PL237207B1 - Sposób otrzymywania hybrydowych warstw tlenkowo-polimerowych - Google Patents
Sposób otrzymywania hybrydowych warstw tlenkowo-polimerowych Download PDFInfo
- Publication number
- PL237207B1 PL237207B1 PL425256A PL42525618A PL237207B1 PL 237207 B1 PL237207 B1 PL 237207B1 PL 425256 A PL425256 A PL 425256A PL 42525618 A PL42525618 A PL 42525618A PL 237207 B1 PL237207 B1 PL 237207B1
- Authority
- PL
- Poland
- Prior art keywords
- titanium
- drug
- calcium
- solution
- formula
- Prior art date
Links
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims description 55
- 229920000642 polymer Polymers 0.000 title claims description 39
- 230000008569 process Effects 0.000 claims description 19
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N Silicium dioxide Chemical compound O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 18
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 claims description 18
- 239000002184 metal Substances 0.000 claims description 18
- RTAQQCXQSZGOHL-UHFFFAOYSA-N Titanium Chemical compound [Ti] RTAQQCXQSZGOHL-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 16
- 239000010936 titanium Substances 0.000 claims description 16
- 229910052719 titanium Inorganic materials 0.000 claims description 16
- 229920002732 Polyanhydride Polymers 0.000 claims description 13
- 229910001069 Ti alloy Inorganic materials 0.000 claims description 11
- 229910019142 PO4 Inorganic materials 0.000 claims description 10
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 claims description 9
- 238000007654 immersion Methods 0.000 claims description 9
- YOURXVGYNVXQKT-UHFFFAOYSA-N oxacycloundecane-2,11-dione Chemical compound O=C1CCCCCCCCC(=O)O1 YOURXVGYNVXQKT-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 8
- 235000012239 silicon dioxide Nutrition 0.000 claims description 8
- 239000000377 silicon dioxide Substances 0.000 claims description 8
- 235000012241 calcium silicate Nutrition 0.000 claims description 7
- 150000003329 sebacic acid derivatives Chemical class 0.000 claims description 7
- QORWJWZARLRLPR-UHFFFAOYSA-H tricalcium bis(phosphate) Chemical compound [Ca+2].[Ca+2].[Ca+2].[O-]P([O-])([O-])=O.[O-]P([O-])([O-])=O QORWJWZARLRLPR-UHFFFAOYSA-H 0.000 claims description 7
- 239000003242 anti bacterial agent Substances 0.000 claims description 5
- 239000003443 antiviral agent Substances 0.000 claims description 5
- 229940064002 calcium hypophosphite Drugs 0.000 claims description 5
- 229910001382 calcium hypophosphite Inorganic materials 0.000 claims description 5
- 150000001991 dicarboxylic acids Chemical class 0.000 claims description 5
- 239000003018 immunosuppressive agent Substances 0.000 claims description 5
- 229940124589 immunosuppressive drug Drugs 0.000 claims description 5
- 239000007943 implant Substances 0.000 claims description 5
- CNALVHVMBXLLIY-IUCAKERBSA-N tert-butyl n-[(3s,5s)-5-methylpiperidin-3-yl]carbamate Chemical compound C[C@@H]1CNC[C@@H](NC(=O)OC(C)(C)C)C1 CNALVHVMBXLLIY-IUCAKERBSA-N 0.000 claims description 5
- 239000002260 anti-inflammatory agent Substances 0.000 claims description 4
- 229940124599 anti-inflammatory drug Drugs 0.000 claims description 4
- 239000003429 antifungal agent Substances 0.000 claims description 4
- 230000000975 bioactive effect Effects 0.000 claims description 4
- 230000003115 biocidal effect Effects 0.000 claims description 4
- 239000001506 calcium phosphate Substances 0.000 claims description 4
- 235000011010 calcium phosphates Nutrition 0.000 claims description 4
- 239000000725 suspension Substances 0.000 claims description 4
- BPQQTUXANYXVAA-UHFFFAOYSA-N Orthosilicate Chemical compound [O-][Si]([O-])([O-])[O-] BPQQTUXANYXVAA-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- 239000000378 calcium silicate Substances 0.000 claims description 2
- 229910052918 calcium silicate Inorganic materials 0.000 claims description 2
- OYACROKNLOSFPA-UHFFFAOYSA-N calcium;dioxido(oxo)silane Chemical compound [Ca+2].[O-][Si]([O-])=O OYACROKNLOSFPA-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- 238000004381 surface treatment Methods 0.000 claims description 2
- 229910000391 tricalcium phosphate Inorganic materials 0.000 claims description 2
- 229910052681 coesite Inorganic materials 0.000 claims 3
- 229910052906 cristobalite Inorganic materials 0.000 claims 3
- 229910052682 stishovite Inorganic materials 0.000 claims 3
- 229910052905 tridymite Inorganic materials 0.000 claims 3
- 241001286462 Caio Species 0.000 claims 2
- 150000003330 sebacic acids Chemical class 0.000 claims 1
- 239000010410 layer Substances 0.000 description 30
- 239000000243 solution Substances 0.000 description 28
- 230000003647 oxidation Effects 0.000 description 13
- 238000007254 oxidation reaction Methods 0.000 description 13
- YMWUJEATGCHHMB-UHFFFAOYSA-N Dichloromethane Chemical compound ClCCl YMWUJEATGCHHMB-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 9
- 239000000463 material Substances 0.000 description 8
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 8
- NBIIXXVUZAFLBC-UHFFFAOYSA-N Phosphoric acid Chemical compound OP(O)(O)=O NBIIXXVUZAFLBC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- 229910045601 alloy Inorganic materials 0.000 description 6
- 239000000956 alloy Substances 0.000 description 6
- 239000003814 drug Substances 0.000 description 6
- 238000000576 coating method Methods 0.000 description 5
- 229940079593 drug Drugs 0.000 description 5
- 230000015556 catabolic process Effects 0.000 description 4
- 239000011248 coating agent Substances 0.000 description 4
- 238000006731 degradation reaction Methods 0.000 description 4
- CXMXRPHRNRROMY-UHFFFAOYSA-N sebacic acid Chemical compound OC(=O)CCCCCCCCC(O)=O CXMXRPHRNRROMY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 239000002344 surface layer Substances 0.000 description 4
- DLGOEMSEDOSKAD-UHFFFAOYSA-N Carmustine Chemical compound ClCCNC(=O)N(N=O)CCCl DLGOEMSEDOSKAD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- MUBZPKHOEPUJKR-UHFFFAOYSA-N Oxalic acid Chemical compound OC(=O)C(O)=O MUBZPKHOEPUJKR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- HEMHJVSKTPXQMS-UHFFFAOYSA-M Sodium hydroxide Chemical compound [OH-].[Na+] HEMHJVSKTPXQMS-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 3
- 229910000147 aluminium phosphate Inorganic materials 0.000 description 3
- 230000000844 anti-bacterial effect Effects 0.000 description 3
- 230000000840 anti-viral effect Effects 0.000 description 3
- 229920001577 copolymer Polymers 0.000 description 3
- 150000002739 metals Chemical class 0.000 description 3
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 3
- 229920000052 poly(p-xylylene) Polymers 0.000 description 3
- 229910052882 wollastonite Inorganic materials 0.000 description 3
- OYPRJOBELJOOCE-UHFFFAOYSA-N Calcium Chemical compound [Ca] OYPRJOBELJOOCE-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- LYCAIKOWRPUZTN-UHFFFAOYSA-N Ethylene glycol Chemical compound OCCO LYCAIKOWRPUZTN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 206010061218 Inflammation Diseases 0.000 description 2
- FYYHWMGAXLPEAU-UHFFFAOYSA-N Magnesium Chemical compound [Mg] FYYHWMGAXLPEAU-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N Nickel Chemical compound [Ni] PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- KDLHZDBZIXYQEI-UHFFFAOYSA-N Palladium Chemical compound [Pd] KDLHZDBZIXYQEI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- QAOWNCQODCNURD-UHFFFAOYSA-N Sulfuric acid Chemical compound OS(O)(=O)=O QAOWNCQODCNURD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000013543 active substance Substances 0.000 description 2
- WNLRTRBMVRJNCN-UHFFFAOYSA-N adipic acid Chemical compound OC(=O)CCCCC(O)=O WNLRTRBMVRJNCN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229960003022 amoxicillin Drugs 0.000 description 2
- LSQZJLSUYDQPKJ-NJBDSQKTSA-N amoxicillin Chemical compound C1([C@@H](N)C(=O)N[C@H]2[C@H]3SC([C@@H](N3C2=O)C(O)=O)(C)C)=CC=C(O)C=C1 LSQZJLSUYDQPKJ-NJBDSQKTSA-N 0.000 description 2
- 230000004888 barrier function Effects 0.000 description 2
- 230000004071 biological effect Effects 0.000 description 2
- 239000011575 calcium Substances 0.000 description 2
- 229910052791 calcium Inorganic materials 0.000 description 2
- 230000000593 degrading effect Effects 0.000 description 2
- 150000001990 dicarboxylic acid derivatives Chemical class 0.000 description 2
- 229960003722 doxycycline Drugs 0.000 description 2
- XQTWDDCIUJNLTR-CVHRZJFOSA-N doxycycline monohydrate Chemical compound O.O=C1C2=C(O)C=CC=C2[C@H](C)[C@@H]2C1=C(O)[C@]1(O)C(=O)C(C(N)=O)=C(O)[C@@H](N(C)C)[C@@H]1[C@H]2O XQTWDDCIUJNLTR-CVHRZJFOSA-N 0.000 description 2
- 239000003937 drug carrier Substances 0.000 description 2
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 2
- 230000002209 hydrophobic effect Effects 0.000 description 2
- 230000004054 inflammatory process Effects 0.000 description 2
- 239000011777 magnesium Substances 0.000 description 2
- 229910052749 magnesium Inorganic materials 0.000 description 2
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 2
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 2
- 229910052758 niobium Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000010955 niobium Substances 0.000 description 2
- GUCVJGMIXFAOAE-UHFFFAOYSA-N niobium atom Chemical compound [Nb] GUCVJGMIXFAOAE-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000010883 osseointegration Methods 0.000 description 2
- LSQZJLSUYDQPKJ-UHFFFAOYSA-N p-Hydroxyampicillin Natural products O=C1N2C(C(O)=O)C(C)(C)SC2C1NC(=O)C(N)C1=CC=C(O)C=C1 LSQZJLSUYDQPKJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000003980 solgel method Methods 0.000 description 2
- AEQDJSLRWYMAQI-UHFFFAOYSA-N 2,3,9,10-tetramethoxy-6,8,13,13a-tetrahydro-5H-isoquinolino[2,1-b]isoquinoline Chemical compound C1CN2CC(C(=C(OC)C=C3)OC)=C3CC2C2=C1C=C(OC)C(OC)=C2 AEQDJSLRWYMAQI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910000838 Al alloy Inorganic materials 0.000 description 1
- 208000035143 Bacterial infection Diseases 0.000 description 1
- 208000003174 Brain Neoplasms Diseases 0.000 description 1
- KRHYYFGTRYWZRS-UHFFFAOYSA-N Fluorane Chemical compound F KRHYYFGTRYWZRS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- OAICVXFJPJFONN-UHFFFAOYSA-N Phosphorus Chemical compound [P] OAICVXFJPJFONN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- BQCADISMDOOEFD-UHFFFAOYSA-N Silver Chemical compound [Ag] BQCADISMDOOEFD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 241000191967 Staphylococcus aureus Species 0.000 description 1
- 241000191963 Staphylococcus epidermidis Species 0.000 description 1
- ATJFFYVFTNAWJD-UHFFFAOYSA-N Tin Chemical compound [Sn] ATJFFYVFTNAWJD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 108010059993 Vancomycin Proteins 0.000 description 1
- HCHKCACWOHOZIP-UHFFFAOYSA-N Zinc Chemical compound [Zn] HCHKCACWOHOZIP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000009471 action Effects 0.000 description 1
- 239000004480 active ingredient Substances 0.000 description 1
- 239000000654 additive Substances 0.000 description 1
- 239000001361 adipic acid Substances 0.000 description 1
- 235000011037 adipic acid Nutrition 0.000 description 1
- 229920005576 aliphatic polyanhydride Polymers 0.000 description 1
- 150000008064 anhydrides Chemical group 0.000 description 1
- 230000000843 anti-fungal effect Effects 0.000 description 1
- 229940088710 antibiotic agent Drugs 0.000 description 1
- 229940121375 antifungal agent Drugs 0.000 description 1
- 239000002246 antineoplastic agent Substances 0.000 description 1
- 229940045985 antineoplastic platinum compound Drugs 0.000 description 1
- 239000007864 aqueous solution Substances 0.000 description 1
- 230000001580 bacterial effect Effects 0.000 description 1
- 208000022362 bacterial infectious disease Diseases 0.000 description 1
- 230000008901 benefit Effects 0.000 description 1
- 239000004623 biodegradable polyanhydride Substances 0.000 description 1
- 238000006065 biodegradation reaction Methods 0.000 description 1
- 229940088623 biologically active substance Drugs 0.000 description 1
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 1
- 229910052793 cadmium Inorganic materials 0.000 description 1
- BDOSMKKIYDKNTQ-UHFFFAOYSA-N cadmium atom Chemical compound [Cd] BDOSMKKIYDKNTQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229960005243 carmustine Drugs 0.000 description 1
- 239000000969 carrier Substances 0.000 description 1
- 229960001139 cefazolin Drugs 0.000 description 1
- MLYYVTUWGNIJIB-BXKDBHETSA-N cefazolin Chemical compound S1C(C)=NN=C1SCC1=C(C(O)=O)N2C(=O)[C@@H](NC(=O)CN3N=NN=C3)[C@H]2SC1 MLYYVTUWGNIJIB-BXKDBHETSA-N 0.000 description 1
- 238000012512 characterization method Methods 0.000 description 1
- 238000003889 chemical engineering Methods 0.000 description 1
- 238000005229 chemical vapour deposition Methods 0.000 description 1
- 229960002227 clindamycin Drugs 0.000 description 1
- KDLRVYVGXIQJDK-AWPVFWJPSA-N clindamycin Chemical compound CN1C[C@H](CCC)C[C@H]1C(=O)N[C@H]([C@H](C)Cl)[C@@H]1[C@H](O)[C@H](O)[C@@H](O)[C@@H](SC)O1 KDLRVYVGXIQJDK-AWPVFWJPSA-N 0.000 description 1
- 238000013267 controlled drug release Methods 0.000 description 1
- 238000013270 controlled release Methods 0.000 description 1
- 238000007334 copolymerization reaction Methods 0.000 description 1
- 230000007797 corrosion Effects 0.000 description 1
- 238000005260 corrosion Methods 0.000 description 1
- 229940127089 cytotoxic agent Drugs 0.000 description 1
- 239000007857 degradation product Substances 0.000 description 1
- 239000005548 dental material Substances 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 238000006056 electrooxidation reaction Methods 0.000 description 1
- 230000008030 elimination Effects 0.000 description 1
- 238000003379 elimination reaction Methods 0.000 description 1
- 230000003628 erosive effect Effects 0.000 description 1
- 239000012530 fluid Substances 0.000 description 1
- 229940084910 gliadel Drugs 0.000 description 1
- PCHJSUWPFVWCPO-UHFFFAOYSA-N gold Chemical compound [Au] PCHJSUWPFVWCPO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052737 gold Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010931 gold Substances 0.000 description 1
- 230000036541 health Effects 0.000 description 1
- 230000003301 hydrolyzing effect Effects 0.000 description 1
- WGCNASOHLSPBMP-UHFFFAOYSA-N hydroxyacetaldehyde Natural products OCC=O WGCNASOHLSPBMP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910010272 inorganic material Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011147 inorganic material Substances 0.000 description 1
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 1
- 238000007734 materials engineering Methods 0.000 description 1
- 229910052759 nickel Inorganic materials 0.000 description 1
- 231100000252 nontoxic Toxicity 0.000 description 1
- 230000003000 nontoxic effect Effects 0.000 description 1
- 235000006408 oxalic acid Nutrition 0.000 description 1
- 229910052763 palladium Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011574 phosphorus Substances 0.000 description 1
- 229910052698 phosphorus Inorganic materials 0.000 description 1
- 150000003018 phosphorus compounds Chemical class 0.000 description 1
- 150000003058 platinum compounds Chemical class 0.000 description 1
- 229920002635 polyurethane Polymers 0.000 description 1
- 239000004814 polyurethane Substances 0.000 description 1
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 description 1
- 229910052709 silver Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000004332 silver Substances 0.000 description 1
- 239000000176 sodium gluconate Substances 0.000 description 1
- 229940005574 sodium gluconate Drugs 0.000 description 1
- 235000012207 sodium gluconate Nutrition 0.000 description 1
- 229910052715 tantalum Inorganic materials 0.000 description 1
- GUVRBAGPIYLISA-UHFFFAOYSA-N tantalum atom Chemical compound [Ta] GUVRBAGPIYLISA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000002560 therapeutic procedure Methods 0.000 description 1
- 239000011135 tin Substances 0.000 description 1
- 229910052718 tin Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000001988 toxicity Effects 0.000 description 1
- 231100000419 toxicity Toxicity 0.000 description 1
- 229960003165 vancomycin Drugs 0.000 description 1
- MYPYJXKWCTUITO-LYRMYLQWSA-N vancomycin Chemical compound O([C@@H]1[C@@H](O)[C@H](O)[C@@H](CO)O[C@H]1OC1=C2C=C3C=C1OC1=CC=C(C=C1Cl)[C@@H](O)[C@H](C(N[C@@H](CC(N)=O)C(=O)N[C@H]3C(=O)N[C@H]1C(=O)N[C@H](C(N[C@@H](C3=CC(O)=CC(O)=C3C=3C(O)=CC=C1C=3)C(O)=O)=O)[C@H](O)C1=CC=C(C(=C1)Cl)O2)=O)NC(=O)[C@@H](CC(C)C)NC)[C@H]1C[C@](C)(N)[C@H](O)[C@H](C)O1 MYPYJXKWCTUITO-LYRMYLQWSA-N 0.000 description 1
- MYPYJXKWCTUITO-UHFFFAOYSA-N vancomycin Natural products O1C(C(=C2)Cl)=CC=C2C(O)C(C(NC(C2=CC(O)=CC(O)=C2C=2C(O)=CC=C3C=2)C(O)=O)=O)NC(=O)C3NC(=O)C2NC(=O)C(CC(N)=O)NC(=O)C(NC(=O)C(CC(C)C)NC)C(O)C(C=C3Cl)=CC=C3OC3=CC2=CC1=C3OC1OC(CO)C(O)C(O)C1OC1CC(C)(N)C(O)C(C)O1 MYPYJXKWCTUITO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000003981 vehicle Substances 0.000 description 1
- 229910052725 zinc Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011701 zinc Substances 0.000 description 1
Landscapes
- Materials For Medical Uses (AREA)
- Inorganic Compounds Of Heavy Metals (AREA)
- Pharmaceuticals Containing Other Organic And Inorganic Compounds (AREA)
Description
Opis wynalazku
Przedmiotem wynalazku jest sposób otrzymywania hybrydowych warstw tlenkowo-polimerowych, które mogą zostać utworzone na powierzchni tytanu lub stopu tytanu przeznaczonych do produkcji implantów do tkanki twardej. Wynalazek może być stosowany w obszarze nauk ścisłych (dziedzina nauk chemicznych) jak i technicznych (inżynieria chemiczna, inżynieria materiałowa, technologia chemiczna) lub obszar nauk medycznych i nauk o zdrowiu oraz nauk o kulturze fizycznej. Z obszaru nauk ścisłych jak i technicznych znana jest grupa polimerów jakimi są polibezwodniki. Jest to grupa polimerów zaprojektowana i opracowana dla zastosowań biomedycznych, głównie jako nośniki do kontrolowanego dostarczania leków. Materiały te mogą być produkowane w oparciu o bazie poli(bezwodnik sebacynowy) (PSBA) {wzór 1) lub (ko)polibezwodników, pochodnych kwasu sebacynowego oraz innych kwasów dikarboksylowych {wzór 2).
CPP
CPH
W latach 80-tych XX, wieku alifatyczne polibezwodniki zostały zaproponowane przez Langera i wsp. [Leong KW, Brott BC, Langer R. Biodegradable polyanhydrides as drug carrier matrices. Characterization, degradation and release characteristics. J Biomed MaterRes 1985; 19:941-55) ]ako matryce do kontrolowanego uwalniania leków. Połączenie hydrofobowego charakteru tych polimerów z niestabilnością hydrolityczną ugrupowań bezwodnikowych prowadzi do zjawiska erozji powierzchniowej. W 1996 r. materiał ten po dokonaniu oceny biozgodności, został zatwierdzony przez US FDAjako nośnik leku [Katti DS, Lakshmi S, Langer R, Laurencin CT. Toxicity, biodegradation and elimination of polyanhydrides. Adv Drug Deliv Rev 2002; 54:933-61]. Polibezwodnikiem wykorzystywanym w handlowych preparatach leczniczych jest kopolimer 1,3-karboksy-fenoksy propanu i kwasu sebacynowego (PCPP-SBA). Został on zatwierdzony przez US FDA do stosowania jako nośnik do miejscowego, kontrolowanego dostarczania chemioterapeutyków (BCNU lub karmustyna) w terapii raka mózgu (Gliadel®). Produkty degradacji tego kopolimeru, wyjściowe kwasy dikarboksylowe, są nietoksyczne.
PL 237 207 B1
Znana jest również technika utleniania anodowego tytanu, jego stopów jak i innych metali w celu nadania powierzchni metalu określonych właściwości fizykochemicznych i biologicznych. Metoda ta stosowana jest między innymi do utworzenia porowatych warstw tlenkowych na powierzchni tytanu lub jego stopu. Technika utleniania anodowego pozwala na modyfikację warstwę wierzchniej metali zaporowych. Na ich powierzchni może zostać utworzona warstwa tlenkowa o różnej morfologii powierzchni oraz składzie chemicznym. Dobranie odpowiednich parametrów utleniania anodowego powierzchni metali zaporowych może korzystnie wpłynąć na bioaktywność modyfikowanego powierzchniowo metalu oraz przyspieszyć proces osteointegracji.
Z polskiego opisu patentowego PL407486 znany jest sposób utleniania anodowego tytanu, jego stopów w roztworze zawierającym związki wapnia, fosforu oraz krzemiany wapnia. Proces utleniania anodowego można prowadzić stosując wysokie napięcia zaciskowe do 600 V. Z amerykańskiego opisu patentowego US2014377449 (A1) znana jest metoda utleniana anodowego tytanu w kąpielach zawierających związki wapnia i fosforu oraz następnie zastosowanie immersji utlenionej powierzchni metalu w alkalicznym roztworze wodorotlenku sodu.
Z innego patentu chińskiego CN102115902 (A) znane jest utlenianie anodowe tytanu oraz jego stopów w kąpielach zawierających kwas fosforowy oraz glukonian sodu. Efektem utleniania anodowego jest utworzenie warstw o różnej grubości oraz ich barwie.
Ponadto z patentu KR20130070395 (A) znane są sposoby utleniania anodowego niobu w roztworze kwasu fosforowego, kwasu fluorodoworowego, prowadząc proces w temperaturze kąpieli od -5°C-20°C oraz stosując niższe napięcia zaciskowe w zakresie od 5 do 30 V.
Z patentu GB989800 (A) znany jest sposób utleniania anodowego niobu i tantalu w kąpieli zawierającej kwas fosforowy w ilości 1.8-600 mMol/kg z dodatkiem 25-90% glikolu.
Z patentu US2016168742 (A1) znany jest natomiast sposób utleniania anodowego stopu aluminium w kąpieli zawierającej kwas siarkowy(VI) o stężeniu od 150 g/L do 230 g/L z różnymi dodatkami m.in. 0.5 mg/L-25 mg/L kwasu adypinowego lub kwasu szczawiowego.
Z innego opisu patentowego WO 2013/155618 znany jest sposób otrzymywania powierzchn i o właściwościach antybakteryjnych w wyniku zastosowania technik elektrochemicznych do modyfikacji różnych metali. W patencie tym przedstawiono metodę utleniania anodowego oraz możliwość utworzenia warstw zawierających związki srebra, złota, cynku, niklu, cyny, kadmu, jak również palladu oraz platyny. Przedstawiono również sposób otrzymywania porowatych warstw zawierających antybiotyki, substancje przeciwwirusowe lub przeciwgrzybiczne.
Znane są sposoby otrzymywania materiałów hybrydowych wykorzystujących metodę zanurzeniową, w tym metodę sol-gel. Znane jest z patentu US2018016465 (A1) sposób otrzymywania hybrydowych materiałów organiczno-nieorganicznych opartych na wodnych roztworach poliuretanów. Natomiast z patentu US2017130061 (A1) znany jest sposób otrzymywania warstw tlenkowo-polimerowych na powierzchni metalu z zastosowaniem polimeru jakim jest parylen oraz metody chemicznego osadzania z fazy gazowej. W rozwiązaniu tym zastosowano powłokę parylenową, którą najpierw naniesiono na powierzchnię metalu, a następnie utworzona została warstwa tlenku wybranego metalu. W patencie US2017133292 (A1) przedstawiono natomiast sposób otrzymywania warstw polimerowych parylenowych zwiększających odporność na korozję modyfikowanego powierzchniowo metalu. W patentach tych powłoka parylenowa może być stosowana jako element w wybranych podzespołach urządzeń elektronicznych. Natomiast z patentu US2010196621 (A1) znany jest sposób otrzymywania warstw hybrydowych na powierzchni magnezu, które mogą znaleźć zastosowanie w medycynie. Sposób otrzymywania takich warstw oparty jest na wykorzystaniu techniki plazmowej oraz metody sol-gel. Otrzymywanie tych warstw jest wieloetapowe, ponadto rozwiązanie to dedykowane jest do degradującego w płynach fizjologicznych materiału jakim jest magnez.
Niedogodnością powyższych rozwiązań jest brak możliwości uwolnienia z warstw substancji biologicznie czynnych o kierunkowym działaniu, w celu zapobiegania lub leczenia infekcji bakteryjnych. Z warstw tlenkowych nie zostanie również uwolniony w krótkim czasie lek przeciwwirusowy lub immunosupresyjny. Ponadto, wprowadzona forma wybranej substancji czynnej może zostać zmieniona pod względem składu chemicznego podczas procesu utleniania anodowego.
Celem wynalazku jest otrzymanie hybrydowych warstw tlenkowo-polimerowych, gdzie warstwa tlenkowa może zostać zdegradowana w roztworze fizjologicznym w krótkim czasie, do 10 dni. Stwierdzono nieoczekiwanie podczas prowadzonych prac badawczych, że w celu otrzymania hybrydowych warstw tlenkowo-polimerowych można zastosować związki z grupy polibezwodników.
PL 237 207 B1
Z otrzymanych warstw tlenkowo-polimerowych na bazie polimeru na bazie pochodnych kwasu sebacynowego (wzór 1) lub (ko)polibezwodników, jako pochodnych kwasów dikarboksylowych (wzór 2) zostają uwolnione leki do sztucznego roztworu fizjologicznego podczas pierwszej godziny immersji powłok. Na podstawie przeprowadzonych badań stwierdzono, że z warstwy polimerowej naniesione na warstwę tlenkową, uwalniane do roztworu fizjologicznego są substancje takie jak: amoksycylina, doksycyklina, wankomycyna, cefazolin. Substancje te stosowane są w leczeniu zapaleń wokół implantowanego materiału dentystycznego. Stężenie leku w warstwie tlenkowej jest wystarczające, aby otrzymany materiał z hybrydową powłoką tlenkową-polimerową wykazywał właściwości antybakteryjne względem wybranych szczepów bakterii np. Staphylococcus aureus lub Staphylococcus epidermidis.
Sposób otrzymywania hybrydowych warstw tlenkowo-polimerowych polega na tym, że powierzchnię tytanu, stopu tytanu utlenia się anodowo w kąpieli zawierającej podfosforyn wapnia o stężeniu 0,001 mol/dm3-10 mol/dm3 lub w kąpieli zawierającej zawiesinę bioaktywnego związku w zakresie od 0,1 g/L do 1000 g/L, przy napięciu zaciskowym w zakresie od 0,1 V do 600 V, anodowej gęstości prądu w zakresie 5-5000 A/dm2, proces prowadzi się w temperaturze 20-30°C, w czasie 5-10 minut, a następnie prowadzi się obróbkę powierzchni z zastosowaniem techniki zanurzeniowej, po czym utleniony powierzchniowo metal zanurza się w roztworze polimeru na bazie pochodnych kwasu sebacynowego, następnie suszy.
Korzystnie zawiesinę bioaktywnego związku stanowi krzemian wapnia (CaSiO3) lub ortofosforan wapnia Ca3(PO4)2 lub krzemian dwutlenku (SiO2).
Korzystnie utleniony powierzchniowo tytan lub stop tytanu zanurza się w roztworze poli(bezwodnika sebacynowego) (PSBA) (wzór 1).
Korzystnie utleniony powierzchniowo tytan lub stop tytanu zanurza się w roztworze (ko)polibezwodników, jako pochodnych kwasów dikarboksylowych (wzór 2).
Korzystnie utleniony powierzchniowo tytan lub stop tytanu zanurza się w roztworze (ko)polibezwodników, jako pochodnych kwasu sebacynowego.
Korzystnie do roztworu polimeru (wzór 1 lub wzór 2) dodaje się antybiotyk lub lek przeciwzapalny, lub lek immunosupresyjny, lub lek przeciwgrzybiczny, lub lek przeciwwirusowy stosowany w leczeniu tkanek twardych okołowszczepowych, w ilości od 0,0001 g/L do 1000 g/L.
Korzystnie do roztworu polimeru (wzór 1 lub wzór 2) dodaje się nierozpuszczalne związki fosforanów wapnia (Ca3(PO4)2, Ca10(PO4)6(OH2) lub krzemianów wapnia (CaSiO3), lub dwutlenku krzemu (SiO2) w ilości od 0,1 g/L do 100 g/L.
Korzystnie do roztworu polimeru (wzór 1 lub wzór 2) dodaje się nierozpuszczalne związki fosforanów wapnia (Ca3(PO4)2, Ca10(PO4)6(OH2) lub krzemianów wapnia (CaSiO3), lub dwutlenku krzemu (SiO2) w ilości od 0,1 g/L do 100 g/L oraz antybiotyk lub lek przeciwzapalny, lub lek immunosupresyjny, lub lek przeciwgrzybiczny, lub lek przeciwwirusowy stosowany w leczeniu tkanek twardych okołowszczepowych, w ilości od 0,0001 g/L do 1000 .g/L.
Przedmiot wynalazku objaśniono w poniższych przykładach wykonania.
P r z y k ł a d 1
W procesie modyfikacji warstwy wierzchniej tytanu stosuje się kąpiel zawierającą podfosforyn wapnia o stężeniu 0,1 mol/dm3. Proces prowadzi się w temperaturze 20°C stosując anodową gęstość prądu 100 mA/cm2, napięcie 10 V i czas trwania procesu 5 minut. Następnie na utlenioną powierzchnię metalu nanosi się polimer z 3% roztworu poli(bezwodnika sebacynowego) (PSBA) w dichlorometanie. Szybkość zanurzania próbki utlenionej do roztworu polimeru wynosi 2 cm/min, czas przebywania próbki utlenionej w roztworze polimeru wynosi 60 s, szybkość wyciągania próbki wynosi 2 cm/min, po czym suszy w temperaturze otoczenia w czasie 15 min.
P r z y k ł a d 2
W procesie modyfikacji warstwy wierzchniej stopu tytanu Ti-15Mo stosuje się kąpiel zawierającą podfosforyn wapnia o stężeniu 0,05 mol/dm3. Proces prowadzi się w temperaturze 20°C stosując anodową gęstość prądu 150 mA/cm2, napięcie 300 V i czas trwania procesu 5 minut. Następnie na utlenioną powierzchnię metalu nanosi się polimer z 3% roztworu poli(bezwodnika sebacynowego) (PSBA) w dichlorometanie z dodatkiem 2 g/L amoksycyliny lub klindamycyny lub cefzolin lub dokscycykliny. Szybkość zanurzania próbki, utlenionej do roztworu polimeru wynosi 1 cm/min, czas przebywania próbki utlenionej w roztworze polimeru wynosi 60 s, szybkość wyciągania próbki wynosi 1 cm/min, po czym suszy w temperaturze otoczenia w czasie 15 min.
PL 237 207 B1
P r z y k ł a d 3
W procesie modyfikacji warstwy wierzchniej stopu tytanu Ti-6Al-7Nb stosuje się kąpiel zawierającą podfosforyn wapnia o stężeniu 0,1 mol/dm3. Proces prowadzi się w temperaturze 20°C stosując anodową gęstość prądu 150 mA/cm2, napięcie 450 V i czas trwania procesu 5 minut. Następnie na utlenioną powierzchnię metalu nanosie się polimer z 3% roztworu poli(bezwodnika sebacynowego) (PSBA) w dichlorometanie z dodatkiem 1 g/L fosforanu wapnia (Ca3(PO4)2). Szybkość zanurzania próbki utlenionej do roztworu polimeru wynosi 1 cm/min, czas przebywania próbki utlenionej w roztworze polimeru wynosi 60 s, szybkość wyciągania próbki wynosi 1 cm/min, po czym suszy w temperaturze otoczenia w czasie 15 min.
Proponowane rozwiązanie obejmuje zastosowanie dwóch technik - plazmowego utleniania elektrochemicznego oraz techniki zanurzeniowej do modyfikacji powierzchni tytanu oraz jego stopu. Na wcześniej utlenionej powierzchni metalu, warstwa polimeru na bazie poli(bezwodnika sebacynowego) (PSBA) (wzór 1) lub (ko)polibezwodników, pochodnych kwasu sebacynowego oraz innych kwasów dikarboksylowych (wzór 2) może zostać utworzona stosując metodę zanurzeniową. Roztwór z polimerem stanowi również podstawę do naniesienia na utlenioną powierzchnię metalu wybranej substancji biologicznie czynnej. Zastosowanie kontrolowanego uwalniania leku z szybko degradującej warstwy polimerowej powoduje, że powierzchnia materiału posiada właściwości antybakteryjne, lub przeciwwirusowe. Szybka degradacja warstwy polimerowej pozwala na zastosowaniu minimalnej ilości substancji aktywnej na powierzchni materiału, aby efektywnie działać przeciwko zapaleniom np. septycznym. Ponadto, porowata warstwa tlenkowa pod warstwą polimeru sprzyja procesowi osteointegracji. Proponowane rozwiązanie dotyczy sposobu otrzymywania hybrydowych warstw tlenkowo-polimerowych o kontrolowanym czasie degradacji warstwy polimerowej oraz możliwości otrzymania warstw polimerowych z substancjami o określonych właściwościach biologicznych.
Zaletą rozwiązania według wynalazku jest zastosowanie poli(bezwodnika sebacynowego) (PSBA) (wzór 1) lub (ko)polibezwodników, pochodnych kwasu sebacynowego oraz innych kwasów dikarboksylowych (wzór 2) jako szybko degradujących materiałów polimerowych do powlekania utlenionych anodowo powierzchni stopów tytanu. Kopolimeryzacja kwasu sebacynowego i innych hydrofobowych komonomerów umożliwia otrzymanie (ko)polibezwodników o kontrolowanej szybkości degradacji, w zależności od składu kopolimeru.
Claims (8)
1. Sposób otrzymywania hybrydowych warstw tlenkowo-polimerowych, znamienny tym, że powierzchnię tytanu, stopu tytanu utlenia się anodowo w kąpieli zawierającej podfosforyn wapnia o stężeniu 0,001 mol/dm3-10 mol/dm3 lub w kąpieli zawierającej zawiesinę bioaktywnego związku w zakresie od 0,1 g/L do 1000 g/L, przy napięciu zaciskowym w zakresie od 0,1 V do 600 V, anodowej gęstości prądu w zakresie 5-5000 A/dm2, proces prowadzi się w temperaturze 20-30°C, w czasie 5-10 minut, a następnie prowadzi się obróbkę powierzchni z zastosowaniem techniki zanurzeniowej, po czym utleniony powierzchniowo metal zanurza się w roztworze polimeru na bazie pochodnych kwasu sebacynowego, następnie suszy.
2. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że zawiesinę bioaktywnego związku stanowi krzemian wapnia (CaSiO3) lub ortofosforan wapnia Ca3(PO4)2 lub krzemian dwutlenku (SiO2).
3. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że utleniony powierzchniowo tytan lub stop tytanu zanurza się w roztworze poli(bezwodnika sebacynowego) (PSBA) (wzór 1).
4. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że utleniony powierzchniowo tytan lub stop tytanu zanurza się w roztworze (ko)polibezwodników, jako pochodnych kwasów dikarboksylowych (wzór 2).
5. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że utleniony powierzchniowo tytan lub stop tytanu zanurza się w roztworze (ko)polibezwodników, jako pochodnych kwasu sebacynowego.
6. Sposób według zastrz. 1-4, znamienny tym, że do roztworu polimeru (wzór 1 lub wzór 2) dodaje się antybiotyk lub lek przeciwzapalny, lub lek immunosupresyjny, lub lek przeciwgrzybiczny, lub lek przeciwwirusowy stosowany w leczeniu tkanek twardych okołowszczepowych, w ilości od 0,0001 g/L do 1000 g/L.
PL 237 207 Β1
7. Sposób według zastrz. 1-4, znamienny tym, że do roztworu polimeru (wzór 1 lub wzór 2) dodaje się nierozpuszczalne związki fosforanów wapnia (Cas(PO4)2, Caio(P04)e(OH2) lub krzemianów wapnia (CaSiOs), lub dwutlenku krzemu (S1O2) w ilości od 0,1 g/L do 100 g/L.
8. Sposób według zastrz. 1—4, znamienny tym, że do roztworu polimeru (wzór 1 lub wzór 2) dodaje się nierozpuszczalne związki fosforanów wapnia (Cas(PO4)2, Caio(P04)e(OH2) lub krzemianów wapnia (CaSiOs), lub dwutlenku krzemu (S1O2) w ilości od 0,1 g/L do 100 g/L oraz antybiotyk lub lek przeciwzapalny, lub lek immunosupresyjny, lub lek przeciwgrzybiczny, lub lek przeciwwirusowy stosowany w leczeniu tkanek twardych okołowszczepowych, w ilości od 0,0001 g/L do 1000 g/L.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| PL425256A PL237207B1 (pl) | 2018-04-17 | 2018-04-17 | Sposób otrzymywania hybrydowych warstw tlenkowo-polimerowych |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| PL425256A PL237207B1 (pl) | 2018-04-17 | 2018-04-17 | Sposób otrzymywania hybrydowych warstw tlenkowo-polimerowych |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| PL425256A1 PL425256A1 (pl) | 2019-10-21 |
| PL237207B1 true PL237207B1 (pl) | 2021-03-22 |
Family
ID=68238700
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| PL425256A PL237207B1 (pl) | 2018-04-17 | 2018-04-17 | Sposób otrzymywania hybrydowych warstw tlenkowo-polimerowych |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| PL (1) | PL237207B1 (pl) |
Families Citing this family (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| PL236821B1 (pl) * | 2020-01-21 | 2021-02-22 | Politechnika Slaska Im Wincent | Sposób otrzymywania warstw polimerowych na powierzchni tytanu lub stopów tytanu na bazie polimeru z tlenkami |
| PL236823B1 (pl) | 2020-01-21 | 2021-02-22 | Politechnika Slaska Im Wincent | Sposób otrzymywania warstw polimerowych na powierzchni tytanu lub stopów tytanu na bazie polimeru z fosforanami |
| PL237829B1 (pl) * | 2020-01-21 | 2021-05-31 | Politechnika Slaska Im Wincent | Sposób otrzymywania warstw polimerowych na powierzchni tytanu lub stopów tytanu na bazie polimeru z lekami |
| PL236359B1 (pl) | 2020-01-21 | 2021-01-11 | Politechnika Slaska Im Wincent | Sposób otrzymywania warstw polimerowych na powierzchni tytanu lub stopów tytanu |
Family Cites Families (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| PL225227B1 (pl) * | 2014-03-11 | 2017-03-31 | Politechnika Śląska | Sposób modyfikacji warstwy wierzchniej tytanu i jego stopów metodą plazmowego utleniania elektrochemicznego |
| US10553512B2 (en) * | 2015-11-09 | 2020-02-04 | Hzo, Inc. | Hybrid parylene-metal oxide layers for corrosion resistant coatings |
-
2018
- 2018-04-17 PL PL425256A patent/PL237207B1/pl unknown
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| PL425256A1 (pl) | 2019-10-21 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| PL237207B1 (pl) | Sposób otrzymywania hybrydowych warstw tlenkowo-polimerowych | |
| EP3562526B1 (de) | Stent aus einer biologisch abbaubaren magnesiumlegierung mit einer magnesiumfluorid-beschichtung und einer organischen beschichtung | |
| JP5618460B2 (ja) | 細菌接着およびバイオフィルム形成の阻害のための抗微生物コーティング | |
| Wu et al. | Surface design of biodegradable magnesium alloys—A review | |
| CA2378487C (en) | Antibiotic(s)-polymer combination | |
| CN101385875B (zh) | 一种可完全降解吸收的药物缓释镁合金支架及应用 | |
| EP2386322B1 (de) | Herstellung, Verfahren und Verwendung von wirkstofffreisetzenden Medizinprodukten zur permanenten Offenhaltung von Blutgefässen | |
| Wang et al. | Mussel-inspired nano-multilayered coating on magnesium alloys for enhanced corrosion resistance and antibacterial property | |
| EP2683421B1 (de) | Endoprothese mit einer wirkstoffbeschichtung | |
| EP2744532A1 (de) | Resorbierbare stents, welche eine magnesiumlegierung enthalten | |
| DE19781971B4 (de) | Verfahren zur Beschichtung von Oberflächen von Metall-Implantaten | |
| Leśniak-Ziółkowska et al. | Antibacterial and cytocompatible coatings based on poly (adipic anhydride) for a Ti alloy surface | |
| CN108939155B (zh) | 一种镁基组织工程材料抗菌涂层及其制备方法 | |
| Davoodian et al. | PLGA-coated drug-loaded nanotubes anodically grown on nitinol | |
| EP2414563B1 (en) | A method of surface treatment of an implant, an implant treated by said method and an electrolyte solution for use in said method | |
| WO2012037240A2 (en) | Compositions, methods and devices for generating nanotubes on a surface | |
| DE102012210804B4 (de) | Verfahren zur Erzeugung einer bakteriziden Schicht auf einem Grundkörper aus Titan oder einer Titanbasislegierung | |
| WO2013040208A1 (en) | Compositions, methods and devices for generating nanotubes on a surface | |
| Yang et al. | Biocompatibility of surface-modified magnesium and magnesium alloys | |
| EP3815720A1 (en) | Method of obtaining polymer layers on the surface of titanium or titanium alloys based on a polymer with drugs | |
| EP3831417A1 (en) | Method for producing polymer layers on the surface of titanium or titanium alloys based on a polymer with phosphates | |
| EP3815718A1 (en) | Method for producing polymers layers on the surface of titanium or titanium alloys based on a polymer with oxides | |
| PL237666B1 (pl) | Sposób otrzymywania warstw polimerowych na powierzchni tytanu lub stopów tytanu na bazie polimeru z tlenkami i fosforanami | |
| EP3815719A1 (en) | Method for producing polymer layers on the surface of titanium or titanium alloys | |
| PL236822B1 (pl) | Sposób otrzymywania warstw polimerowych na powierzchni tytanu lub stopów tytanu na bazie polimeru z fosforanami i lekami |