RU157440U1 - Имплантат для имплантации в костную ткань - Google Patents

Abstract

1. Имплантат для имплантации в костную ткань, имеющий поверхность имплантата, включающую микрошероховатость, которая включает поры и пики, имеющие диаметр пор ≤ 1мкм, глубину пор ≤ 500 нм и ширину пика на уровне половины глубины пор от 15 до 150% диаметра пор, отличающийся тем, что на внешней стороне поверхности по всей поверхности внутрикостной части имплантата с шагом L по ширине и длине выполнены отверстия в виде усеченного конуса, основание которого заглублено не менее чем на 40 мкм, причем отверстия выполнены лучом лазера путем поворота его на 360° под углом α к оси формируемого отверстия, а микрошероховатость поверхности сформирована на всей поверхности имплантата путем вдувания частиц линейно-цепочечного углерода под давлением, при этом угол α определен диапазоном 25-45°, а шаг L - равенством суммарных площадей оснований конусов и оставшейся поверхности.2. Имплантат по п. 1, причем указанный имплантат представляет собой металлический имплантат.3. Имплантат по п. 2, причем указанный металлический имплантат изготовлен из промышленно чистого титана или сплава титана.4. Имплантат по п. 1, причем указанный имплантат представляет собой стоматологический имплантат.5. Имплантат по п. 1, причем указанный имплантат представляет собой ортопедический имплантат.

Description

Полезная модель относится к области металлических имплантатов для вставления в костную ткань металлического имплантата с наличием шероховатости и имеющего оптимизированные элементы остеоинтеграции, приводящие к улучшенному соединению имплантата с костью.

В данной области техники некоторые металлы или сплавы металлов, такие как титан, цирконий, гафний, тантал, ниобий или их сплавы, применяются для образования относительно прочных связей с костной тканью. Хотя соединение между данным металлом и костной тканью является относительно прочным, необходимо его усилить. В данной области техники разработаны металлические имплантаты с поверхностями, подходящими для усовершенствования их остеоинтеграции. Некоторые из этих способов направлены на изменение морфологии этого поверхностного слоя, повышение его шероховатости, повышение толщины и кристалличности слоя оксида титана.

Шероховатость поверхности может быть обеспечена, например, плазменным напылением, струйной очисткой или травлением и т.д.

Имплантат состоит из одной или нескольких частей имплантата. Стоматологический имплантат обычно включает стоматологическую неподвижно закрепленную деталь, которая может отдельно именоваться имплантатом, даже если другие части должны соединяться с ней.

В настоящем описании используется термин «имплантат (предназначенный) для имплантации в костную ткань» и относится как к стоматологическим имплантатам, так и ортопедическим имплантатам и подобных им. Имплантат для имплантации в костную ткань можно также именовать имплантатом костной ткани.

Используемый в настоящем описании термин «поверхность имплантата» может включать всю площадь поверхности имплантата или ее части.

Примером поверхности имплантата, предназначенного для имплантации в костную ткань, является поверхность стоматологической неподвижно закрепленной детали, которая предназначена для имплантации в челюстную кость пациента и должна контактировать с костной тканью.

Другим примером поверхности имплантата, предназначенного для имплантации в костную ткань, является поверхность тазобедренного сустава, который предназначен для имплантации в шейку бедренной кости пациента. Используемый в настоящем описании термин «микрошероховатость» относится к шероховатости, включающей поры, имеющие диаметр пор, равный 1 мкм или меньше его, и глубину пор, равную 1 мкм или меньше ее.

Известен металлический имплантат на основе титана,

предназначенный для вставления в костную ткань, полученный струйной обработкой внешней области имплантата частицами оксида алюминия под давлением, химической обработкой внешней области имплантата, подвергнутой струйной обработке кислотной композицией, включающей серную кислоту и фтористоводородную кислоту, и термической обработкой внешней области имплантата, подвергнутой струйной обработке и химической обработке, путем нагревания до температуры 200-450°C в течение 15-120 (RU 2448739, A61L 27/06 A61C 8/00 A61K 6/00, опубл. 27.04.2012)

В изобретении по патенту RU 2435613, A61L 27/06, A61F 2/28, опубл. 10.12.2011 описана поверхность металлического имплантата на основе титана, предназначенного для введения в костную ткань, которая содержит по существу чистый оксид титана и имеет толщину 8-50 нм. Описан также способ получения этой поверхности. Эта поверхность обладает хорошей микрометрической шероховатостью и составом, который практически не содержит примесей, и толщиной, которая приблизительно втрое больше толщины традиционных поверхностей.

С помощью указанных технических решений получают поверхности с микрометрической шероховатостью, но с малой толщиной поверхностного оксида титана, что влечет к недостаточной физико-механической связи F-сцепления, основанной на соединении поверхности ткани и металла.

Известен патент на изобретение RU 2314772, А61С 8/00, A61L 27/54, A61F 2/02, опубл. 20.01.2008, который принят за прототип. Изобретение относится к получению поверхности имплантата, предназначенного для имплантации в костную ткань, который включает обеспечение микрошероховатости, включающей поры и пики, имеющие диаметр пор ≤1 мкм, глубину пор ≤500 нм и ширину пиков на уровне половины глубины пор ≤500 нм, и ширину пика на уровне половины глубины пор от 15 до 150% диаметра пор.

Однако, указанные технические решения не обеспечивают достаточно прочный контакт со стенками костного ложа, что не позволяет решить задачу высокопрочного врастания костной ткани в имплантат.

Целью настоящей полезной модели является создание имплантата, формирующего механически более прочную связь с костной тканью и предназначенного для имплантации в костную ткань, такой как поверхность ортопедического или стоматологического имплантата.

Поставленная цель достигается тем, что в имплантате для имплантации в костную ткань, имеющем поверхность имплантата, включающую микрошероховатость, которая включает поры и пики, имеющие диаметр пор ≤1 мкм, глубину пор ≤500 нм и ширину пика на уровне половины глубины пор от 15 до 150% диаметра пор, согласно полезной модели на внешней стороне поверхности по всей поверхности внутрикостной части имплантата с шагом L по ширине и длине выполнены отверстия в виде усеченного конуса, основание которого заглублено не менее чем на 40 мкм, причем отверстия выполнены лучом лазера путем поворота его на 360° под углом α к оси формируемого отверстия, а микрошероховатость поверхности сформирована на всей поверхности имплантата путем вдувания частиц линейно-цепочечного углерода под давлением, при этом угол α определен диапазоном 25°-45°, а шаг L - равенством суммарных площадей оснований конусов и оставшейся поверхности.

Указанный имплантат представляет собой металлический имплантат, изготовленный из промышленно чистого титана или сплава титана. Причем указанный имплантат представляет собой стоматологический имплантат. Причем указанный имплантат представляет собой ортопедический имплантат.

Следует отметить, что малый размер заглубления (менее 40 мкм) приводит к «выскальзыванию» тканей из конусных отверстий, а не к разрыву тканей в приграничной зоне отверстий.

Угол α взят в диапазоне 25°-45°, что обусловлено упругими свойствами костного регенерата и его способностями сжиматься при воздействии осевого усилия. А после α=45° затрудняются условия остеоинтеграции у основания конуса.

Шаг L обусловлен равенством суммарной поверхности сформированных конусных отверстий с площадью оставшейся поверхности. Данное условие обеспечивает рациональное соотношение при воздействии усилия на разрыв.

Сущность полезной модели поясняется графическими материалами, где на фиг. 1 изображен общий вид поверхности имплантата с поперечным разрезом отверстий, выполненных в виде усеченного конуса.

При установке имплантата в костное ложе достигается надежная фиксация внутрикостной части в результате формирования дополнительной силы, связанной с разрывом биоткани в момент физического воздействия, обусловленной поверхностью остеоинтеграционых элементов, выполненных в виде отверстий усеченного конуса, а также за счет большой площади контакта с костью, обусловленной микрошероховатостью поверхности имплантата, обеспечивающей возможность равномерного распределения остаточных напряжений, адгезии и фиксации первоначальных белков, а также адгезии, пролиферации и клеточного созревания и стабильности внеклеточной матрицы, когда в пограничном имплантату пространстве стадийно формируются зрелые костные структуры. Кость постепенно интегрирует с развитым до схожести с ее микроархитектоникой рельефом имплантата, что приводит к образованию прочного соединения “костная ткань - имплантат”.

Металлический имплантат на основе титана пригоден для вставления в костную ткань, таким образом, он может быть зубным имплантатом, ортопедическим имплантатом и т.д., в зависимости от костной ткани, в которую предполагается вставлять имплантат. Данная специфическая морфология поверхности дает устойчивое врастание кости. При данной специфической морфологии вновь сформированная кость, которая врастает в отверстия и неровности поверхности имплантата, нелегко отламывается от старой кости.

Технический результат - повышение стабильности установки имплантата, улучшение условий остеоинтеграции путем обеспечения увеличения области контакта и, таким образом, связывания между имплантатом и костной тканью, приводящего к увеличенной механической способности к удерживанию и прочности, т.е. к улучшенной остеоинтеграции имплантата.

Claims (5)

1. Имплантат для имплантации в костную ткань, имеющий поверхность имплантата, включающую микрошероховатость, которая включает поры и пики, имеющие диаметр пор ≤ 1мкм, глубину пор ≤ 500 нм и ширину пика на уровне половины глубины пор от 15 до 150% диаметра пор, отличающийся тем, что на внешней стороне поверхности по всей поверхности внутрикостной части имплантата с шагом L по ширине и длине выполнены отверстия в виде усеченного конуса, основание которого заглублено не менее чем на 40 мкм, причем отверстия выполнены лучом лазера путем поворота его на 360° под углом α к оси формируемого отверстия, а микрошероховатость поверхности сформирована на всей поверхности имплантата путем вдувания частиц линейно-цепочечного углерода под давлением, при этом угол α определен диапазоном 25-45°, а шаг L - равенством суммарных площадей оснований конусов и оставшейся поверхности.

2. Имплантат по п. 1, причем указанный имплантат представляет собой металлический имплантат.

3. Имплантат по п. 2, причем указанный металлический имплантат изготовлен из промышленно чистого титана или сплава титана.

4. Имплантат по п. 1, причем указанный имплантат представляет собой стоматологический имплантат.

5. Имплантат по п. 1, причем указанный имплантат представляет собой ортопедический имплантат.

Images