PL241556B1 - Modyfikowany proszek hydroksyapatytowy (HAp) - Google Patents

Abstract

Przedmiotem zgłoszenia jest modyfikowany proszek hydroksyapatytowy (HAp), stosowany zwłaszcza w implantologii dedykowany do natrysku zimnym gazem, który charakteryzuje się tym, że składa się ze sproszkowanego granulatu o składzie wagowym 3 - 5% tytanu, 5 - 8% syntetycznego diamentu, pozostała część stanowi proszek hydroksyapatytowy HAp, tak aby cała mieszanka stanowiła 100% wagowo. Wielkości ziaren granulatu tytanu, diamentu oraz HAp wynosi od 25 do 45 µm.

Description

Opis wynalazku

Przedmiotem wynalazku jest modyfikowany proszek hydroksyapatytowy (HAp), przeznaczony do wytwarzania powłok ochronnych na metalowe implanty w implantologii i inżynierii biomedycznej.

Biomateriał stanowi nietypową kompozycję w formie odmiennej od leku, która zastosowana może być trwale czy też tymczasowo, jako element bądź kompleksowy zestaw zastępujący lub funkcjonujący w charakterze organu albo tkanki. Wobec tego biomateriałem nazywa się substancję pochodzenia metalicznego, ceramicznego lub polimerowego, zdolną do współistnienia z biologicznymi systemami, wykorzystywaną do leczenia, diagnozowania, poprawiania bądź zastępowania funkcji chorych tkanek lub narządów. Tym samym biomateriałami określa się naturalne bądź sztuczne materiały stosowane w celu wspomagania lub zastępowania funkcji żywych tkanek. Kluczowymi atrybutami wyróżniającymi tego rodzaju materiały są brak toksyczności oraz immunogenności hydroksyapatytu (HAp) o wzorze sumarycznym Ca10(PO4)6(OH)2 występującym w charakterze soli kompleksowej wapniowo i fosforowo. Posiada stosunek wagowy 39,68% Ca; 18,45% P; Ca/P 2,15. Dysponuje dużą stabilnością w środowisku wodnym w zakresie pH równego 4,2-8,0. Jedną z technik nanoszenia powłoki HAp na metalowe implanty jest technologia natrysku plazmowego. Ze względu na złożoność struktury HAp i technik osadzania zagadnienie jakości powłok jest ciągle badane.

Znany jest z publikacji opisu patentowego PL216995 sposób otrzymywania kompozytowego kościozastępczego materiału implantacyjnego zawierającego gips, chitozan i hydroksyapatyt. Sposób polega na tym, że wyjściowy proszek składający się z półwodnego siarczanu wapnia (CSH) w ilości 40-100% masowych z dodatkiem wysoko reaktywnego hydroksyapatytu korzystnie modyfikowanego jonami Mg, Ti, CO3 w ilości 0-60% masowych zarabia się 0,5-2,0% roztworem chitozanu w wodnym roztworze kwasu octowego o stężeniu 0,2-2,0% w ilości 0,4-0,7 ml/g mieszaniny, uzyskując pastę typu cementowego o konsystencji plastycznej masy wiążącej w miejscu implantacji.

Znany jest z publikacji opisu patentowego PL214987 sposób wytwarzania kompozytowego preparatu implantacyjnego do wypełniania ubytków kostnych, który rozwiązuje problem połączenia takich cech materiałów implantacyjnych, jak biozgodność, bioaktywność, a także inne cechy właściwe bioceramice wapniowo-fosforanowej z wysoką wytrzymałością mechaniczną. Tlenek magnezu w ilości od 7 do 16% masowych, otrzymywany korzystnie przez prażenie 4MgCOsMg(OH)25H2O miesza się z wodorofosforanem amonu NH4H2PO4 w ilości od 19 do 45% masowych, następnie dodaje się hydroksyapatyt Ca10(PO4)6(OH)2, poddany ewentualnie obróbce cieplnej w temp 600-900°C w ilości od 40 do 75% masowych oraz dziesięciowodny pirofosforan 45 sodu Na4P2O710H2O w ilości od 4 do 10% mas. i zarabia wodą tak, aby uzyskać konsystencję pasty umożliwiającą aplikację. Po związaniu i stwardnieniu otrzymuje się kompozyt zawierający od 30 do 65% hydroksyapatytu i od 35 do 70% struwitu.

Z europejskiego opisu patentowego EP2173392 znany jest sposób otrzymywania materiału implantacyjnego do wypełniania ubytków kostnych, polegający na tym, że miesza się fosforan wapnia z fosforanem magnezu w wodnym roztworze fosforanu amonu przy zachowaniu odpowiednich stosunków wagowych, przy czym magnez jest wprowadzany poprzez związek o wzorze MgxCay(PO4)2Oz, otrzymywany w wyniku spiekania fosforanu magnezu z fosforanem wapnia. W wyniku wiązania materiału otrzymuje się fosforany wapnia i magnezu o nieokreślonym składzie.

Modyfikowany proszek hydroksyapatytowy (HAp), dedykowany do natrysku zimnym gazem, charakteryzuje się tym, że ma postać sproszkowanego granulatu zawierającym wagowo 3-5% tytanu, 5-8% syntetycznego diamentu, zaś pozostała część stanowi proszek hydroksyapatytowy HAp, tak aby cała mieszanka stanowiła 100% wagowo. Wielkości ziaren granulatu tytanu, diamentu oraz hydroksyapatytu wynosi od 25 do 45 μm.

Zaletą uzyskanego modyfikowanego proszku hydroksyapatytowego, według wynalazku, jest możliwość uzyskania powłoki, podczas procesu natrysku zimnym gazem, która znajdzie zastosowanie w szerokorozumianej implantologii i inżynierii biomedycznej. Utworzona powłoka z mieszaniny proszków cechuje się dobrymi właściwościami mechanicznymi, a duża biozgodność umożliwia zminimalizowanie ingerencji implantu w żywy organizm. Powłoki utworzone z takiej mieszaniny zachowują wszystkie cechy powłok hydroksyapatowych. Dzięki zawartości sproszkowanego diamentu czas życia mikroorganizmów na tej powłoce jest znacząco skrócony.

P r z y k ł a d wykonania

Modyfikowany proszek hydroksyapatytowy uzyskuje się poprzez wymieszanie sproszkowanego granulatu o składzie wagowym 25 g tytanu, 40 g syntetycznego diamentu i hydroksyapatytu 435 g. Mieszaninę należy przygotować w środowisku wolnym od zanieczyszczeń pyłowych i wilgotności nie

PL 241 556 B1 większej niż 50%. Wielkości ziaren granulatu tytanu, diamentu oraz HAp mieści się w przedziale 25-45 μm. Uzyskana mieszanina dedykowana jest do natrysku zimnym gazem. Przygotowaną mieszaniną zasypujemy podajnik proszku, w zależności od wielkości natryskiwanego elementu. Pod ciśnieniem 45 bar kierujemy głowicę natryskującą na podłoże metalowe, wykonane na przykład z tytanu. Nośnikiem ziaren powłoki jest gaz helowy. System kontroli przepływu proszku ustalono dogrzewanie gazu nośnego do temperatur 800°C aby zwiększyć energię kinetyczną ziaren opuszczających głowice natryskującą. Grubość powstałej warstwy ustala się poprzez zmianę prędkości przesuwu głowicy natryskującej. Zalecana odległość głowicy natryskującej od podłoża to 50 mm. Podłoże wcześniej powinno być wypiaskowane i odtłuszczone.

Claims (1)

1. Zastrzeżenie patentowe

   1. Modyfikowany proszek hydroksyapatytowy (HAp), dedykowany do natrysku zimnym gazem, znamienny tym, że ma postać sproszkowanego granulatu zawierającego 3-5% wag. tytanu oraz 5-8% wag. syntetycznego diamentu, zaś pozostałą część stanowi proszek hydroksyapatytowy HAp, tak aby cała mieszanka stanowiła 100% wagowo, przy czym wielkości ziaren granulatu tytanu, diamentu oraz hydroksyapatytu wynosi od 25 do 45 μm.