RU189274U1

RU189274U1 - Спица для остеосинтеза

Info

Publication number: RU189274U1
Application number: RU2018147735U
Authority: RU
Inventors: Игорь Владимирович Родионов; Ирина Владимировна Перинская; Любовь Евгеньевна Куц; Виталий Игоревич Проскуряков
Priority date: 2018-12-29
Filing date: 2018-12-29
Publication date: 2019-05-17

Abstract

Полезная модель относится к медицинской технике и может быть использована при лечении больных с костно-суставной патологией. Технический результат полезной модели заключается в упрочнении, в частности, повышении микротвердости биоактивного покрытия спицы для остеосинтеза за счет синтеза на поверхности внутрикостной части имплантата углеродной алмазоподобной пленки и придания антимикробных свойств за счет ионно-лучевого модифицирования ионами серебра (Ag). Спица для остеосинтеза, выполненная в виде стержня, имеющего на всем протяжении наружной поверхности резьбовую нарезку, граненую (трехгранную) заточку на обоих концах и биологически активное покрытие из гидроксиапатита, поверхность которого имеет углеродную алмазоподобную пленку, синтезированную в процессе обработки в вакуумной среде углекислого газа (CO) пучком ионов инертного газа аргона с имплантацией ионов аргона (Ar) в поверхность покрытия из гидроксиапатита, модифицированную ионами серебра (Ag) в процессе ионно-лучевой обработки. 1 фиг.

Description

Полезная модель относится к медицинской технике и может быть использована при лечении больных с костно-суставной патологией.

Наиболее перспективными элементами конструкций аппаратов внешней фиксации при лечении больных с костно-суставной патологией являются спицы Киршнера, которые обеспечивают неподвижное закрепление костных отростков в процессе остеогенеза.

Однако нередко при действии агрессивной биологической среды в виду отсутствия физико-механических условий, обеспечивающих эффективное интеграционное (на микро- и наноуровне) взаимодействие поверхности спицы с прилегающими костными структурами, происходят процессы воспаления прилегающих тканей и отторжения временно установленных конструкций.

Поэтому проблема повышения эффективности использования спиц Киршнера является весьма актуальной и может быть решена за счет придания поверхности, снабженной биоактивным покрытием, антимикробных свойств.

Известна используемая в аппаратах внешней фиксации спица Киршнера, выполненная в виде гладкого стержня, имеющего на конце граненую заточку [А.с. СССР №1055499, опубл. 1983].

Недостатком данной конструкции спицы является отсутствие биоактивного покрытия, недостаточная микротвердость поверхности конструкции и отсутствие антимикробных свойств, что приводит к нарушению стабильности остеосинтеза, вызывает развитие послеоперационных осложнений и увеличивает продолжительность лечения.

Известна спица для остеосинтеза, выполненная в виде стержня, имеющего на конце граненую заточку и участок резьбовой нарезки в средней части. [А.с. СССР №1428361, опубл.: 07.10.1988.].

Недостатком данной конструкции спицы для остеосинтеза является отсутствие биоактивного покрытия, недостаточная микротвердость поверхности конструкции и отсутствие антимикробных свойств, что приводит к нарушению стабильности остеосинтеза, вызывает развитие послеоперационных осложнений и увеличивает продолжительность лечения.

Наиболее близким к технической сущности предлагаемой полезной модели является конструкция спицы для остеосинтеза [Патент РФ 130494 МПК А61Б 17/58 (2006.01), опубликован 27.07.2013 г.]. Спица для остеосинтеза выполнена в виде стержня с резьбовой нарезкой и граненой заточкой, снабжена биоактивным покрытием, нарезка выполнена на всем протяжении, а граненая заточка - на обоих концах. Спица может быть применена в качестве самостоятельного стабилизирующего элемента, например, при выполнении артродеза.

Недостатком данной конструкции является недостаточная микротвердость биоактивного покрытия и отсутствие его антимикробных свойств.

Задачей полезной модели является создание спицы для остеосинтеза с биоактивным покрытием, обладающим повышенной микротвердостью поверхности и антимикробными свойствами.

Технический результат полезной модели заключается в упрочнении, в частности, повышении микротвердости биоактивного покрытия спицы для остеосинтеза за счет синтеза на поверхности внутрикостной части имплантата углеродной алмазоподобной пленки и придания антимикробных свойств за счет ионно-лучевого модифицирования ионами серебра (Ag⁺).

Поставленная задача решается за счет того, что предлагаемая спица для остеосинтеза, выполненная в виде стержня, имеющего на всем протяжении наружной поверхности резьбовую нарезку, граненую (трехгранную) заточку на обоих концах и биоактивное покрытие из гидроксиапатита, согласно новому техническому решению, на поверхности покрытия из гидроксиапатита имеется углеродная алмазоподобная пленка, синтезированная в процессе обработки в вакуумной среде углекислого газа (CO₂) пучком ионов инертного газа аргона с имплантацией ионов аргона (Ar⁺) в поверхность покрытия из гидроксиапатита, модифицированная ионами серебра (Ag⁺) в процессе ионно-лучевой обработки.

Изготовление предлагаемой спицы для остеосинтеза может осуществляться путем литья, волочения, механической обработки, газоплазменной обработки (нанесение биоактивного покрытия из гидроксиапатита), ионно-лучевой обработки (модифицирование покрытия углеродной алмазоподобной пленкой, синтезированной в процессе обработки в вакуумной среде углекислого газа пучком ионов инертного газа аргона с имплантацией ионов аргона в поверхность покрытия из гидроксиапатита и модифицирование полученной углеродной алмазоподобной пленки ионами серебра).

Описание конструкции.

На фиг. приведена предлагаемая конструкция спицы для остеосинтеза, где позициями обозначены: 1 - стержень, 2 - резьбовая нарезка на всем протяжении стержня, 3 - граненая (трехгранная) заточка на обоих концах, 4 - биологически активное покрытие из гидроксиапатита, 5 - углеродная алмазоподобная пленка, 6 - ионы серебра.

Конструкция спицы для остеосинтеза (фиг.) состоит из стержня 1, имеющего на всем протяжении наружной поверхности резьбовую нарезку 2, граненую трехгранную заточку 3 на обоих концах и биологически активное покрытие из гидроксиапатита 4, и имеет углеродную алмазоподобную пленку 5, синтезированную в процессе обработки в вакуумной среде углекислого газа пучком ионов инертного газа аргона с имплантацией ионов аргона в поверхность покрытия из гидроксиапатита, имеющая толщину 10-12 нм с повышенными показателями твердости, и модифицированная ионами серебра 6 в процессе ионно-лучевой обработки, обладающая антимикробными свойствами.

Для установки предлагаемой спицы для остеосинтеза с помощью дрели без предварительного рассверливания канала стержень 1 с граненой заточкой 3 на концах проводят через кость или ее отломок, а затем крепят на опоре внешнего устройства. Количество используемых для фиксации спиц зависит от клинической ситуации и решаемой лечебной задачи. При этом благодаря наличию на всем протяжении стержня 1 резьбовой нарезки 2, исключающей его миграцию, даже в условиях остеопороза, обеспечивается жесткая фиксация отломков кости в течение необходимого времени. Покрытие из гидроксиапатита 4, имеет углеродную алмазоподобную пленку 5, модифицированную ионами серебра 6, которая обеспечивает повышенные показатели микротвердости и обладает антимикробными свойствами.

Предлагаемая конструкция спицы для остеосинтеза обладает повышенной эффективностью за счет сформированной на поверхности покрытия из гидроксиапатита углеродной алмазоподобной пленки с повышенными показателями микротвердости, что подтверждается полученными результатами измерения микротвердости поверхности изготовленных спиц для остеосинтеза, значения которой составляет 28-30 ГПа, тогда как микротвердость покрытия из гидроксиапатита составляет 13-15 ГПа. Спица для остеосинтеза также обладает антимикробными свойствами за счет формирования на поверхности покрытия из гидроксиапатита углеродной алмазоподобной пленки, модифицированной ионами серебра в процессе ионно-лучевой обработки, что подтверждается экспериментально полученными результатами исследования, которые показали, что оптимальными дозами ионов серебра, необходимыми для придания покрытию антимикробных свойств, являются 1,2⋅10¹⁶-1,8⋅10¹⁶ ион/см² с ускоряющим напряжением 75 кВ. При дозах ионов серебра менее 1,2⋅10¹⁶ ион/см² и более 1,8⋅10¹⁶ ион/см² не проявляются антимикробные свойства.

Таким образом, предложенная конструкция спицы для остеосинтеза, обладающая повышенной микротвердостью поверхности, создает наилучшие условия для эффективного интеграционного взаимодействия с костной тканью за счет синтеза на поверхности покрытия из гидроксиапатита углеродной алмазоподобной пленки, имеющей за счет своего состава повышенные качества биосовместимости и улучшенные механические характеристики поверхности (микротвердость). Кроме того, за счет модифицирования углеродной алмазоподобной пленки ионами серебра поверхность спицы для остеосинтеза обладает антимикробными свойствами.

Claims

Спица для остеосинтеза, выполненная в виде стержня, имеющего на всем протяжении наружной поверхности резьбовую нарезку, граненую трехгранную заточку на обоих концах и биоактивное покрытие из гидроксиапатита, отличающаяся тем, что поверхность покрытия из гидроксиапатита имеет углеродную алмазоподобную пленку, синтезированную в процессе обработки в вакуумной среде углекислого газа (СО₂) пучком ионов инертного газа аргона с имплантацией ионов аргона (Ar⁺) в поверхность покрытия из гидроксиапатита, модифицированную ионами серебра (Ag⁺) в процессе ионно-лучевой обработки.