszek magnetyczny o uziarnieniu od 100 do 200 µm poddaje się trawieniu 5% kwasem cytrynowym albo 5% kwasem szczawiowym przez 3 do 5 minut w temperaturze 20°C. Następnie do 97% wagowych proszku magnetycznego dodaje się 3% wagowe polimetakrylanu metylu w postaci proszku utwardzonego płynnym monomerem w postaci metylometakrylanu, a uzyskaną mieszaninę homogenizuje się, przy czym stosunek wagowy polimeru w postaci proszku do płynnego monomeru wynosi od 1:1 do 3:1, uzyskany wsad umieszcza się w formie i poddaje prasowaniu pod ciśnieniem od 20 do 50 barów, a wypraskę polimeryzuje się w kąpieli wodnej w temperaturze od 20°C do 90°C w czasie od 3 do 20 minut. Z kolei utwardzoną wypraskę poddaje się magnesowaniu.

Description

Opis wynalazku

Przedmiotem wynalazku jest sposób otrzymywania kompozytu magnetycznego dla układów retencyjnych w medycynie odtwórczej, a zwłaszcza w protetyce stomatologicznej do wytwarzania protez dentystycznych.

Znany jest na przykład z polskiego opisu patentowego nr 197 344 sposób wytwarzania kompozytu magnetycznego metodą spajania magnetycznie twardego proszku spoiwem polegający na tym, że 24,33% wagowych proszku Nd-Fe-B, 72,97% wagowych proszku ferrytu, 2,5% wagowych żywicy epoksydowej oraz 0,2% wagowych stearynianu cynku miesza się, po czym mieszankę tych składników prasuje się w matrycy pod ciśnieniem 900 MPa. Następnie, wypraski utwardza się w suszarce w temperaturze 180°C w ciągu 2 godzin. Utwardzone wypraski magnesuje się w impulsowym polu magnetycznym o natężeniu 3500 kA/m.

Znany jest także z japońskiego opisu patentowego nr JPH 0 984 807 sposób wytwarzania kompozytu magnetycznego na protezy dentystyczne polegający na stopieniu stałego stopu magnetycznego składającego się z 33-47% platyny oraz pozostałej części z żelaza i małej ilości zanieczyszczeń powstałych w wyniku działania wysokiej częstotliwości pieca lub łukowego palnika topiącego. Powierzchnia otrzymanej protezy jest odpowiednio doszlifowana i poddana obróbce cieplnej, a następnie w celu zwiększenia właściwości magnetycznych namagnesowana.

Znany jest również z polskiego opisu patentowego nr 195 336 sposób wytwarzania kompozytu magnetycznego polegający na tym, że mieszaninę zawierającą 94,8% wagowych proszku NdFeB, 3,0% wagowych proszku żelaza, 2,0% wagowych żywicy epoksydowej oraz 0,2% wagowych stearynianu cynku prasuje się w matrycy ciśnieniem 900 MPa. Po utwardzeniu w suszarce w temperaturze 180°C w ciągu 2 godzin magnesuje się w polu magnetycznym o natężeniu 3600 kA/m.

Celem wynalazku jest opracowanie prostego sposobu wytwarzania kompozytu magnetycznego na bazie proszków zawierających w swym składzie pierwiastki ziem rzadkich umożliwiającego zastosowanie w organizmie ludzkim, zwłaszcza protetyce dentystycznej.

Sposób według wynalazku polega na tym, że proszek magnetyczny o uziarnieniu od 100 do 200 ąm poddaje się trawieniu 5% kwasem cytrynowym albo 5% kwasem szczawiowym przez 3 do 5 minut w temperaturze 20°C, następnie do 97% wagowych proszku magnetycznego dodaje się 3% wagowe polimetakrylanu metylu w postaci proszku utwardzonego płynnym monomerem w postaci metylometakrylanu, a uzyskaną mieszaninę homogenizuje się, przy czym stosunek wagowy polimeru w postaci proszku do płynnego monomeru wynosi od 1:1 do 3:1, uzyskany wsad umieszcza się w formie i poddaje prasowaniu pod ciśnieniem od 20 do 50 barów, a wypraskę polimeryzuje się w kąpieli wodnej w temperaturze od 20°C do 90°C w czasie od 3 do 20 minut.

Opracowany sposób umożliwia uzyskanie kompozytu spajanego polimerem biomateriałowym o poprawionej odporności korozyjnej i zwiększonej biokompatybilności, nadającego się do modelowania równolegle z pracami projektowania układów retencyjnych stosowanych w protetyce stomatologicznej i odtwórczej. Biopolimer wykorzystany jako spoiwo jest integralnym elementem systemów retencyjnych wytwarzanych w protetyce dentystycznej. W efekcie czego czas wykonania na przykład protezy dentystycznej będzie krótszy od dotychczas stosowanych metod, dodatkowo retencyjny układ magnetyczny będzie częścią integralną z protezą zwiększając możliwość indywidualnego projektowania, a z uwagi na uproszczenie procesu technologicznego obniżone zostaną koszty wykonania.

P r z y k ł a d I

Do realizacji sposobu według wynalazku został wykorzystany proszek magnetyczny o uziarnieniu 100-150 ąm na bazie stopu Nd-Fe-B.

W trakcie procesu przygotowania powierzchni proszku istotne było, aby w znacznym stopniu ograniczyć lub całkowicie wyeliminować obecność tlenków na powierzchni cząstek proszku.

Proszek poddano trawieniu w 5% wodnym roztworze kwasu cytrynowego. Proszek magnetyczny trawiony był do momentu pojawienia się pierwszego pęcherzyka wodom przy powierzchni cząstek proszku, czas ekspozycji wynosił 5 minut w temperaturze 20°C, proszek płukano w wodzie destylowanej. W celu następnego odtłuszczenia powierzchni cząstek proszku magnetycznego oraz ułatwienia sposobu osuszania powierzchni zastosowano roztwór acetonu. Proszek został zanurzany w acetonie, po zdekantowaniu roztworu acetonowego nadmiar rozpuszczalnika został usunięty strumieniem powietrza do momentu uzyskania stałej masy proszku.

Następnie, do 97 g proszku magnetycznego dodano 3 g polimetakrylanu metylu w postaci proszku utwardzonego płynnym monomerem w postaci metylometakrylanu, a uzyskaną mieszaninę

PL 226 565 B1 zhomogenizowano, przy czym stosunek wagowy proszku do monomeru wynosił 3:1, co stanowiło 2,25 g proszku i 0,75 g monomeru.

Kompozycja proszku magnetycznego i polimeru w postaci proszku i płynnego monomeru została umieszczona w formie i wstępnie sprasowana pod ciśnieniem 20 barów. Następnie, wypraskę poddano procesowi polimeryzacji w temperaturze 20°C przez czas 20 minut w kąpieli wodnej pod ciśnieniem 2 bary. Utwardzona wypraska została namagnesowana w impulsowym polu magnetycznym.

Uzyskany kompozyt składał się z 97% wagowych proszku Nd-Fe-B oraz 3% wagowych spoiwa stanowiącego tworzywo akrylowe, w którym stosunek polimeru do monomeru wynosił 3:1.

Właściwości magnetyczne uzyskanego kompozytu były następujące:

Remanencja Br: 7073,7 G.

Koercja HcJ: 8791,0 Oe.

Maksymalna gęstość energii magnetycznej (BH)_max: 9,639 · 10⁶ GOe.

₃

Średnia wartość namagnesowania nasycenia (Ms): 814,82 emu/cm³.

P r z y k ł a d II

Do realizacji sposobu według wynalazku został wykorzystany proszek o uziarnieniu 150-200 urn zawierający w swym składzie pierwiastki ziem rzadkich Nd-Fe-B.

Po odtłuszczeniu proszek poddano trawieniu w 5% wodnym roztworze kwasu szczawiowym. Proszek magnetyczny trawiony był do momentu pojawienia się pierwszego pęcherzyka wodoru przy powierzchni cząstek proszku, czas ekspozycji wynosił 3 minut w temperaturze 20°C, następnie proszek płukano w wodzie destylowanej. W celu odtłuszczenia powierzchni cząstek proszku magnetycznego oraz ułatwienia osuszenia powierzchni zastosowano roztwór acetonu. Proszek został zanurzany w acetonie, po zdekantowaniu roztworu acetonowego nadmiar rozpuszczalnika został usunięty strumieniem powietrza do momentu uzyskania stałej masy proszku. W trakcie procesu trawienia powierzchni i płukania istotne było aby w znacznym stopniu ograniczyć i wyeliminować obecność tlenków na powierzchni cząstek proszku. Następnie, do 97 g proszku magnetycznego dodano 3 g polimetakrylanu metylu w postaci proszku utwardzonego płynnym monomerem w postaci metylometakrylanu, a uzyskaną mieszaninę zhomogenizowano, przy czym stosunek wagowy polimeru w postaci proszku do płynnego monomeru wynosił 1:1, co stanowiło 1,50 g proszku i 1,50 g monomeru.

Kompozycja proszku magnetycznego i polimeru w postaci proszku i płynnego monomeru została umieszczona w formie i wstępnie sprasowana pod ciśnieniem 20 barów. Następnie, wypraskę poddano procesowi polimeryzacji w temperaturze 20°C przez czas 3 minuty w kąpieli wodnej pod ciśnieniem 50 bary. Utwardzona wypraska została namagnesowana w impulsowym polu magnetycznym.

Uzyskany kompozyt składał się z 97% wagowych proszku Nd-Fe-B oraz 3% wagowych spoiwa stanowiącego tworzywo akrylowe, w którym stosunek polimeru do monomeru wynosił 1:1.

Właściwości magnetyczne uzyskanego kompozytu były następujące:

Remanencja Br: 8243,4 G.

Koercja HcJ: 8210,7 Oe.

Maksymalna gęstość energii magnetycznej (BH)max: 11,059 · 10⁶ GOe.

₃

Średnia wartość namagnesowania nasycenia (Ms): 947,66 emu/cm³.

Claims (1)

1. Zastrzeżenie patentowe

   1. Sposób otrzymywania kompozytu magnetycznego dla układów retencyjnych w medycynie odtwórczej polegający na zmieszaniu proszku magnetycznego Nd-Fe-B ze spoiwem, a następnie sprasowaniu otrzymanej mieszaniny w formie pod ciśnieniem, utwardzeniu otrzymanej wypraski po czym jej namagnesowaniu, znamienny tym, że proszek magnetyczny o uziarnieniu od 100 do 200 um poddaje się trawieniu 5% kwasem cytrynowym albo 5% kwasem szczawiowym przez 3 do 5 minut w temperaturze 20°C, następnie do 97% wagowych proszku magnetycznego dodaje się 3% wagowe polimetakrylanu metylu w postaci proszku utwardzonego płynnym monomerem w postaci metylometakrylanu, a uzyskaną mieszaninę homogenizuje się, przy czym stosunek wagowy polimeru w postaci proszku do płynnego monomeru wynosi od 1:1 do 3:1, uzyskany wsad umieszcza się w formie i poddaje prasowaniu pod ciśnieniem od 20 do 50 barów, a wypraskę polimeryzuje się w kąpieli wodnej w temperaturze od 20°C do 90°C w czasie od 3 do 20 minut.