RU188469U1

RU188469U1 - Фиксатор для накостного остеосинтеза

Info

Publication number: RU188469U1
Application number: RU2018134095U
Authority: RU
Inventors: Стелла Вагериосовна Гюльназарова; Анна Петровна Рубштейн; Александр Борисович Владимиров; Сергей Михайлович Кутепов
Priority date: 2018-09-26
Filing date: 2018-09-26
Publication date: 2019-04-15

Abstract

Полезная модель относится к медицине, а именно к погружным фиксирующим устройствам для накостного остеосинтеза, и может быть использована в травматологии и ортопедии при лечении пациентов с переломами костей, ложными суставами, в том числе и на фоне остеопороза. Конструкция представлена накостной металлической пластиной, поверхность которой покрыта слоем твердого аморфного алмазоподобного углерода толщиной 0,5-1,5 мкм, под которым расположен промежуточный адгезионный слой, выполненный из титана или его соединений с углеродом, толщина которого составляет 0,05-0,15 мкм, при этом поверхность из твердого аморфного алмазоподобного углерода имеет среднюю шероховатость не менее 80 нм, на поверхности расположены пучки углеродных нанотрубок высотой 200-400 нм, плотность которых не менее 10-10см, и отдельные выступы высотой до 500-1000 нм. Обеспечивается биосовместимость и прочность сцепления импланта с костью, активизируется костеобразование в зоне стыка концов отломков. 1 ил.

Description

Полезная модель относится к медицине, а именно к погружным фиксирующим устройствам для накостного остеосинтеза и может быть использована в травматологии и ортопедии при лечении пациентов с переломами костей, ложными суставами, в том числе и на фоне остеопороза.

Одной из проблем погружного остеосинтеза является расшатывание фиксатора и снижение стабильности в зоне стыка отломков, что в большей степени наблюдается в условиях остеопороза, это приводит к замедлению процессов костеобразования и развитию резорбции костной ткани, что в итоге снижает эффективность накостного остеосинтеза.

Известна пластина для накостного остеосинтеза (пат. на полезную модель 133717 RU, 2013), выполненная из сплава титана или из сплава на основе железа и имеющая покрытие 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. Покрытие повышает прочностные свойства поверхности пластины и нейтрально к контактирующим с ней тканям.

Однако, использование пластины не исключает расшатывания фиксатора. Снижается стабильность в зоне стыка отломков, что приводит к замедлению процессов костеобразования и развитию резорбции костной ткани, особенно в условиях остеопороза.

Поставленная задача - повышение эффективности лечения пациентов со свежими и застарелыми переломами костей, ложными суставами, в том числе и на фоне остеопороза за счет применения фиксаторов с покрытием, активизирующим костеобразование в зоне стыка концов отломков, повышающим прочность сцепления импланта с костью и снижающим резорбтивные процессы в интерфейсе кость-имплантат.

Технический результат - усовершенствование рельефа поверхности фиксатора, непосредственно контактирующей с костью, путем нанесения покрытия с шероховатостью от наноуровня до микронного масштаба.

Для решения поставленной задачи фиксатор для накостного остеосинтеза в виде пластины имеет покрытие из твердого 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, причем поверхность из твердого аморфного алмазоподобного углерода имеет среднюю шероховатость не менее 80 нм, на поверхности расположены пучки углеродных нанотрубок высотой 200-400 нм, плотность которых не менее 10⁵-10⁶ см^-2, и отдельные выступы высотой до 500-1000 нм.

Известно, что накостная пластина с покрытием из твердого аморфного алмазоподобного углерода толщиной 0,5-1,5 мкм и с промежуточным адгезионным слоем имеет высокую твердость и максимально нейтрально к окружающим тканям организма. Материал покрытия пластины является не токсичным и биологически совместимым с окружающими тканями. Усовершенствованная поверхность покрытия из твердого аморфного алмазоподобного углерода, с изменением шероховатости от нано- до микронного размера со средней шероховатостью не менее 80 нм, на которой расположены пучки углеродных нанотрубок высотой 200-400 нм, плотность которых составляет не менее 10⁵-10⁶ см^-2, с отдельными выступами высотой до 500-1000 нм, позволяет значительно повысить прочность сцепления импланта с костью, снизить резорбтивные процессы в интерфейсе кость-имплант (авторами проведены экспериментальные и клинические исследования) и активизировать костеобразование в зоне стыка концов отломков.

Пластина для накостного остеосинтеза представляет собой пластину стандартной конструкции, изготовленную из сплава титана марки ВТ 14 или из сплава на основе железа 12Х18Н9Т, 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, поверхность которого имеет среднюю шероховатость не менее 80 нм, на которой расположены пучки углеродных нанотрубок высотой 200-400 нм, плотность которых составляет не менее 10⁵-10⁶ см^-2, с отдельными выступами высотой до 500-1000 нм.

На Фиг. 1. представлено изображение поверхности твердого алмазоподобного углерода, полученное с помощью атомно-силового микроскопа.

Покрытие требуемой шероховатости получают следующим способом: слой из твердого алмазоподобного углерода наносят в условиях несепарированного потока ионов углерода при температуре поверхности растущего конденсата не менее 200°С, после нанесения слоя твердого алмазоподобного углерода его поверхность подвергают бомбардировке ионами кислорода с энергией Е=3кэВ. Температура поверхности растущего конденсата не менее 200°С достигается путем осаждения покрытия на пластину, установленную на держатель с керамической прокладкой, предотвращающей теплоотвод, и использованием частоты распыления графитового катода не менее 20 Гц. При таком способе осаждения средняя шероховатость поверхности покрытия составляет 40-60 нм. Высота пучков углеродных нанотрубок составляет 200-300 нм, их плотность - 10⁵-10⁶ см^-2. Повышение средней шероховатости до значений не менее 80 нм и высоты пучков нанотрубок до 200-400 нм достигается бомбардировкой поверхности покрытия химически активными ускоренными ионами кислорода до удаления слоя покрытия не менее 100 нм. Отдельные выступы высотой до 500-1000 нм формируются на поверхности покрытия в местах попадания макрочастиц, присутствующих в углеродной плазме, сформированной без применения магнитной сепарации.

Оперативное вмешательство выполняют по стандартной технологии, не отличающейся от введения пластины без покрытия. Операционный прием не усложняется, не увеличивается травматичность операции.

Использование предлагаемой накостной пластины при лечении пациентов со свежими и застарелыми переломами костей, ложными суставами, в том числе и на фоне остеопороза за счет усовершенствования поверхности покрытия позволяет повысить прочность сцепления импланта с костью и активизировать костеобразование в зоне стыка концов отломков, что практически исключает расшатывание фиксаторов.

Claims

Фиксатор для накостного остеосинтеза в виде пластины с покрытием из алмазоподобного углерода толщиной 1,5 мкм, под которым расположен промежуточный адгезионный слой, выполненный из соединений титана с углеродом, толщиной 0,15 мкм, отличающийся тем, что поверхность из алмазоподобного углерода имеет среднюю шероховатость 80 нм, на поверхности расположены пучки углеродных нанотрубок со средней высотой 300 нм, средняя плотность которых 5×10⁵ см^-2, и отдельные выступы со средней высотой до 750 нм.