RU2525737C1 - Method of manufacturing intraosseous dental implant - Google Patents
Method of manufacturing intraosseous dental implant Download PDFInfo
- Publication number
- RU2525737C1 RU2525737C1 RU2013123577/14A RU2013123577A RU2525737C1 RU 2525737 C1 RU2525737 C1 RU 2525737C1 RU 2013123577/14 A RU2013123577/14 A RU 2013123577/14A RU 2013123577 A RU2013123577 A RU 2013123577A RU 2525737 C1 RU2525737 C1 RU 2525737C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- layer
- microns
- titanium
- dispersion
- particles
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Materials For Medical Uses (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к области медицинской техники, а именно к ортопедической стоматологии, и может быть использовано при изготовлении внутрикостных стоматологических имплантатов путем нанесения на их металлическую основу многослойных плазменных покрытий.The invention relates to the field of medical equipment, in particular to orthopedic dentistry, and can be used in the manufacture of intraosseous dental implants by applying multilayer plasma coatings to their metal base.
Известен способ изготовления внутрикостных стоматологических имплантатов с биоактивным покрытием [патент РФ №2074674, МПК: A61F 2/28], включающий изготовление из металла или сплава универсальным способом (токарная, фрезерная и др. методы обработки или с помощью специальных электрофизических методов) основы имплантата цилиндрической, пластинчатой или трубчатой формы, нанесение на основу имплантата методом плазменного напыления системы покрытий из четырех слоев - двух слоев титана или гидрида титана различной дисперсности и толщины, третьего слоя из механической смеси титана или гидрида титана, или гидроксиапатита с соотношением соответственно 60-80 мас.% и 20-40 мас.% и наружного слоя - гидроксиапатита.A known method of manufacturing intraosseous dental implants with a bioactive coating [RF patent No. 2074674, IPC: A61F 2/28], including the manufacture of metal or alloy in a universal way (turning, milling and other processing methods or using special electrophysical methods) of the base of the cylindrical implant , lamellar or tubular form, applying to the implant base by plasma spraying a coating system of four layers - two layers of titanium or titanium hydride of different dispersion and thickness, the third Loy of a mechanical mixture of titanium or titanium hydride, or of hydroxyapatite with a ratio respectively of 60-80 wt% and 20-40 wt% and the outer layer -.. hydroxyapatite.
Известен способ изготовления имплантата для замены костной ткани [патент РФ №2025132, МПК A61F 2/28], согласно которому на имплантат, выполненный из металлического или металл-керамического сплава в виде штифта, наносят трехслойное покрытие, при этом первый слой содержит биостекло на основе фосфата кальция с добавлением оксидов металлов, второй слой - смесь фосфата кальция и гидроксиапатита, а промежуточный слой содержит фосфат кальция.A known method of manufacturing an implant to replace bone tissue [RF patent No. 2025132, IPC A61F 2/28], according to which a three-layer coating is applied to an implant made of a metal or metal-ceramic alloy in the form of a pin, while the first layer contains bioglass based calcium phosphate with the addition of metal oxides, the second layer is a mixture of calcium phosphate and hydroxyapatite, and the intermediate layer contains calcium phosphate.
Однако недостатком данных изобретений является то, что поверхность покрытия имплантатов не обладает высокими механическими свойствами, которые необходимы при установке имплантата в костную ткань и необходимы в первый период времени остеоинтеграции.However, the disadvantage of these inventions is that the surface of the implant coating does not have the high mechanical properties that are necessary when installing the implant in the bone tissue and are necessary in the first period of osseointegration.
Наиболее близким к предлагаемому изобретению является способ изготовления внутрикостного стоматологического имплантата с плазмонапыленным многослойным биоактивным покрытием [патент РФ 2146535, МПК A61L 27/00, A61C 8/00], состоящий в напылении плазменным методом на титановую основу имплантата системы покрытий различной дисперсности и толщины, состоящей из пяти слоев: первых двух из титана или гидрида титана, последующих двух слоев из смеси титана или гидрида титана с гидроксиапатитом кальция, отличающихся содержанием компонентов в слоях, и наружного, пятого, слоя из гидроксиапатита кальция. Напыление ведут послойно при различных режимах, обеспечивающих плавный переход от компактной структуры титановой основы имплантата через многослойную систему переходного покрытия к тонкому биологически активному поверхностному пористому слою.Closest to the proposed invention is a method of manufacturing an intraosseous dental implant with a plasma-sprayed multilayer bioactive coating [RF patent 2146535, IPC A61L 27/00, A61C 8/00], which consists in plasma spraying on a titanium base of an implant a coating system of various dispersion and thickness, consisting of of five layers: the first two of titanium or titanium hydride, the next two layers of a mixture of titanium or titanium hydride with calcium hydroxyapatite, differing in the content of components in the layers, and externally of the fifth layer of calcium hydroxyapatite. Spraying is carried out layer by layer under various modes, providing a smooth transition from the compact structure of the titanium base of the implant through a multilayer transition coating system to a thin biologically active surface porous layer.
Однако недостатком изобретения является отсутствие высоких механических свойств поверхности биологически активного пористого слоя имплантата.However, the disadvantage of the invention is the lack of high mechanical properties of the surface of the biologically active porous layer of the implant.
Задача изобретения заключается в повышении механических свойств поверхности биологически активного пористого слоя имплантата.The objective of the invention is to improve the mechanical properties of the surface of the biologically active porous layer of the implant.
Техническим результатом является получение на поверхностности биологически активного пористого слоя имплантата дискретного слоя из механически прочных частиц.The technical result is to obtain on the surface of a biologically active porous implant layer of a discrete layer of mechanically strong particles.
Поставленная задача решается тем, что в способе изготовления внутрикостного стоматологического имплантата, включающем пескоструйную обработку поверхности имплантата частицами оксида алюминия, послойное напыление плазменным методом на основу имплантата системы биосовместимых покрытий из смеси порошков титана или гидрида титана и гидроксиапатита кальция, первым слоем напыляют титан или гидрид титана дисперсностью 3-5 мкм с дистанцией напыления 70-80 мм и толщиной 5-10 мкм, вторым слоем - титан или гидрид титана дисперсностью 50-100 мкм с дистанцией напыления 100 мм, толщиной 15-20 мкм, третьим слоем напыляют смесь титана или гидрида титана дисперсностью 50-100 мкм и гидроксиапатита кальция дисперсностью 5-10 мкм с соотношением 70-80 и 30-20 мас.% соответственно, с дистанцией напыления 90-100 мм и толщиной слоя 30-50 мкм, четвертым слоем - смесь титана или гидрида титана дисперсностью 50-100 мкм и гидроксиапатита кальция дисперсностью 20-40 мкм с соотношением 50-60 и 50-40 мас.% соответственно, с дистанцией напыления 80-85 мм и толщиной 30-50 мкм, пятым слоем напыляют гидроксиапатит кальция дисперсностью 40-70 мкм с дистанцией напыления 70 мм и толщиной слоя 20-30 мкм, согласно предлагаемому техническому решению на многослойную систему биосовместимых покрытий дистанционно наносят плазменным методом дискретный слой из частиц дисперсного порошка с поверхностной плотностью вкрапления частиц 10÷45 частиц/дм2. При этом в качестве дисперсного порошка используют оксид алюминия с дисперсностью 80-100 мкм.The problem is solved in that in a method for manufacturing an intraosseous dental implant, including sandblasting the implant surface with aluminum oxide particles, plasma spray coating on the basis of the implant of a biocompatible coating system from a mixture of titanium powders or titanium hydride and calcium hydroxyapatite, titanium or titanium hydride is sprayed with the first layer fineness of 3-5 microns with a spraying distance of 70-80 mm and a thickness of 5-10 microns, the second layer is titanium or titanium hydride with a fineness of 50-100 microns with dist a sputtering station of 100 mm, a thickness of 15-20 microns, a third layer is sprayed with a mixture of titanium or titanium hydride with a dispersion of 50-100 microns and calcium hydroxyapatite with a dispersion of 5-10 microns with a ratio of 70-80 and 30-20 wt.%, respectively, with a spraying distance of 90 -100 mm and a layer thickness of 30-50 microns, the fourth layer is a mixture of titanium or titanium hydride with a dispersion of 50-100 microns and calcium hydroxyapatite with a dispersion of 20-40 microns with a ratio of 50-60 and 50-40 wt.%, Respectively, with a spraying distance of 80 -85 mm and a thickness of 30-50 microns, a fifth layer is sprayed with calcium hydroxyapatite with a dispersion of 40-70 microns with according to the proposed technical solution, a discrete layer of dispersed powder particles with a surface impedance of particles of 10 ÷ 45 particles / dm 2 is remotely applied by a plasma method to a multilayer system of biocompatible coatings with a spraying distance of 70 mm and a layer thickness of 20-30 μm. In this case, alumina with a dispersion of 80-100 microns is used as a dispersed powder.
Изобретение поясняется чертежами, на Фиг.1 представлена схема послойного формирования покрытий,The invention is illustrated by drawings, figure 1 presents a diagram of the layer-by-layer formation of coatings,
где 1 - поверхность основы металлического имплантата; 2 - первый слой; 3 - второй слой; 4 - третий слой; 5 - четвертый слой; 6 - пятый слой; 7 - дискретный слой.where 1 is the surface of the base of the metal implant; 2 - the first layer; 3 - second layer; 4 - the third layer; 5 - the fourth layer; 6 - the fifth layer; 7 - discrete layer.
Предлагаемый способ изготовления стоматологического имплантата осуществляют следующим образом (см. фиг.1). Перед напылением поверхность основы металлического имплантата 1 подвергают пескоструйной обработке частицами оксида алюминия, затем наносят первый слой 2 толщиной 5-10 мкм из порошка титана или гидрида титана дисперсностью 3-5 мкм с расстояния 70-80 мм; второй слой 3 толщиной 15-20 мкм напыляют титаном или гидридом титана дисперсностью 50-100 мкм с дистанцией напыления 100 мм; третий слой 4 толщиной 30-50 мкм - смесью титана или гидрида титана (70-80 мас.%) и гидроксиапатита кальция (30-20 мас.%) дисперсностью 50-100 мкм и 5-10 мкм соответственно с расстояния 90-100 мм; четвертый слой 5 толщиной 30-50 мкм - смесью титана или гидрида титана (50-60 мас.%) с гидроксиапатитом кальция (50-40 мас.%) дисперсностью 50-100 мкм и 20-40 мкм с дистанцией напыления 80-85 мм и пятый слой 6 толщиной 20-30 мкм напыляют гидроксиапатитом кальция дисперсностью 40-70 мкм с расстояния 70 мм соответственно.The proposed method of manufacturing a dental implant is as follows (see figure 1). Before spraying, the surface of the base of the
Затем на многослойной системе биосовместимых покрытий осуществляют формирование дискретного слоя с помощью электроплазменного напыления, например, на установке ВРЕС 744.3227.001, а в качестве дисперсного порошка используют, например, порошок оксида алюминия с дисперсностью 80-120 мм. Технологические режимы плазменного напыления, такие как: ток дуги и напряжение плазматрона, дистанция напыления, защитная атмосфера, время напыления; выбирают экспериментальным путем таким образом, чтобы формируемое покрытие придавало высокие механические свойства многослойной системе биосовместимых покрытий и было выполнено в виде дискретного слоя с поверхностной плотностью вкрапления частиц 10-15 частиц/ дм2. Then, on a multilayer system of biocompatible coatings, a discrete layer is formed using electroplasma spraying, for example, on a BPEC 744.3227.001 installation, and, for example, aluminum oxide powder with a dispersion of 80-120 mm is used as a dispersed powder. Technological modes of plasma spraying, such as: arc current and plasmatron voltage, spraying distance, protective atmosphere, spraying time; They are chosen experimentally in such a way that the formed coating imparts high mechanical properties to the multilayer system of biocompatible coatings and is made in the form of a discrete layer with a surface interspersing density of particles of 10-15 particles / dm 2 .
В таблице 1 приведены оптимальные диапазоны технологических режимов при плазменном напылении на установке ВРЕС 744.3227.001. Table 1 shows the optimal ranges of technological conditions for plasma spraying on the installation BPEC 744.3227.001.
Выбранные оптимальные технологические режимы плазменного напыления объясняются следующим образом.The selected optimal technological modes of plasma spraying are explained as follows.
Увеличение мощности дуги значительно повышает энтальпию и температуру плазменной струи, температуру, скорость и дисперсность напыляемых частиц, что обусловливает рост плотности покрытия, производительности напыления и коэффициент использования материала.An increase in the arc power significantly increases the enthalpy and temperature of the plasma jet, the temperature, speed and dispersion of the sprayed particles, which leads to an increase in the coating density, spraying performance, and material utilization.
Наиболее рациональное регулирование мощности дуги, параметров напыления и качества получаемого покрытия для формирования дискретного слоя с поверхностной плотностью вкрапления частиц 10-15 частиц/дм2 обеспечивается при напряжении 20-30 В и силы тока 250-350 А.The most rational control of the arc power, spraying parameters and the quality of the resulting coating for the formation of a discrete layer with a surface interspersing density of particles of 10-15 particles / dm 2 is provided at a voltage of 20-30 V and current strength of 250-350 A.
Слишком малые дистанции напыления (менее чем 80 мм) не обеспечивают необходимого прогрева напыляемых частиц, а также значения их скорости создают опасность перегрева напыляемой поверхности и всего изделия, а чрезмерно большая дистанция более 120 мм вызывает падение температуры и скорости плазменного потока в зоне формирования покрытия. Для придания поверхности многослойной системы покрытий высоких механических свойств необходимо, чтобы напыляемые частицы нагревались только до жидкопластического состояния. Поэтому наиболее оптимальной дистанцией напыления является 90÷100 мм.Too small spraying distances (less than 80 mm) do not provide the necessary heating of the sprayed particles, as well as their speed values create a risk of overheating of the sprayed surface and the entire product, and an excessively large distance of more than 120 mm causes a drop in temperature and plasma flow velocity in the coating formation zone. To give the surface of a multilayer coating system high mechanical properties, it is necessary that the sprayed particles heat only to a liquid-plastic state. Therefore, the most optimal spraying distance is 90 ÷ 100 mm.
Дисперсность напыляемого порошка выбрана из условия необходимости их быстрого нагрева до температуры плавления и распыления.The dispersion of the sprayed powder is selected from the condition of the need for their rapid heating to the melting and spraying temperatures.
В качестве плазмообразующего газа используют инертные газы, например аргон, при этом повышение расхода плазмообразующего газа снижает теплофизические характеристики потока напыляемых частиц, плотность покрытия и эффективность напыления, увеличивая при этом дисперсность и скорость частиц. Для достижения высоких механических свойств поверхности многослойной системы покрытий и получения дискретного слоя с плотностью вкрапления частиц 10÷15 частиц/дм2 следует устанавливать наименьший возможный расход плазмообразующего газа на уровне 55-60 л/мин.Inert gases, such as argon, are used as the plasma-forming gas, while increasing the consumption of the plasma-forming gas reduces the thermophysical characteristics of the flow of sprayed particles, the coating density and spraying efficiency, while increasing the dispersion and particle velocity. To achieve high mechanical properties of the surface of the multilayer coating system and to obtain a discrete layer with a particle interspersing density of 10 ÷ 15 particles / dm 2 , the lowest possible plasma-forming gas flow rate should be set at 55-60 l / min.
Поверхностная плотность вкрапления частиц 10-15 частиц/дм2 выбрана из условия сохранения биологически активных свойств поверхности многослойной системы покрытий в сочетании с высокими механическими свойствами дискретного слоя, позволяющих при установке внутрикостного имплантата в косное ложе защищать от механических повреждений многослойной системы покрытий.The surface interspersed density of particles of 10-15 particles / dm 2 is selected from the condition of preserving the biologically active surface properties of the multilayer coating system in combination with the high mechanical properties of the discrete layer, which, when an intraosseous implant is installed in an inert bed, protects against mechanical damage to the multilayer coating system.
Claims (2)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2013123577/14A RU2525737C1 (en) | 2013-05-22 | 2013-05-22 | Method of manufacturing intraosseous dental implant |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2013123577/14A RU2525737C1 (en) | 2013-05-22 | 2013-05-22 | Method of manufacturing intraosseous dental implant |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2525737C1 true RU2525737C1 (en) | 2014-08-20 |
Family
ID=51384613
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2013123577/14A RU2525737C1 (en) | 2013-05-22 | 2013-05-22 | Method of manufacturing intraosseous dental implant |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2525737C1 (en) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2647968C1 (en) * | 2017-02-27 | 2018-03-21 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Саратовский государственный технический университет имени Гагарина Ю.А." (СГТУ имени Гагарина Ю.А.) | Method of titanium porous coatings forming on titanium implants |
RU2734415C1 (en) * | 2019-08-14 | 2020-10-16 | Александр Юрьевич Соловьев | Method of producing a bioactive porous coating for intraosseous implants made from titanium alloys |
Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US5782912A (en) * | 1990-10-31 | 1998-07-21 | Baxter International, Inc. | Close vascularization implant material |
RU2146535C1 (en) * | 1998-07-20 | 2000-03-20 | Консультативная стоматологическая поликлиника при СГМУ | Method for manufacturing of intrabone dental implant with multilayer biologically active plasma deposit |
WO2005030283A1 (en) * | 2003-10-02 | 2005-04-07 | Tikomed Ab | Bioartificial implant and its use and method of reducing the risk for formation of connective tissue after implantation |
RU2287315C2 (en) * | 2005-01-11 | 2006-11-20 | Общество с ограниченной ответственностью Концерн научно-производственное объединение "Биотехника" | Method for obtaining hydroxyapatite coverings |
RU2385740C1 (en) * | 2008-09-17 | 2010-04-10 | Учреждение Российской Академии Наук Институт Физики Прочности И Материаловедения Сибирского Отделения Ран (Ифпм Со Ран) | Bioactive coating on titanium implant and method for making thereof |
-
2013
- 2013-05-22 RU RU2013123577/14A patent/RU2525737C1/en not_active IP Right Cessation
Patent Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US5782912A (en) * | 1990-10-31 | 1998-07-21 | Baxter International, Inc. | Close vascularization implant material |
RU2146535C1 (en) * | 1998-07-20 | 2000-03-20 | Консультативная стоматологическая поликлиника при СГМУ | Method for manufacturing of intrabone dental implant with multilayer biologically active plasma deposit |
WO2005030283A1 (en) * | 2003-10-02 | 2005-04-07 | Tikomed Ab | Bioartificial implant and its use and method of reducing the risk for formation of connective tissue after implantation |
RU2287315C2 (en) * | 2005-01-11 | 2006-11-20 | Общество с ограниченной ответственностью Концерн научно-производственное объединение "Биотехника" | Method for obtaining hydroxyapatite coverings |
RU2385740C1 (en) * | 2008-09-17 | 2010-04-10 | Учреждение Российской Академии Наук Институт Физики Прочности И Материаловедения Сибирского Отделения Ран (Ифпм Со Ран) | Bioactive coating on titanium implant and method for making thereof |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2647968C1 (en) * | 2017-02-27 | 2018-03-21 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Саратовский государственный технический университет имени Гагарина Ю.А." (СГТУ имени Гагарина Ю.А.) | Method of titanium porous coatings forming on titanium implants |
RU2734415C1 (en) * | 2019-08-14 | 2020-10-16 | Александр Юрьевич Соловьев | Method of producing a bioactive porous coating for intraosseous implants made from titanium alloys |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
Zhang et al. | Synthesis and characterization of a bi-functional hydroxyapatite/Cu-doped TiO2 composite coating | |
Morks et al. | Effect of gun current on the microstructure and crystallinity of plasma sprayed hydroxyapatite coatings | |
US20140072640A1 (en) | Coating Method | |
Quek et al. | Influence of processing parameters in the plasma spraying of hydroxyapatite/Ti–6Al–4V composite coatings | |
JP2012504702A (en) | Plasma spray method and products formed by this method | |
RU2525737C1 (en) | Method of manufacturing intraosseous dental implant | |
Kotian et al. | X-ray diffraction analysis of hydroxyapatite-coated in different plasma gas atmosphere on Ti and Ti-6Al-4V | |
Gopi et al. | Development of lotus-like hydroxyapatite coating on HELCDEB treated titanium by pulsed electrodeposition | |
CN100360702C (en) | Porous titanium coating atmospheric plasma spraying gas protecting apparatus and its spraying method | |
Chen et al. | Effect of polarization voltage on the surface componentization and biocompatibility of micro-arc oxidation modified selective laser melted Ti6Al4V | |
Prashar et al. | Thermal sprayed composite coatings for biomedical implants: A brief review | |
RU2146535C1 (en) | Method for manufacturing of intrabone dental implant with multilayer biologically active plasma deposit | |
CN103041449B (en) | Composite bioactivity functional coating | |
RU2074674C1 (en) | Method for manufacturing intraosseous implants | |
Voinarovych et al. | Fabrication and characterization of Zr microplasma sprayed coatings for medical applications | |
RU2530573C1 (en) | Method for making bioactive coated endosseous implant | |
Kang et al. | Some problems associated with thermal sprayed ha coatings: a review | |
Gupta et al. | Sintering of biomaterials for arthroplasty: A comparative study of microwave and conventional sintering techniques | |
RU2458707C1 (en) | Method for making intraosseous dental implant with ion-beam modification of plasma-deposited multilayer bioactive coating | |
Morks et al. | Influence of gas flow rate on the microstructure and mechanical properties of hydroxyapatite coatings fabricated by gas tunnel type plasma spraying | |
Morks | Plasma spraying of zirconia–titania–silica bio-ceramic composite coating for implant application | |
RU2686092C1 (en) | Method for application of zirconium-based bioinert coatings on titanium implants | |
RU2541171C1 (en) | Biocompatible porous material and method for preparing it | |
RU2641597C1 (en) | Method for electroplasma spattering of biocompatible coatings based on magnesium-containing tricalcium phosphate | |
Alontseva et al. | Robotic microplasma spraying and characterization of zirconium coatings |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20170523 |