RU2154463C1 - Покрытие на имплантат из титана и его сплавов и способ его нанесения - Google Patents
Покрытие на имплантат из титана и его сплавов и способ его нанесения Download PDFInfo
- Publication number
- RU2154463C1 RU2154463C1 RU99114753/14A RU99114753A RU2154463C1 RU 2154463 C1 RU2154463 C1 RU 2154463C1 RU 99114753/14 A RU99114753/14 A RU 99114753/14A RU 99114753 A RU99114753 A RU 99114753A RU 2154463 C1 RU2154463 C1 RU 2154463C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- coating
- titanium
- hydroxyapatite
- saturated solution
- oxide
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Materials For Medical Uses (AREA)
Abstract
Изобретение относится к области медицинской техники и может быть использовано в травматологии и ортопедии. Покрытие на имплантат из титана и его сплавов содержит оксид титана и дополнительно содержит кальцийфосфатные соединения, взятые в определенном количественном соотношении. Способ нанесения покрытия заключается в анодировании титана и его сплавов импульсным током в условиях искрового разряда, при этом процесс ведут в насыщенном растворе гидроксиапатита в фосфорной кислоте концентрацией 5-20% или 3-5% суспензии гидроксиапатита дисперсностью менее 100 мкм в этом насыщенном растворе. Способ позволяет получить биоактивное покрытие, обладающее остеоиндуктивными свойствами. Биоимплантаты, покрытые данным покрытием, не вызывают нагноения, воспаления и аллергической реакции костной ткани, а также обладают хорошим сцеплением с окружающей тканью. 2 с.п.ф-лы, 1 табл.
Description
Изобретение относится к медицинской технике, а именно к покрытиям имплантатов из титана и его сплавов и способам их нанесения, и может быть использовано в травматологии и ортопедии.
Известно оксидное покрытие титана и его сплавов, содержащее оксид титана (а. с. 534525, СССР). Данное покрытие обладает высокой твердостью, износостойкостью, однако, не обладает остеоиндуктивными свойствами.
Целью изобретения является получение биоактивного покрытия, обладающего остеокондуктивными свойствами.
Поставленная цель достигается тем, что известное покрытие, содержащее оксид титана, дополнительно содержит кальцийфосфатные соединения при следующем соотношении компонентов (пересчет на оксиды), мас.%:
Оксид титана - 52-74
Оксид кальция - 6-12
Оксид фосфора - 20-36
Отличие данного покрытия заключается в том, что оно дополнительно содержит кальцийфосфатные соединения при следующем соотношении компонентов, мас. % (пересчет на оксиды):
Оксид титана - 52-74
Оксид кальция - 6-12
Оксид фосфора - 20-36
Известен способ анодирования металлов импульсным током в условиях искрового разряда (а.с. 534525, СССР).
Оксид титана - 52-74
Оксид кальция - 6-12
Оксид фосфора - 20-36
Отличие данного покрытия заключается в том, что оно дополнительно содержит кальцийфосфатные соединения при следующем соотношении компонентов, мас. % (пересчет на оксиды):
Оксид титана - 52-74
Оксид кальция - 6-12
Оксид фосфора - 20-36
Известен способ анодирования металлов импульсным током в условиях искрового разряда (а.с. 534525, СССР).
Однако данный способ не позволяет получить биоактивное покрытие, обладающее остеоиндуктивными свойствами.
Целью изобретения является получение биоактивного покрытия, обладающего остеоиндуктивными свойствами.
Поставленная цель достигается тем, что известный способ анодирования металлов (титана) импульсным током в условиях искрового разряда ведут в насыщенном растворе гидроксиапатита в фосфорной кислоте концентрацией 5-20% или 3-5% суспензии гидроксиапатита дисперсностью менее 100 мкм в этом насыщенном растворе.
Отличие заявляемого способа заключается в том, что процесс ведут в насыщенном растворе гидроксиапатита в фосфорной кислоте концентрацией 5-20% или 3-5% суспензии гидроксиапатита дисперсностью менее 100 мкм в этом насыщенном растворе.
Впервые создан состав покрытия и способ его нанесения на титан и его сплавы, позволяющий получить новый, неизвестный ранее положительный результат, заключающийся в получении биоактивного покрытия, обладающего остеоиндуктивными свойствами. С учетом вышеизложенного следует считать заявляемые изобретения, соответствующими критерию "существенные отличия".
Сущность способа заключается в следующем. Берут электролит, представляющий собой фосфорную кислоту концентрацией 5-20%, добавляют порошок гидроксиапатита до предельного насыщения, или к предельно насыщенному раствору добавляют 3-5% порошка гидроксиапатита для создания суспензии. Готовый к покрытию имплантат помещают в ванну с электролитом. Через электролит пропускают импульсный или постоянный ток напряжением до 80-150 В с частотой следования импульсов 0,5-10,0 Гц в течение 2-30 минут. Процесс ведут при постоянном перемешивании и температуре 20oC. При этом получают толщину покрытия 3-20 мкм.
Для лучшего понимания сущности изобретения предлагаем конкретные примеры.
Пример 1
Приготавливают 100 мл раствора 5% фосфорной кислоты. Затем добавляют порошок гидроксиапатита до предельного насыщения. Готовый к покрытию имплантат помещают в ванну с приготовленным электролитом. Через электролит пропускают импульсный ток напряжением 80 В при частоте следования импульсов 0,5 Гц при температуре 20oC в течение 30 минут. Полученная толщина покрытия составляет 3-5 мкм.
Приготавливают 100 мл раствора 5% фосфорной кислоты. Затем добавляют порошок гидроксиапатита до предельного насыщения. Готовый к покрытию имплантат помещают в ванну с приготовленным электролитом. Через электролит пропускают импульсный ток напряжением 80 В при частоте следования импульсов 0,5 Гц при температуре 20oC в течение 30 минут. Полученная толщина покрытия составляет 3-5 мкм.
Пример 2
К 100 мл 20%-ного раствора фосфорной кислоты добавляют порошок гидроксиапатита до предельного насыщения. Затем еще добавляют 4% порошка гидроксиапатита до получения суспензии. Готовый к покрытию имплантат помещают в ванну с приготовленным электролитом. Через электролит пропускают постоянный ток напряжением 150 В в течение 2 минут. Процесс ведут при постоянном перемешивании. Полученная толщина покрытия составляет 15-20 мкм.
К 100 мл 20%-ного раствора фосфорной кислоты добавляют порошок гидроксиапатита до предельного насыщения. Затем еще добавляют 4% порошка гидроксиапатита до получения суспензии. Готовый к покрытию имплантат помещают в ванну с приготовленным электролитом. Через электролит пропускают постоянный ток напряжением 150 В в течение 2 минут. Процесс ведут при постоянном перемешивании. Полученная толщина покрытия составляет 15-20 мкм.
Имплантаты из титана и его сплавов с покрытием заявляемого состава, полученные заявляемым способом, прошли испытания остеоиндуктивных и остеокондуктивных свойств. В качестве контроля использовали имплантаты, полученные способом - прототипом и имеющие состав по прототипу. Имплантаты были выполнены из титана марки ВТ 1-0 и его сплавов диаметром 2 мм, толщиной 1,1-1,2 мм.
Опыты проведены на самцах мышей линии Balb/c (лаборатория биомодулирования (СО РАМН), массой 20-22 г, находящихся в стандартных условиях и диете, с 07.04.99 по 20.05.99. Мышей предварительно выдерживали в течение 2-3 недель в карантине, больные и нестандартные животные выбраковывались.
Каждому животному после дачи эфирного наркоза подкожно вводили по 4 диска. Для определения остеоиндуктивных свойств на диски наносили столбик костного мозга, выделенного из бедренной кости путем вымывания 1-2 мл среды Д-МЕМ с 5% эмбриональной телячьей сывороткой. Через 1 месяц животных забивали, определяли физическими методами силу сцепления дисков с окружающей тканью. Предварительную оценку размеров очагов костеобразования осуществляли с помощью бинокулярного микроскопа МБС-2, после чего делали гистологический, цитологический и цитохимический анализ (кислая, щелочная фосфотаза), для определения качественного состава клеток на поверхности имплантата и реакции на него окружающей ткани.
В результате проведенных исследований было установлено, что признаков воспаления, нагноения, аллергических реакций со стороны окружающих тканей вокруг покрытий ни в одном случае не было (табл.).
Сила сцепления имплантатов к окружающим тканям была максимальной у дисков, полученных предлагаемым способом, без образования капсулы. А минимальная - у дисков, полученных по способу - прототипу и имеющих состав по прототипу.
Прочность покрытия была максимальной у дисков, полученных по способу-прототипу и имеющих состав по прототипу.
Результаты обрабатывали методом непараметрической статистики (см. таблицу).
Выводы:
1. Биоинертные материалы (прототип) не вызывают образования вокруг себя костной ткани или ее проведения, нагноения, воспаления, аллергической реакции, не сцеплены с окружающей тканью, не образуют капсулы. Они могут быть рекомендованы в простых случаях при лечении переломов и заболеваний опорно-двигательного аппарата, когда не надо вызывать дополнительную "биологическую" фиксацию с тканями, за счет срастания их со стромой.
1. Биоинертные материалы (прототип) не вызывают образования вокруг себя костной ткани или ее проведения, нагноения, воспаления, аллергической реакции, не сцеплены с окружающей тканью, не образуют капсулы. Они могут быть рекомендованы в простых случаях при лечении переломов и заболеваний опорно-двигательного аппарата, когда не надо вызывать дополнительную "биологическую" фиксацию с тканями, за счет срастания их со стромой.
2. Биоактивные материалы, содержащие кальцийфосфаты (заявляемое изобретение) обладают остеокондуктивными свойствами и не вызывают образование вокруг себя костной ткани (остеокондуктивности), нагноения, воспаления, аллергической реакции, не образуют капсулы, хорошо сцеплены с окружающей тканью. Заявляемые покрытия, полученные заявляемым способом, могут быть рекомендованы для усиления фиксации вводимых спиц, пластин, стержней и т.п., когда обычными способами не удается добиться стабильной фиксации костных отломков при переломах.
Claims (1)
1. Покрытие на имплантат из титана и его сплавов, содержащее оксид титана, отличающееся тем, что оно дополнительно содержит кальцийфосфатные соединения (пересчет на оксиды) при следующем соотношении компонентов, мас.%:
Оксид титана - 52 - 74
Оксид кальция - 6 - 12
Оксид фосфора - 20 - 36
2. Способ нанесения покрытия по п.1, заключающийся в анодировании титана и его сплавов импульсным током в условиях искрового разряда, отличающийся тем, что процесс ведут в насыщенном растворе гидроксиапатита в фосфорной кислоте концентрацией 5 - 20% или 3 - 5%-ной суспензии гидроксиапатита дисперсностью менее 100 мкм в этом насыщенном растворе.
Оксид титана - 52 - 74
Оксид кальция - 6 - 12
Оксид фосфора - 20 - 36
2. Способ нанесения покрытия по п.1, заключающийся в анодировании титана и его сплавов импульсным током в условиях искрового разряда, отличающийся тем, что процесс ведут в насыщенном растворе гидроксиапатита в фосфорной кислоте концентрацией 5 - 20% или 3 - 5%-ной суспензии гидроксиапатита дисперсностью менее 100 мкм в этом насыщенном растворе.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU99114753/14A RU2154463C1 (ru) | 1999-07-07 | 1999-07-07 | Покрытие на имплантат из титана и его сплавов и способ его нанесения |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU99114753/14A RU2154463C1 (ru) | 1999-07-07 | 1999-07-07 | Покрытие на имплантат из титана и его сплавов и способ его нанесения |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2154463C1 true RU2154463C1 (ru) | 2000-08-20 |
Family
ID=20222373
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU99114753/14A RU2154463C1 (ru) | 1999-07-07 | 1999-07-07 | Покрытие на имплантат из титана и его сплавов и способ его нанесения |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2154463C1 (ru) |
Cited By (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US8075682B2 (en) | 2005-06-30 | 2011-12-13 | Evgeny Aleksandrovich Levashov | Biocompatible multicomponent nanostructured coatings for medical applications |
| RU2469744C1 (ru) * | 2011-06-30 | 2012-12-20 | Фикрет Мавлудинович Абдуллаев | Способ создания наноструктурной биоинертной пористой поверхности на титановых имплантатах |
| RU2472532C1 (ru) * | 2011-12-05 | 2013-01-20 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Саратовский государственный технический университет имени Гагарина Ю.А." (СГТУ имени Гагарина Ю.А.) | Остеоинтеграционное покрытие на ортопедические и стоматологические титановые имплантаты |
| EA022035B1 (ru) * | 2012-08-21 | 2015-10-30 | Федеральное Государственное Бюджетное Образовательное Учреждение Высшего Профессионального Образования "Национальный Исследовательский Томский Политехнический Университет" (Фгбоу Впо Ни Тпу) | Способ получения гибридного покрытия на металлических имплантатах |
| RU2599039C1 (ru) * | 2015-04-27 | 2016-10-10 | Федеральное государственное бюджетное учреждение науки "Институт химии твердого тела Уральского Отделения Российской Академии наук" | Способ получения биомедицинского материала |
| RU2624369C1 (ru) * | 2016-03-17 | 2017-07-03 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования Томский государственный университет систем управления и радиоэлектроники | Устройство для обработки поверхности имплантатов |
| RU2624368C1 (ru) * | 2016-03-17 | 2017-07-03 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования Томский государственный университет систем управления и радиоэлектроники | Устройство для обработки поверхности имплантатов |
| WO2019240608A1 (ru) | 2018-06-15 | 2019-12-19 | Общество с ограниченной ответственностью "Нараяма" | Способ изготовления дентального имплантата с использованием композитного нанопокрытия |
-
1999
- 1999-07-07 RU RU99114753/14A patent/RU2154463C1/ru not_active IP Right Cessation
Cited By (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US8075682B2 (en) | 2005-06-30 | 2011-12-13 | Evgeny Aleksandrovich Levashov | Biocompatible multicomponent nanostructured coatings for medical applications |
| RU2469744C1 (ru) * | 2011-06-30 | 2012-12-20 | Фикрет Мавлудинович Абдуллаев | Способ создания наноструктурной биоинертной пористой поверхности на титановых имплантатах |
| RU2472532C1 (ru) * | 2011-12-05 | 2013-01-20 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Саратовский государственный технический университет имени Гагарина Ю.А." (СГТУ имени Гагарина Ю.А.) | Остеоинтеграционное покрытие на ортопедические и стоматологические титановые имплантаты |
| EA022035B1 (ru) * | 2012-08-21 | 2015-10-30 | Федеральное Государственное Бюджетное Образовательное Учреждение Высшего Профессионального Образования "Национальный Исследовательский Томский Политехнический Университет" (Фгбоу Впо Ни Тпу) | Способ получения гибридного покрытия на металлических имплантатах |
| RU2599039C1 (ru) * | 2015-04-27 | 2016-10-10 | Федеральное государственное бюджетное учреждение науки "Институт химии твердого тела Уральского Отделения Российской Академии наук" | Способ получения биомедицинского материала |
| RU2624369C1 (ru) * | 2016-03-17 | 2017-07-03 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования Томский государственный университет систем управления и радиоэлектроники | Устройство для обработки поверхности имплантатов |
| RU2624368C1 (ru) * | 2016-03-17 | 2017-07-03 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования Томский государственный университет систем управления и радиоэлектроники | Устройство для обработки поверхности имплантатов |
| WO2019240608A1 (ru) | 2018-06-15 | 2019-12-19 | Общество с ограниченной ответственностью "Нараяма" | Способ изготовления дентального имплантата с использованием композитного нанопокрытия |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| NORTON et al. | Epiphyseal cartilage cAMP changes produced by electrical and mechanical perturbations | |
| Shen et al. | Pulsed electromagnetic fields stimulation affects BMD and local factor production of rats with disuse osteoporosis | |
| US5618549A (en) | Use of particles of a biocompatible and bioabsorbable calcium salt as active ingredient in the preparation of a medicinal product intended for the local treatment of bone demineralization diseases | |
| Sert et al. | The preventive effect on bone loss of 50-Hz, 1-mT electromagnetic field in ovariectomized rats | |
| Dube et al. | Hemangioendothelioma of the leg following metallic fixation of the tibia | |
| Oktar et al. | Characterization of processed tooth hydroxyapatite for potential biomedical implant applications | |
| Cai et al. | Pulsed electromagnetic fields modify the adverse effects of glucocorticoids on bone architecture, bone strength and porous implant osseointegration by rescuing bone-anabolic actions | |
| RU2154463C1 (ru) | Покрытие на имплантат из титана и его сплавов и способ его нанесения | |
| JPH0657224B2 (ja) | 骨内インプラントの製造方法 | |
| Lemons et al. | Biocompatibility studies on surgical‐grade titanium‐, cobalt‐, and iron‐base alloys | |
| US20100151040A1 (en) | Putamen ovi | |
| RU2291918C1 (ru) | Кальций-фосфатное покрытие на титане и титановых сплавах и способ его нанесения | |
| WO2007056433A2 (en) | Methods of treating tissue defects | |
| WO2018174475A1 (ko) | 플라즈마 전해 산화 공정에서 금속과 실리콘이 함유된 전해질 조성물 및 그 조성물을 이용하여 금속이온과 실리콘 이온을 함유하는 수산화아파타이트가 코팅된 치과용 임플란트 제조방법 | |
| Aufdemorte et al. | An intraosseous device for studies of bone-healing. The effect of transforming growth-factor beta. | |
| RU2221904C1 (ru) | Способ нанесения покрытия на имплантат из титана и его сплавов | |
| RU2444376C1 (ru) | Способ нанесения биоактивного нано- и микроструктурированного кальцийфосфатного покрытия на имплантат из титана и его сплавов | |
| US6860932B2 (en) | Dental and medical cement | |
| RU2159094C1 (ru) | Способ нанесения покрытия на имплантат из титана и его сплавов | |
| Parisi et al. | Aptamers recognizing fibronectin confer improved bioactivity to biomaterials and promote new bone formation in a periodontal defect in rats | |
| Spadaro et al. | Electromagnetic effects on bone formation at implants in the medullary canal in rabbits | |
| Krempien | Morphological findings in bone metastasis, tumorosteopathy and antiosteolytic therapy | |
| RU2287315C2 (ru) | Способ получения гидроксиапатитовых покрытий | |
| Pedersen et al. | Depressive effects of acrylic cement components on bone metabolism: isotope release and phosphatase production studied in vitro | |
| Alagboso et al. | Establishment of a clinically relevant large animal model to assess the healing of metaphyseal bone |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20120708 |
|
| PC41 | Official registration of the transfer of exclusive right |
Effective date: 20030626 |