RU2021111869A - Протезы межпозвонковых дисков и способы их изготовления - Google Patents
Протезы межпозвонковых дисков и способы их изготовления Download PDFInfo
- Publication number
- RU2021111869A RU2021111869A RU2021111869A RU2021111869A RU2021111869A RU 2021111869 A RU2021111869 A RU 2021111869A RU 2021111869 A RU2021111869 A RU 2021111869A RU 2021111869 A RU2021111869 A RU 2021111869A RU 2021111869 A RU2021111869 A RU 2021111869A
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- biocompatible
- support structure
- intervertebral disc
- paragraphs
- composition
- Prior art date
Links
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 title claims 8
- 239000000203 mixture Substances 0.000 claims 17
- 239000000560 biocompatible material Substances 0.000 claims 13
- 238000004132 cross linking Methods 0.000 claims 8
- 102000008186 Collagen Human genes 0.000 claims 3
- 108010035532 Collagen Proteins 0.000 claims 3
- 229920001451 Polypropylene glycol Polymers 0.000 claims 3
- 210000004027 cells Anatomy 0.000 claims 3
- 229920001436 collagen Polymers 0.000 claims 3
- 229960005188 collagen Drugs 0.000 claims 3
- 238000001746 injection moulding Methods 0.000 claims 3
- 238000007639 printing Methods 0.000 claims 3
- 238000011099 tissue engineering Methods 0.000 claims 3
- 210000001519 tissues Anatomy 0.000 claims 3
- 238000010146 3D printing Methods 0.000 claims 2
- 102000012422 Collagen Type I Human genes 0.000 claims 2
- 108010022452 Collagen Type I Proteins 0.000 claims 2
- 102000000503 Collagen Type II Human genes 0.000 claims 2
- 108010041390 Collagen Type II Proteins 0.000 claims 2
- 229920003171 Poly (ethylene oxide) Polymers 0.000 claims 2
- 229920000249 biocompatible polymer Polymers 0.000 claims 2
- 229920001577 copolymer Polymers 0.000 claims 2
- 239000000017 hydrogel Substances 0.000 claims 2
- 238000000465 moulding Methods 0.000 claims 2
- -1 poly(vinyl alcohol) Polymers 0.000 claims 2
- 239000000758 substrate Substances 0.000 claims 2
- VUKAUDKDFVSVFT-UHFFFAOYSA-N 2-[6-[4,5-bis(2-hydroxypropoxy)-2-(2-hydroxypropoxymethyl)-6-methoxyoxan-3-yl]oxy-4,5-dimethoxy-2-(methoxymethyl)oxan-3-yl]oxy-6-(hydroxymethyl)-5-methoxyoxane-3,4-diol Chemical compound COC1C(OC)C(OC2C(C(O)C(OC)C(CO)O2)O)C(COC)OC1OC1C(COCC(C)O)OC(OC)C(OCC(C)O)C1OCC(C)O VUKAUDKDFVSVFT-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims 1
- 229920000936 Agarose Polymers 0.000 claims 1
- 229940113118 Carrageenan Drugs 0.000 claims 1
- 229920001661 Chitosan Polymers 0.000 claims 1
- 229940045110 Chitosan Drugs 0.000 claims 1
- 229950003499 FIBRIN Drugs 0.000 claims 1
- BWGVNKXGVNDBDI-UHFFFAOYSA-N Fibrin Chemical compound CNC(=O)CNC(=O)CN BWGVNKXGVNDBDI-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims 1
- 102000009123 Fibrin Human genes 0.000 claims 1
- 108010073385 Fibrin Proteins 0.000 claims 1
- 210000004940 Nucleus Anatomy 0.000 claims 1
- 102000015636 Oligopeptides Human genes 0.000 claims 1
- 108010038807 Oligopeptides Proteins 0.000 claims 1
- 239000002202 Polyethylene glycol Substances 0.000 claims 1
- 229920000954 Polyglycolide Polymers 0.000 claims 1
- 229940072056 alginate Drugs 0.000 claims 1
- 235000010443 alginic acid Nutrition 0.000 claims 1
- 229920000615 alginic acid Polymers 0.000 claims 1
- 229920001222 biopolymer Polymers 0.000 claims 1
- 235000010418 carrageenan Nutrition 0.000 claims 1
- 239000000679 carrageenan Substances 0.000 claims 1
- 229920001525 carrageenan Polymers 0.000 claims 1
- 239000000919 ceramic Substances 0.000 claims 1
- 238000007906 compression Methods 0.000 claims 1
- 238000000151 deposition Methods 0.000 claims 1
- 229920001971 elastomer Polymers 0.000 claims 1
- LYCAIKOWRPUZTN-UHFFFAOYSA-N ethylene glycol Substances OCCO LYCAIKOWRPUZTN-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims 1
- 238000001125 extrusion Methods 0.000 claims 1
- 150000004676 glycans Polymers 0.000 claims 1
- 229920002674 hyaluronan Polymers 0.000 claims 1
- 229960003160 hyaluronic acid Drugs 0.000 claims 1
- 239000001866 hydroxypropyl methyl cellulose Substances 0.000 claims 1
- 229920003088 hydroxypropyl methyl cellulose Polymers 0.000 claims 1
- 235000010979 hydroxypropyl methyl cellulose Nutrition 0.000 claims 1
- 238000007641 inkjet printing Methods 0.000 claims 1
- 238000003754 machining Methods 0.000 claims 1
- 238000002844 melting Methods 0.000 claims 1
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 claims 1
- 239000002184 metal Substances 0.000 claims 1
- 229910001092 metal group alloy Inorganic materials 0.000 claims 1
- 150000002739 metals Chemical class 0.000 claims 1
- 238000003801 milling Methods 0.000 claims 1
- 229920005615 natural polymer Polymers 0.000 claims 1
- 229920003213 poly(N-isopropyl acrylamide) Polymers 0.000 claims 1
- 229920001308 poly(aminoacid) Polymers 0.000 claims 1
- 229920000117 poly(dioxanone) Polymers 0.000 claims 1
- 229920000747 poly(lactic acid) polymer Polymers 0.000 claims 1
- 229920001606 poly(lactic acid-co-glycolic acid) Polymers 0.000 claims 1
- 229920001610 polycaprolactone Polymers 0.000 claims 1
- 229920001223 polyethylene glycol Polymers 0.000 claims 1
- 229920001282 polysaccharide Polymers 0.000 claims 1
- 239000005017 polysaccharide Substances 0.000 claims 1
- 150000004804 polysaccharides Polymers 0.000 claims 1
- 229920002451 polyvinyl alcohol Polymers 0.000 claims 1
- 235000010409 propane-1,2-diol alginate Nutrition 0.000 claims 1
- 125000004805 propylene group Chemical group [H]C([H])([H])C([H])([*:1])C([H])([H])[*:2] 0.000 claims 1
- 238000001175 rotational moulding Methods 0.000 claims 1
- 229910052710 silicon Inorganic materials 0.000 claims 1
- 239000010703 silicon Substances 0.000 claims 1
- MAKUBRYLFHZREJ-JWBQXVCJSA-M sodium;(2S,3S,4R,5R,6R)-3-[(2S,3R,5S,6R)-3-acetamido-5-hydroxy-6-(hydroxymethyl)oxan-2-yl]oxy-4,5,6-trihydroxyoxane-2-carboxylate Chemical compound [Na+].CC(=O)N[C@@H]1C[C@H](O)[C@@H](CO)O[C@H]1O[C@@H]1[C@@H](C([O-])=O)O[C@@H](O)[C@H](O)[C@H]1O MAKUBRYLFHZREJ-JWBQXVCJSA-M 0.000 claims 1
Claims (51)
1. Биологически совместимая поддерживающая структура для протеза межпозвонкового диска, содержащая:
один или более из: кольцевидного элемента, первой пластинки или второй пластинки из биологически совместимого материала, при этом:
указанный кольцевидный элемент содержит внутреннюю поверхность стенки, наружную поверхность стенки, первую плоскую поверхность и вторую плоскую поверхность; и
указанный биологически совместимый материал присутствует в количестве от около 1% до около 100 мас.% биологически совместимой поддерживающей структуры.
2. Поддерживающая структура по п. 1, отличающаяся тем, что кольцевидный элемент имеет среднюю толщину от около 100 мкм до около 6000 мкм и поперечную толщину от около 100 мкм до около 2000 мкм.
3. Поддерживающая структура по п. 1 или 2, отличающаяся тем, что первая пластинка и вторая пластинка имеют толщину от около 100 мкм до около 1200 мкм.
4. Поддерживающая структура по любому из пп. 1-3, отличающаяся тем, что указанная поддерживающая структура имеет один или более из: модуля упругости при изгибе от около 0,2 ГПа до около 100 ГПа; модуля продольной упругости от около 0,02 ГПа до около 100 ГПа; и прочность на разрыв от около 1 МПа до около 1000 МПа.
5. Поддерживающая структура по любому из пп. 1-4, отличающаяся тем, что биологически совместимый материал выбран из группы, состоящей из полисахаридов, биосовместимых полимеров, каучука, кремния, биосовместимых металлов, биосовместимой керамики, полиэтиленгликоля, полипропиленгликоля, полиаминокислот, природных и биополимеров или комбинаций двух или более из них.
6. Поддерживающая структура по п. 5, отличающаяся тем, что
биологически совместимый материал выбран из группы, состоящей из PLA, PGA, PLGA, PDO, поликапролактонов, биорезорбируемых металлических сплавов и их комбинаций; и
биологически совместимый материал распадается, всасывается или рассасывается со скоростью от около 1 месяца до около 7 лет.
7. Поддерживающая структура по любому из пп. 1-6, отличающаяся тем, что кольцевидный элемент выполнен в форме межпозвонкового диска субъекта.
8. Поддерживающая структура по любому из пп. 1-7, отличающаяся тем, что кольцевидный элемент имеет одно или более отверстий, имеющих средний размер от около 10 мкм до около 10000 мкм.
9. Поддерживающая структура по любому из пп. 1-8, отличающаяся тем, что указанная поддерживающая структура дополнительно содержит один или более выступающих элементов, присоединенных к и проходящих в дальнюю сторону от первой плоской поверхности или второй плоской поверхности кольцевидного элемента или плоской поверхности первой пластинки или второй пластинки.
10. Поддерживающая структура по любому из пп. 1-9, отличающаяся тем, что указанная поддерживающая структура дополнительно содержит один или более связующих элементов, соединяющих поперечное сечение кольцевидного элемента от одного участка внутренней поверхности стенки до другого участка внутренней поверхности стенки или соединяющих плоскую поверхность первой пластинки с плоской поверхностью второй пластинки.
11. Способ изготовления биологически совместимой поддерживающей структуры для протеза межпозвонкового диска по любому из пп. 1-10, причём указанный способ изготовления включает:
нанесение одного или более слоёв биологически совместимого материала на подложку;
сшивание указанного биологически совместимого материала; и
необязательно, повторение стадий нанесения и сшивания с получением биологически совместимой поддерживающей структуры.
12. Способ по п. 11, отличающийся тем, что указанный способ изготовления включает одно или более из: литья под давлением, центробежного формования, формования с применением позитивных отливных форм, формования с применением негативных отливных форм, субтрактивной обработки, фрезерования и механической обработки, а также трехмерной (3D) печати.
13. Способ по п. 12, отличающийся тем, что
нанесение включает 3D-печать одного или более слоёв биологически совместимого материала; и
3D-печать выбрана из группы, состоящей из: струйной печати, послойной печати, экструзионной печати и биопечати.
14. Способ по п. 12, отличающийся тем, что указанный способ изготовления включает литьё под давлением, при этом указанное литьё под давлением включает
нанесение одного или более слоёв биологически совместимого материала на подложку, причём указанная подложка представляет собой форму биологически совместимой поддерживающей структуры;
сшивание биологически совместимого материала в указанной форме и, необязательно, повторение стадий нанесения и сшивания; и
извлечение биологически совместимой поддерживающей структуры из указанной формы.
15. Способ по любому из пп. 11-14, отличающийся тем, что биосовместимый материал представляет собой биосовместимый полимер, имеющий температуру плавления от около 50°C до около 250°C.
16. Состав протеза межпозвонкового диска, содержащий
биологически совместимую поддерживающую структуру для протеза межпозвонкового диска по любому из пп. 1-10; и
тканеинженерную конструкцию, содержащую биочернила.
17. Состав протеза межпозвонкового диска по п. 16, отличающийся тем, что биочернила содержат одно или более из: гидрогеля, агарозы, коллагена, хитозана, фибрина, гиалуроновой кислоты, каррагинана, полиэтиленоксида, полипропиленоксида, сополимера полиэтиленоксида и полипропиленоксида, гидроксипропилметилцеллюлозы, поли(пропиленфумарат-со-этиленгликоля), поли(этиленгликоль)-со-поли(молочной кислоты), поли(винилового спирта), олигопептидов KDLl 2, поли(н-изопропилакриламида) или комбинаций двух или более из них.
18. Состав протеза межпозвонкового диска по п. 17, отличающийся тем, что биочернила содержат альгинатный гидрогель, присутствующий в количестве от около 0,5% (масс./об.) до около 10% (масс./об.).
19. Состав протеза межпозвонкового диска по п. 16, отличающийся тем, что биочернила содержат от около 5 мг/мл до около 200 мг/мл коллагена.
20. Состав протеза межпозвонкового диска по п. 19, отличающийся тем, что коллаген выбран из коллагена I типа, коллагена II типа или их комбинации.
21. Состав протеза межпозвонкового диска по любому из пп. 16-20, отличающийся тем, что тканеинженерная конструкция содержит структуру пульпозного ядра, содержащую коллаген II типа, и структуру фиброзного кольца, содержащую коллаген I типа.
22. Состав протеза межпозвонкового диска по любому из пп. 16-21, отличающийся тем, что тканеинженерная конструкция дополнительно содержит популяцию клеток, присутствующих в концентрации от около 1,0⋅105 клеток/мл до около 5,0⋅107 клеток/мл.
23. Состав протеза межпозвонкового диска по любому из пп. 16-22, отличающийся тем, что
кольцевидный элемент биологически совместимой поддерживающей структуры увеличивает осевую жёсткость тканеинженерной конструкции от около 5-кратной жёсткости до около 10000-кратной жёсткости; и/или
первая пластинка или вторая пластинка биологически совместимой поддерживающей структуры увеличивает осевую предельную нагрузку тканеинженерной конструкции на около 1%-около 10000%; и/или
указанный состав выдерживает осевую компрессию от около 1 кН до около 10000 кН, сдвигающее усилие от около 0,2 кН до около 1000 кН или их комбинацию.
24. Способ изготовления состава протеза межпозвонкового диска по любому из пп. 16-23, включающий
изготовление биологически совместимой поддерживающей структуры, включающее:
нанесение биологически совместимого материала на подложку;
необязательно, сшивание указанного биологически совместимого материала; и
необязательно, повторение стадий нанесения и необязательного сшивания с получением биологически совместимой поддерживающей структуры;
изготовление тканеинженерной конструкции, включающее:
нанесение биочернил в биологически совместимую поддерживающую структуру или вокруг неё;
сшивание указанных биочернил и, необязательно, повторение стадий нанесения и сшивания с образованием тканеинженерной конструкции; и
отверждение состава протеза межпозвонкового диска.
25. Способ по п. 24, отличающийся тем, что отверждение состава протеза межпозвонкового диска осуществляют при температуре от около 34°C до около 37°C.
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US62/737,915 | 2018-09-27 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2021111869A true RU2021111869A (ru) | 2022-10-27 |
| RU2785894C2 RU2785894C2 (ru) | 2022-12-14 |
Family
ID=
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| Lee et al. | Evaluating cell proliferation based on internal pore size and 3D scaffold architecture fabricated using solid freeform fabrication technology | |
| Thomson et al. | Hydroxyapatite fiber reinforced poly (α-hydroxy ester) foams for bone regeneration | |
| Marra et al. | In vitro analysis of biodegradable polymer blend/hydroxyapatite composites for bone tissue engineering | |
| Seol et al. | A new method of fabricating robust freeform 3D ceramic scaffolds for bone tissue regeneration | |
| Sachlos et al. | Making tissue engineering scaffolds work. Review: the application of solid freeform fabrication technology to the production of tissue engineering scaffolds | |
| US20080280360A1 (en) | Method for Producing Biomaterial Scaffolds | |
| Lee et al. | Fabrication and characteristic analysis of a poly (propylene fumarate) scaffold using micro‐stereolithography technology | |
| Moroni et al. | Integrating novel technologies to fabricate smart scaffolds | |
| US7943677B2 (en) | Method of producing interconnected volumetric porosity in materials | |
| US20070036844A1 (en) | Porous materials having multi-size geometries | |
| Seunarine et al. | 3D polymer scaffolds for tissue engineering | |
| US20070187857A1 (en) | Methods for making and using composites, polymer scaffolds, and composite scaffolds | |
| Gloria et al. | From 3D hierarchical scaffolds for tissue engineering to advanced hydrogel-based and complex devices for in situ cell or drug release | |
| JP2000237298A (ja) | 軟骨組織エンジニアリング | |
| Sun et al. | Degradable amorphous scaffolds with enhanced mechanical properties and homogeneous cell distribution produced by a three‐dimensional fiber deposition method | |
| Tamjid et al. | Fabrication of a highly ordered hierarchically designed porous nanocomposite via indirect 3D printing: Mechanical properties and in vitro cell responses | |
| Koyyada et al. | Recent advancements and associated challenges of scaffold fabrication techniques in tissue engineering applications | |
| WO2011066441A1 (en) | Implantable medical devices having microporous surface layers and method for reducing foreign body response to the same | |
| KR20160128236A (ko) | 다공성 금속 임플란트의 제조 방법 및 이에 의해 제조된 다공성 금속 임플란트 | |
| US11912625B2 (en) | Composition for FDM 3D printer, method of manufacturing the same, and molded article | |
| Snyder et al. | Anisotropicity and flexibility in trilayered microfibrous substrates promote heart valve leaflet tissue engineering | |
| RU2021111869A (ru) | Протезы межпозвонковых дисков и способы их изготовления | |
| Hamedi et al. | Recent progress of bio‐printed PEGDA‐based bioinks for tissue regeneration | |
| Duan et al. | Surface modification of three-dimensional Ca-P/PHBV nanocomposite scaffolds by physical entrapment of gelatin and its in vitro biological evaluation | |
| US8431623B2 (en) | Process for forming a porous PVA scaffold using a pore-forming agent |