RU133717U1

RU133717U1 - PLATE FOR EXCHANGEOUS OSTEOSYNTHESIS

Info

Publication number: RU133717U1
Application number: RU2013125600/14U
Authority: RU
Inventors: Игорь Леонидович Шлыков; Кирилл Александрович Бердюгин; Эмилия Борисовна Макарова; Анна Петровна Рубштейн; Илья Шмулевич Трахтенберг; Александр Борисович Владимиров
Priority date: 2013-06-03
Filing date: 2013-06-03
Publication date: 2013-10-27

Abstract

Пластина для накостного остеосинтеза из сплава титана или из сплава на основе железа, отличающаяся тем, что пластина выполнена с покрытием из твердого аморфного алмазоподобного углерода толщиной 0,5-1,5 мкм, под которым расположен промежуточный адгезионный слой, выполненный из титана или его соединений с углеродом, толщиной 0,05-0,15 мкм для усиления сцепления покрытия с основным материалом пластины.A plate for bone osteosynthesis from a titanium alloy or from an iron-based alloy, characterized in that the plate is coated with a solid amorphous diamond-like carbon with a thickness of 0.5-1.5 μm, under which there is an intermediate adhesive layer made of titanium or its compounds with carbon, a thickness of 0.05-0.15 microns to enhance adhesion of the coating to the base material of the plate.

Description

Полезная модель относится к медицине, а именно к погружным фиксирующим устройствам для накостного остеосинтеза и может быть использована в травматологии и ортопедии при оперативном лечении переломов трубчатых костей.The utility model relates to medicine, namely to immersion fixation devices for bone osteosynthesis and can be used in traumatology and orthopedics for surgical treatment of fractures of tubular bones.

Исходя из опыта применения накостных фиксаторов, одной из проблем погружного остеосинтеза является развитие резорбции костной ткани, вызванной ионами металлов, входящих в состав фиксатора. Известно, что при коррозии металлофиксаторов, содержащих железо, идет накопление ионов железа в лимфоидных органах (Гюнтер В.Э. // Росс. вестн. дентал. имплантол. 2003. №2). Кроме этого, учитывая усилия, направленные на введение винтов и накостной пластины, которую они фиксируют, необходимо обеспечить уменьшение коэффициента трения и упрочение поверхности материала пластины, и, следовательно, уменьшить вероятность попадания в живую ткань металлических частей износа.Based on the experience of using osseous fixatives, one of the problems of submersible osteosynthesis is the development of bone resorption caused by metal ions that make up the fixative. It is known that during corrosion of metal fixators containing iron, there is an accumulation of iron ions in lymphoid organs (Guenter V.E. // Ross. Vestn. Dental. Implantol. 2003. No. 2). In addition, given the efforts aimed at introducing screws and the osseous plate, which they fix, it is necessary to reduce the coefficient of friction and harden the surface of the plate material, and, therefore, reduce the likelihood of metal parts of wear getting into living tissue.

Известны конструкции позволяющие провести накостный остеосинтез костей (патент РФ 2022534, Анкин Л.Н.). Открытым или полузакрытым путем данная пластина укладывается на костное ложе и фиксируется к кости винтами, эффективно соединяя костные отломки.Known designs allow for bone osteosynthesis of bones (RF patent 2022534, Ankin L.N.). Open or half-closed, this plate is placed on the bone bed and fixed to the bone with screws, effectively connecting bone fragments.

Однако данная конструкция, выполненная из сплава на основе железа или титана, привнесенная в трубчатую кость, не исключают попадания в живую ткань металлических частей износа. Кроме того, возможно развитие резорбции костной ткани вследствие постоянного контакта с металлической поверхностью пластины в организме пациента.However, this design, made of an alloy based on iron or titanium, introduced into the tubular bone, does not exclude the ingress of metal parts into the living tissue. In addition, the development of bone resorption due to constant contact with the metal surface of the plate in the patient's body is possible.

Известна, например, пластина накостная, используемая в операциях остеосинтеза трубчатых костей (каталог НПИО МеДеТаль - http://www.medetal.ru/node/53), выполненная из сплава на основе титана.Known, for example, is a osseous plate used in osteosynthesis of tubular bones (NPID MeDeTal catalog - http://www.medetal.ru/node/53) made of an alloy based on titanium.

Однако пластина имеет недостаточно высокую твердость, кроме того при использовании ее не исключается развитие резорбции костной ткани.However, the plate does not have a sufficiently high hardness; moreover, the use of it does not exclude the development of bone resorption.

Технический результат - создание усовершенствованной накостной пластины с покрытием, повышающим прочностные свойства ее поверхности, нейтральность к контактирующим с ней тканям и позволяющим тем самым предотвратить возможную коррозию металла пластины и резорбцию костной ткани.The technical result is the creation of an improved osseous plate with a coating that increases the strength properties of its surface, neutrality to the tissues in contact with it, and thereby preventing possible corrosion of the plate metal and bone resorption.

Для решения поставленной задачи пластина для накостного остеосинтеза, выполненная из сплава титана или из сплава на основе железа, согласно полезной модели, выполнена с покрытием из твердого аморфного алмазоподобного углерода толщиной 0,5-1,5 мкм, под которым расположен промежуточный адгезионный слой, выполненный из титана или его соединений с углеродом толщиной 0,05-0,15 мкм для усиления сцепления покрытия с основным материалом винта.To solve the problem, a plate for bone osteosynthesis made of an alloy of titanium or an alloy based on iron, according to a utility model, is made with a coating of solid amorphous diamond-like carbon with a thickness of 0.5-1.5 μm, under which there is an intermediate adhesive layer made from titanium or its compounds with carbon with a thickness of 0.05-0.15 microns to enhance adhesion of the coating to the main material of the screw.

Снабжение поверхности пластины покрытием из твердого аморфного алмазоподобного углерода толщиной 0,5-1,5 мкм позволяет произвести упрочнение рабочей части (твердость поверхности интрамедуллярного стержня с нанесенным покрытием составляет 7000-10000 кг\см2 при коэффициенте трения не более 0,1), а сам углерод обеспечивает максимальную нейтральность к окружающим тканям организма (Lifshits. Diamond-like carbon - present status. Diamond and related materials 8 (1999) 1659-1676, Cui F.Z., Li D.J. A review of investigations on biocompatibility of diamond-like carbon and carbon nitride films. Surface and Coatings Technology 131 (2000) 481-487). Материал покрытия пластины является не токсичным и биологически совместимым с окружающими тканями (доказано авторами при доклинических и токсикологических исследованиях). Наличие промежуточного слоя обеспечивает наилучшее химическое взаимодействие между материалом, из которого выполнен стержень (стандартная пластина: сплав титана марки BT 14 или сплав на основе железа 12X18H9T) и твердым аморфным алмазоподобным углеродом, а его толщина является оптимальной для обеспечения прочной адгезии. Покрытие может быть нанесено на пластину известными способами, например, используя плазменный метод или конденсацию ионов углерода с энергией 100 эВ, образующихся при магнетронном или дуговом распылении графита (патент РФ №2360032, патент РФ №80743).Providing a plate surface with a coating of solid amorphous diamond-like carbon with a thickness of 0.5-1.5 μm allows hardening of the working part (the hardness of the surface of the intramedullary rod with the coating is 7000-10000 kg \ cm2 with a friction coefficient of not more than 0.1), and carbon provides maximum neutrality to the surrounding tissues of the body (Lifshits. Diamond-like carbon - present status. Diamond and related materials 8 (1999) 1659-1676, Cui FZ, Li DJ A review of investigations on biocompatibility of diamond-like carbon and carbon nitride films. Surface and Coatings Technology 131 (2000) 481-487). The coating material of the plate is non-toxic and biologically compatible with surrounding tissues (proved by the authors in preclinical and toxicological studies). The presence of an intermediate layer provides the best chemical interaction between the material from which the core is made (standard plate: BT 14 titanium alloy or 12X18H9T iron-based alloy) and amorphous diamond-like solid carbon, and its thickness is optimal to ensure strong adhesion. The coating can be applied to the plate by known methods, for example, using the plasma method or the condensation of carbon ions with an energy of 100 eV generated by magnetron or arc sputtering of graphite (RF patent No. 2360032, RF patent No. 80743).

Пластина для накостного остеосинтеза представляет собой пластину стандартной конструкции, изготовленную из сплава титана марки BT 14 или из сплава на основе железа 12X18H9T, которая имеет покрытие из двух слоев: промежуточный адгезионный слой толщиной 0,05-0,15 мкм, выполненный из титана или его соединений с углеродом и слой из твердого аморфного алмазоподобного углерода толщиной 0,5-1,5 мкм. На Фиг.1 представлены накостные пластины различных типоразмеров.A plate for bone osteosynthesis is a standard-design plate made of BT 14 titanium alloy or 12X18H9T iron-based alloy, which has a coating of two layers: an intermediate adhesive layer 0.05-0.15 microns thick, made of titanium or its compounds with carbon and a layer of solid amorphous diamond-like carbon with a thickness of 0.5-1.5 microns. Figure 1 shows the bone plates of various sizes.

Оперативное вмешательство выполняют по стандартной технологии, не отличающейся от введения пластины без покрытия. Использование накостной пластины, имеющей покрытие из твердого аморфного алмазоподобного углерода позволит избежать развития асептического некроза и резорбции костной ткани, повышаются прочностные и трибологические свойства поверхности пластины. При этом не усложняется операционный прием и не увеличивается травматичность операции.Surgery is performed according to standard technology that does not differ from the introduction of a plate without coating. The use of a osseous plate coated with solid amorphous diamond-like carbon will avoid the development of aseptic necrosis and bone resorption, and the strength and tribological properties of the surface of the plate increase. At the same time, the surgical reception is not complicated and the invasiveness of the operation does not increase.

Claims

A plate for bone osteosynthesis from a titanium alloy or from an alloy based on iron, characterized in that the plate is coated with a solid amorphous diamond-like carbon with a thickness of 0.5-1.5 μm, under which there is an intermediate adhesive layer made of titanium or its compounds with carbon, a thickness of 0.05-0.15 microns to enhance adhesion of the coating to the base material of the plate.