RU2545786C2 - Компонент протеза с поверхностью скольжения, покрытой антимикробным покрытием - Google Patents

Компонент протеза с поверхностью скольжения, покрытой антимикробным покрытием Download PDF

Info

Publication number
RU2545786C2
RU2545786C2 RU2013120306/15A RU2013120306A RU2545786C2 RU 2545786 C2 RU2545786 C2 RU 2545786C2 RU 2013120306/15 A RU2013120306/15 A RU 2013120306/15A RU 2013120306 A RU2013120306 A RU 2013120306A RU 2545786 C2 RU2545786 C2 RU 2545786C2
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
sliding surface
component
prosthesis
coating
silver
Prior art date
Application number
RU2013120306/15A
Other languages
English (en)
Other versions
RU2013120306A (ru
Inventor
Рогер ТУЛЛ (умер)
Original Assignee
Вальдемар Линк ГмбХ унд Ко.КГ
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Вальдемар Линк ГмбХ унд Ко.КГ filed Critical Вальдемар Линк ГмбХ унд Ко.КГ
Publication of RU2013120306A publication Critical patent/RU2013120306A/ru
Application granted granted Critical
Publication of RU2545786C2 publication Critical patent/RU2545786C2/ru

Links

Images

Classifications

    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61L—METHODS OR APPARATUS FOR STERILISING MATERIALS OR OBJECTS IN GENERAL; DISINFECTION, STERILISATION OR DEODORISATION OF AIR; CHEMICAL ASPECTS OF BANDAGES, DRESSINGS, ABSORBENT PADS OR SURGICAL ARTICLES; MATERIALS FOR BANDAGES, DRESSINGS, ABSORBENT PADS OR SURGICAL ARTICLES
    • A61L27/00—Materials for grafts or prostheses or for coating grafts or prostheses
    • A61L27/28—Materials for coating prostheses
    • A61L27/30—Inorganic materials
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61F—FILTERS IMPLANTABLE INTO BLOOD VESSELS; PROSTHESES; DEVICES PROVIDING PATENCY TO, OR PREVENTING COLLAPSING OF, TUBULAR STRUCTURES OF THE BODY, e.g. STENTS; ORTHOPAEDIC, NURSING OR CONTRACEPTIVE DEVICES; FOMENTATION; TREATMENT OR PROTECTION OF EYES OR EARS; BANDAGES, DRESSINGS OR ABSORBENT PADS; FIRST-AID KITS
    • A61F2/00—Filters implantable into blood vessels; Prostheses, i.e. artificial substitutes or replacements for parts of the body; Appliances for connecting them with the body; Devices providing patency to, or preventing collapsing of, tubular structures of the body, e.g. stents
    • A61F2/02—Prostheses implantable into the body
    • A61F2/30—Joints
    • A61F2/30767—Special external or bone-contacting surface, e.g. coating for improving bone ingrowth
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61F—FILTERS IMPLANTABLE INTO BLOOD VESSELS; PROSTHESES; DEVICES PROVIDING PATENCY TO, OR PREVENTING COLLAPSING OF, TUBULAR STRUCTURES OF THE BODY, e.g. STENTS; ORTHOPAEDIC, NURSING OR CONTRACEPTIVE DEVICES; FOMENTATION; TREATMENT OR PROTECTION OF EYES OR EARS; BANDAGES, DRESSINGS OR ABSORBENT PADS; FIRST-AID KITS
    • A61F2/00—Filters implantable into blood vessels; Prostheses, i.e. artificial substitutes or replacements for parts of the body; Appliances for connecting them with the body; Devices providing patency to, or preventing collapsing of, tubular structures of the body, e.g. stents
    • A61F2/02—Prostheses implantable into the body
    • A61F2/30—Joints
    • A61F2/32—Joints for the hip
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61F—FILTERS IMPLANTABLE INTO BLOOD VESSELS; PROSTHESES; DEVICES PROVIDING PATENCY TO, OR PREVENTING COLLAPSING OF, TUBULAR STRUCTURES OF THE BODY, e.g. STENTS; ORTHOPAEDIC, NURSING OR CONTRACEPTIVE DEVICES; FOMENTATION; TREATMENT OR PROTECTION OF EYES OR EARS; BANDAGES, DRESSINGS OR ABSORBENT PADS; FIRST-AID KITS
    • A61F2/00—Filters implantable into blood vessels; Prostheses, i.e. artificial substitutes or replacements for parts of the body; Appliances for connecting them with the body; Devices providing patency to, or preventing collapsing of, tubular structures of the body, e.g. stents
    • A61F2/02—Prostheses implantable into the body
    • A61F2/30—Joints
    • A61F2/32—Joints for the hip
    • A61F2/36—Femoral heads ; Femoral endoprostheses
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61F—FILTERS IMPLANTABLE INTO BLOOD VESSELS; PROSTHESES; DEVICES PROVIDING PATENCY TO, OR PREVENTING COLLAPSING OF, TUBULAR STRUCTURES OF THE BODY, e.g. STENTS; ORTHOPAEDIC, NURSING OR CONTRACEPTIVE DEVICES; FOMENTATION; TREATMENT OR PROTECTION OF EYES OR EARS; BANDAGES, DRESSINGS OR ABSORBENT PADS; FIRST-AID KITS
    • A61F2/00—Filters implantable into blood vessels; Prostheses, i.e. artificial substitutes or replacements for parts of the body; Appliances for connecting them with the body; Devices providing patency to, or preventing collapsing of, tubular structures of the body, e.g. stents
    • A61F2/02—Prostheses implantable into the body
    • A61F2/30—Joints
    • A61F2/38—Joints for elbows or knees
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61L—METHODS OR APPARATUS FOR STERILISING MATERIALS OR OBJECTS IN GENERAL; DISINFECTION, STERILISATION OR DEODORISATION OF AIR; CHEMICAL ASPECTS OF BANDAGES, DRESSINGS, ABSORBENT PADS OR SURGICAL ARTICLES; MATERIALS FOR BANDAGES, DRESSINGS, ABSORBENT PADS OR SURGICAL ARTICLES
    • A61L27/00—Materials for grafts or prostheses or for coating grafts or prostheses
    • A61L27/02—Inorganic materials
    • A61L27/04—Metals or alloys
    • A61L27/06—Titanium or titanium alloys
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61L—METHODS OR APPARATUS FOR STERILISING MATERIALS OR OBJECTS IN GENERAL; DISINFECTION, STERILISATION OR DEODORISATION OF AIR; CHEMICAL ASPECTS OF BANDAGES, DRESSINGS, ABSORBENT PADS OR SURGICAL ARTICLES; MATERIALS FOR BANDAGES, DRESSINGS, ABSORBENT PADS OR SURGICAL ARTICLES
    • A61L27/00—Materials for grafts or prostheses or for coating grafts or prostheses
    • A61L27/28—Materials for coating prostheses
    • A61L27/30—Inorganic materials
    • A61L27/306—Other specific inorganic materials not covered by A61L27/303 - A61L27/32
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61L—METHODS OR APPARATUS FOR STERILISING MATERIALS OR OBJECTS IN GENERAL; DISINFECTION, STERILISATION OR DEODORISATION OF AIR; CHEMICAL ASPECTS OF BANDAGES, DRESSINGS, ABSORBENT PADS OR SURGICAL ARTICLES; MATERIALS FOR BANDAGES, DRESSINGS, ABSORBENT PADS OR SURGICAL ARTICLES
    • A61L27/00—Materials for grafts or prostheses or for coating grafts or prostheses
    • A61L27/50—Materials characterised by their function or physical properties, e.g. injectable or lubricating compositions, shape-memory materials, surface modified materials
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61F—FILTERS IMPLANTABLE INTO BLOOD VESSELS; PROSTHESES; DEVICES PROVIDING PATENCY TO, OR PREVENTING COLLAPSING OF, TUBULAR STRUCTURES OF THE BODY, e.g. STENTS; ORTHOPAEDIC, NURSING OR CONTRACEPTIVE DEVICES; FOMENTATION; TREATMENT OR PROTECTION OF EYES OR EARS; BANDAGES, DRESSINGS OR ABSORBENT PADS; FIRST-AID KITS
    • A61F2/00—Filters implantable into blood vessels; Prostheses, i.e. artificial substitutes or replacements for parts of the body; Appliances for connecting them with the body; Devices providing patency to, or preventing collapsing of, tubular structures of the body, e.g. stents
    • A61F2/02—Prostheses implantable into the body
    • A61F2/30—Joints
    • A61F2/3094—Designing or manufacturing processes
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61F—FILTERS IMPLANTABLE INTO BLOOD VESSELS; PROSTHESES; DEVICES PROVIDING PATENCY TO, OR PREVENTING COLLAPSING OF, TUBULAR STRUCTURES OF THE BODY, e.g. STENTS; ORTHOPAEDIC, NURSING OR CONTRACEPTIVE DEVICES; FOMENTATION; TREATMENT OR PROTECTION OF EYES OR EARS; BANDAGES, DRESSINGS OR ABSORBENT PADS; FIRST-AID KITS
    • A61F2/00—Filters implantable into blood vessels; Prostheses, i.e. artificial substitutes or replacements for parts of the body; Appliances for connecting them with the body; Devices providing patency to, or preventing collapsing of, tubular structures of the body, e.g. stents
    • A61F2/02—Prostheses implantable into the body
    • A61F2/30—Joints
    • A61F2/30767—Special external or bone-contacting surface, e.g. coating for improving bone ingrowth
    • A61F2002/30934—Special articulating surfaces
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61F—FILTERS IMPLANTABLE INTO BLOOD VESSELS; PROSTHESES; DEVICES PROVIDING PATENCY TO, OR PREVENTING COLLAPSING OF, TUBULAR STRUCTURES OF THE BODY, e.g. STENTS; ORTHOPAEDIC, NURSING OR CONTRACEPTIVE DEVICES; FOMENTATION; TREATMENT OR PROTECTION OF EYES OR EARS; BANDAGES, DRESSINGS OR ABSORBENT PADS; FIRST-AID KITS
    • A61F2310/00—Prostheses classified in A61F2/28 or A61F2/30 - A61F2/44 being constructed from or coated with a particular material
    • A61F2310/00389—The prosthesis being coated or covered with a particular material
    • A61F2310/00395—Coating or prosthesis-covering structure made of metals or of alloys
    • A61F2310/00419—Other metals
    • A61F2310/0052—Coating made of silver or Ag-based alloys
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61F—FILTERS IMPLANTABLE INTO BLOOD VESSELS; PROSTHESES; DEVICES PROVIDING PATENCY TO, OR PREVENTING COLLAPSING OF, TUBULAR STRUCTURES OF THE BODY, e.g. STENTS; ORTHOPAEDIC, NURSING OR CONTRACEPTIVE DEVICES; FOMENTATION; TREATMENT OR PROTECTION OF EYES OR EARS; BANDAGES, DRESSINGS OR ABSORBENT PADS; FIRST-AID KITS
    • A61F2310/00—Prostheses classified in A61F2/28 or A61F2/30 - A61F2/44 being constructed from or coated with a particular material
    • A61F2310/00389—The prosthesis being coated or covered with a particular material
    • A61F2310/00592—Coating or prosthesis-covering structure made of ceramics or of ceramic-like compounds
    • A61F2310/00598—Coating or prosthesis-covering structure made of compounds based on metal oxides or hydroxides
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61F—FILTERS IMPLANTABLE INTO BLOOD VESSELS; PROSTHESES; DEVICES PROVIDING PATENCY TO, OR PREVENTING COLLAPSING OF, TUBULAR STRUCTURES OF THE BODY, e.g. STENTS; ORTHOPAEDIC, NURSING OR CONTRACEPTIVE DEVICES; FOMENTATION; TREATMENT OR PROTECTION OF EYES OR EARS; BANDAGES, DRESSINGS OR ABSORBENT PADS; FIRST-AID KITS
    • A61F2310/00—Prostheses classified in A61F2/28 or A61F2/30 - A61F2/44 being constructed from or coated with a particular material
    • A61F2310/00389—The prosthesis being coated or covered with a particular material
    • A61F2310/00592—Coating or prosthesis-covering structure made of ceramics or of ceramic-like compounds
    • A61F2310/00856—Coating or prosthesis-covering structure made of compounds based on metal nitrides
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61F—FILTERS IMPLANTABLE INTO BLOOD VESSELS; PROSTHESES; DEVICES PROVIDING PATENCY TO, OR PREVENTING COLLAPSING OF, TUBULAR STRUCTURES OF THE BODY, e.g. STENTS; ORTHOPAEDIC, NURSING OR CONTRACEPTIVE DEVICES; FOMENTATION; TREATMENT OR PROTECTION OF EYES OR EARS; BANDAGES, DRESSINGS OR ABSORBENT PADS; FIRST-AID KITS
    • A61F2310/00—Prostheses classified in A61F2/28 or A61F2/30 - A61F2/44 being constructed from or coated with a particular material
    • A61F2310/00389—The prosthesis being coated or covered with a particular material
    • A61F2310/0097—Coating or prosthesis-covering structure made of pharmaceutical products, e.g. antibiotics
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61L—METHODS OR APPARATUS FOR STERILISING MATERIALS OR OBJECTS IN GENERAL; DISINFECTION, STERILISATION OR DEODORISATION OF AIR; CHEMICAL ASPECTS OF BANDAGES, DRESSINGS, ABSORBENT PADS OR SURGICAL ARTICLES; MATERIALS FOR BANDAGES, DRESSINGS, ABSORBENT PADS OR SURGICAL ARTICLES
    • A61L2400/00—Materials characterised by their function or physical properties
    • A61L2400/18—Modification of implant surfaces in order to improve biocompatibility, cell growth, fixation of biomolecules, e.g. plasma treatment
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61L—METHODS OR APPARATUS FOR STERILISING MATERIALS OR OBJECTS IN GENERAL; DISINFECTION, STERILISATION OR DEODORISATION OF AIR; CHEMICAL ASPECTS OF BANDAGES, DRESSINGS, ABSORBENT PADS OR SURGICAL ARTICLES; MATERIALS FOR BANDAGES, DRESSINGS, ABSORBENT PADS OR SURGICAL ARTICLES
    • A61L2420/00—Materials or methods for coatings medical devices
    • A61L2420/04—Coatings containing a composite material such as inorganic/organic, i.e. material comprising different phases
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61L—METHODS OR APPARATUS FOR STERILISING MATERIALS OR OBJECTS IN GENERAL; DISINFECTION, STERILISATION OR DEODORISATION OF AIR; CHEMICAL ASPECTS OF BANDAGES, DRESSINGS, ABSORBENT PADS OR SURGICAL ARTICLES; MATERIALS FOR BANDAGES, DRESSINGS, ABSORBENT PADS OR SURGICAL ARTICLES
    • A61L2430/00—Materials or treatment for tissue regeneration
    • A61L2430/24—Materials or treatment for tissue regeneration for joint reconstruction

Landscapes

  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Public Health (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • Veterinary Medicine (AREA)
  • Oral & Maxillofacial Surgery (AREA)
  • Transplantation (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Animal Behavior & Ethology (AREA)
  • Orthopedic Medicine & Surgery (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Biomedical Technology (AREA)
  • Cardiology (AREA)
  • Heart & Thoracic Surgery (AREA)
  • Vascular Medicine (AREA)
  • Medicinal Chemistry (AREA)
  • Epidemiology (AREA)
  • Dermatology (AREA)
  • Inorganic Chemistry (AREA)
  • Physical Education & Sports Medicine (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Materials For Medical Uses (AREA)
  • Prostheses (AREA)

Abstract

Группа изобретений относится к компоненту эндопротеза сустава и предназначено для того, чтобы вместе с сопряженной поверхностью скольжения (26) другого компонента протеза (11, 23) или костной контропорой сустава или мягкой ткани образовывать подвижное соединение. Компонент протеза содержит поверхность скольжения (19, 24), которая образована нанесенным на тело компонента протеза (10, 22) скользящим поверхностным покрытием (20). Покрытие скользящей поверхности (20) обладает антимикробным действием. В покрытии скользящей поверхности (20) содержится серебро. Покрытие скользящей поверхности (20) содержит нитрид, оксинитрид или оксид на основе тугоплавкого металла. Серебро (21) в покрытии скользящей поверхности (20) составляет весовую долю от 2% до 15%. В одном воплощении, тугоплавким металлом является титан. Также обеспечивается эндопротез сустава с первым компонентом протеза, образованным как указано выше, и со вторым компонентом протеза (11, 23), который имеет сопряженную поверхность скольжения (26). Причем поверхность скольжения (19, 24) первого компонента протеза образует с сопряженной поверхностью скольжения (26) второго компонента протеза (11, 23) подвижное соединение. Использование заявленной группы изобретений обеспечивает функцию естественного сустава с антимикробным действием. 2 н. и 5 з. п. ф-лы, 3 ил., 1 пр.

Description

Изобретение относится к компоненту эндопротеза сустава. Компонент протеза содержит поверхность скольжения, предназначенную для того, чтобы образовывать с сопряженной поверхностью скольжения подвижное соединение. Сопряженной поверхностью скольжения может быть поверхность другого компонента протеза или костная контропора сустава или мягкой ткани.
Когда протезы вводятся в человеческое тело, всегда возникают затруднения, так как организм принимает протез не без осложнений. Часто причиной осложнений являются так называемые биопленки, которые образуются после колонизации поверхности бактериями, также уже в пересаженном состоянии. Оказалось, что риск исходит не только от поверхностных зон протеза, которые в имплантированном состоянии прилегают непосредственно к тканям тела, но также от таких зон поверхности, которые предназначены для взаимодействия с другими компонентами протеза. К таким зонам поверхности относятся, в частности, поверхности скольжения компонента протеза, которые взаимодействуют с другими компонентами протеза, обеспечивая функции естественного сустава. Поверхностные биопленки в этих зонах по существу не доступны действию защитных механизмов тела. Существует опасность, что биопленки будут всегда выделять микроорганизмы из области поверхности скольжения в окружение. Тенденция микроорганизмов распределяться из области поверхности скольжения наружу в окружающую среду усиливается еще тем, что поверхности скольжения находятся в постоянном движении.
Поверхности скольжения протезов испытывают совсем другие нагрузки, чем прочие области поверхности. В известных случаях в суставе имеют место относительные движение, при которых почти весь вес человеческого тела, увеличенный на действующие ускоряющие силы, давит на поверхности скольжения протеза. В этих условиях трудно предотвратить распространение микроорганизмов.
Исходя из данного уровня техники, в основе изобретения стоит задача разработать компонент протеза, при котором снижается вероятность, что он при введении в человеческое тело приведет к осложнениям. Эта задача решена отличительными признаками п.1 формулы изобретения. Согласно изобретению, компонент протеза снабжен скользящим поверхностным покрытием, которое обладает антимикробным действием. Выгодные формы осуществления указаны в зависимых пунктах.
Сначала поясним несколько терминов. Покрытие с антимикробным действием отличается тем, что оно в состоянии снижать жизнеспособность или репродуктивную способность микроорганизмов. Обычно это достигается тем, что из покрытия выдается наружу вещество, которое обладает активностью против микроорганизмов.
Подвижное соединение протеза образовано поверхностью скольжения первого компонента протеза и соответствующей сопряженной поверхностью скольжения второго компонента протеза. В процессе движения контакт между поверхностью скольжения и сопряженной поверхностью скольжения может происходить в переменных областях поверхности скольжения. Термин "поверхность скольжения" охватывает все области поверхности, которые при движениях сустава в протезе могут входить в контакт с сопряженной поверхностью скольжения.
Когда на какое-то тело наносят покрытие, то к этому телу добавляется дополнительный материал. На поверхности тела образуется слой, который полностью состоит из вновь добавленного материала. Не исключается, что покрытие согласно изобретению может наноситься также на другие области поверхности компонента протеза, а не только на поверхность скольжения. Однако часто другие области поверхности не содержат покрытия, то есть покрытие имеется только на поверхности скольжения.
С покрытием согласно изобретению антимикробное действие вносится в область поверхностей скольжения и тем самым в область, которая не доступна для аутогенных защитных сил. Без антимикробного действия в области поверхности скольжения там могли бы обосноваться и непрерывно размножаться микроорганизмы. Антимикробное покрытие согласно изобретению действует от микроорганизмов и тем самым снижает риск осложнений.
Как таковые, антимикробные покрытия на поверхности протезов известны, смотри, например, EP 2036517. Однако до сих пор они предусматривались только для таких поверхностных зон протеза, которые испытывают низкие механические нагрузки.
Особенно подходящим для применения в организме антимикробным активным веществом является серебро. Частицы серебра, отдаваемые покрытием наружу, имеют хороший эффект от микроорганизмов, которые обосновались на поверхности покрытия. Если частицы серебра выходят из покрытия, не встречая микроорганизмов, они рекомбинируют в электролите тела с образованием хлорида серебра (AgCl) и могут в этой форме быть выделены из тела. В таком случае серебро не оказывает никакого вредного действия на другие клетки организма. Поэтому покрытие скользящей поверхности предпочтительно содержит серебро. Серебро выдается из покрытия скользящей поверхности предпочтительно в виде отдельных ионов серебра.
Поверхности скольжения протеза сустава испытывают высокие механические нагрузки. Высоких допустимых нагрузок поверхностей скольжения можно достичь тем, что покрытие скользящей поверхности выполняется из высокопрочных соединений. Предпочтительно, покрытие скользящей поверхности содержит нитрид, оксинитрид или оксид на основе тугоплавкого металла. Выгодно, если в покрытии скользящей поверхности содержится, кроме того, серебро, которое может выдаваться из покрытия наружу. Тугоплавкими металлами являются высокоплавкие неблагородные металлы четвертой, пятой и шестой подгруппы. Из четвертной подгруппы сюда относятся титан, цирконий и гафний, из пятой подгруппы ванадий, ниобий и тантал, а из шестой подгруппы хром, молибден и вольфрам. Для покрытий компонентов эндопротезов особенно подходящими тугоплавкими металлами являются титан, цирконий, ниобий и тантал. Нитридом, оксинитридом или оксидом на основе тугоплавкого металла называют соединения, у которых ионы тугоплавкого металла вступают в реакцию с кислородом и/или азотом как химически активным газом. Эти соединения характеризуются высокой твердостью. Если покрытие скользящей поверхности дополнительно содержит серебро, то в образовании нитрида, оксинитрида или оксида участвуют не только ионы тугоплавкого металла и химически активный газ, но дополнительно ионы серебра. Ионы серебра встраиваются в образующееся покрытие.
У покрытия из высокопрочных соединений, которое содержит серебро, антимикробная активность повышается с повышением содержания серебра. Если покрытие предназначено в первую очередь как покрытие с высокой антимикробной активностью, то весовое содержание серебра в покрытии из высокопрочных соединений следовало бы выбирать на уровне примерно 25%. Правда, допустимая механическая нагрузка в сравнении с высокопрочным покрытием, которое не содержит серебра, тогда заметно снизится. Поэтому в рамках изобретения следует выбирать меньшую весовую долю серебра в покрытии из высокопрочных соединений. Весовая доля предпочтительно составляет от 2% до 15%, более предпочтительно от 3% до 10%. Оказалось, что при таком низком содержании серебра достигается хороший компромисс между предельно допустимой механической нагрузкой и антимикробным действием.
Покрытие скользящей поверхности должно иметь такой состав, чтобы серебро отдавалось в первую очередь в форме отдельных ионов серебра, а не в форме более крупных частиц. Отдельные ионы серебра могут действовать между поверхностями скольжения, не оказывая абразивного действия на поверхности скольжения.
Тело компонента протеза может состоять из металла или металлического сплава. Особенно подходящими материалами являются титан и сплавы титана.
Покрытие скользящей поверхности согласно изобретению можно нанести, например, способом PVD (Physical Vapor Deposition - физическое осаждение из паровой фазы) на тело компонента протеза. Для этого готовят мишень, из которой можно выделять материал, который позднее будет образовывать покрытие. Можно подготовить единственную мишень, которая содержит как тугоплавкий металл, так и серебро. Однако возможно также подготовить несколько мишеней, из которых первая мишень содержит тугоплавкий металл, а вторая мишень содержит серебро.
Для выделения ионов можно, например, создать электрическую дугу между электродом и мишенью, которая локально ограниченно подает на мишень столько энергии, чтобы выделить ионы. Другая возможность локально подать на мишень достаточную энергию может состоять в том, чтобы направить на мишень лазерный луч. Альтернативно, хотя и очень дорого, возможен подвод энергии также через пучок электронов.
Свободные ионы направляют к телу компонента протеза. Для этого можно приложить напряжение между мишенью и телом, посредством которого ионы ускоряются в направлении тела. Реакционная камера с мишенью и телом содержит химически активный газ, например, кислород или азот, или смесь кислорода и азота. Ионы тугоплавкого металла, а также ионы серебра и/или меди реагируют с химически активным газом. В результате протекающей на поверхности компонента тела реакции образуется покрытие скользящей поверхности согласно изобретению. Реакция может протекать в вакууме, предпочтительно в высоком вакууме.
Если требуется не допустить образования покрытия и на других зонах поверхности компонента протеза, а не только на поверхности скольжения, эти поверхностные зоны во время нанесения покрытия можно закрыть. Например, эти поверхностные зоны можно накрыть термостойким материалом. Термостойким называется материал, который устойчив в условиях, имеющихся при плазменном нанесении покрытий. В частности, термостойкий материал может быть металлом.
Чтобы истирание при движении между поверхностью скольжения и сопряженной поверхностью скольжения оставалось малым, поверхность скольжения должна быть как можно более гладкой. Предпочтительно, средняя шероховатость Ra поверхности скольжения, определенная согласно DIN EN ISO 4288 и 3274, меньше 0,05 мкм.
Кроме того, изобретение относится к эндопротезу сустава с выполненным согласно изобретению первым компонентом протеза и вторым компонентом протеза. Второй компонент протеза содержит сопряженную поверхность скольжения, которая вместе с поверхностью скольжения первого компонента протеза образует подвижное соединение.
Далее изобретение в качестве примера описывается на одном предпочтительном варианте осуществления с обращением к приложенным чертежам. Показано:
фиг. 1: протез тазобедренного сустава, оснащенный согласно изобретению,
фиг. 2: увеличенный фрагмент с фиг. 1 и
фиг. 3: коленный протез, оснащенный согласно изобретению.
Показанный на фиг. 1 протез тазобедренного сустава содержит компонент 10 бедренной кости и компонент 11 вертлужной впадины. Компонент 10 бедренной кости содержит стержень 12, который введен в костномозговое пространство бедренной кости 13. К стержню 12 примыкает шейка протеза 14, которая переходит в головку сустава 15. Компонент 11 вертлужной впадины введен в бедренную кость 16 и заменяет там естественную вертлужную впадину. Компонент 11 вертлужной впадины содержит состоящую из металла чашечку 17, а также вставку 18, которая состоит из полиэтилена высокой плотности.
В имплантированном состоянии головка 15 сустава лежит в полиэтиленовой вставке 18, так что головка 15 сустава вместе с полиэтиленовой вставкой 18 образуют подвижное соединение. При этом поверхность головки 15 сустава взаимодействует как поверхность скольжения 19 с сопряженной поверхностью скольжения 26 полиэтиленовой вставки 18. Средняя шероховатость Ra поверхности скольжения меньше 0,03 мкм.
Компонент 10 бедренной кости выполнен из титанового сплава. В области поверхности скольжения 19, как показано на фиг. 2 в сильном увеличении, на суставную головку 15 нанесено скользящее поверхностное покрытие 20. Скользящее поверхностное покрытие 20 получено способом PVD и имеет толщину около 3 мкм. Скользящее поверхностное покрытие 20 состоит из нитрида титана с включенными атомами серебра 21, причем атомы серебра показаны без соблюдения масштаба. В скользящем поверхностном покрытии 20 весовая доля атомов серебра составляет приблизительно 5%.
Серебро содержится в покрытии скользящей поверхности 20 в форме отдельных атомов, а не в форме более крупных частиц. При использовании протеза отдельные ионы серебра выделяются из скользящего поверхностного покрытия 20 наружу. Ионы серебра оказывают в области подвижного соединения антимикробное действие. Отдельные ионы серебра настолько малы, что они не оказывают никакого абразивного действия на полиэтиленовую вставку 18.
На фиг. 3 показан коленный протез, который снабжен предлагаемым изобретением покрытием скользящей поверхности. Коленный протез содержит компонент 22 бедренной кости и компонент 23 большеберцовой кости. Поверхность скольжения 24 компонента 22 бедренной кости взаимодействует с полиэтиленовой вставкой 25 компонента 23 большеберцовой кости и образует подвижное соединение, имитирующее функцию естественного колена.
Компонент 22 бедренной кости и компонент 23 большеберцовой кости состоят из классического хром-кобальтового сплава. На поверхность скольжения 24 компонента 22 бедренной кости нанесено антимикробное скользящее поверхностное покрытие 20, какое показано на фиг. 2.
У коленного протеза с фиг. 3 в каждый момент времени только малая область поверхности скольжения 24 лежит на полиэтиленовой вставке 25. Соответствующая область поверхности изменяется в зависимости от характера движения коленного протеза. Скользящее поверхностное покрытие 20 простирается по всей поверхности скольжения 24, то есть по всем областям поверхности, которые могут соприкасаться с полиэтиленовой вставкой 25. Выходящие из скользящего поверхностного покрытия 20 ионы серебра обладают антимикробным действием в отношении обосновавшихся там микроорганизмов.

Claims (7)

1. Компонент эндопротеза сустава с поверхностью скольжения (19, 24), предназначенной для того, чтобы вместе с сопряженной поверхностью скольжения (26) другого компонента протеза (11, 23) или костной контропорой сустава или мягкой ткани образовывать подвижное соединение, отличающийся тем, что поверхность скольжения (19, 24) образована нанесенным на тело компонента протеза (10, 22) скользящим поверхностным покрытием (20), и тем, что покрытие скользящей поверхности (20) обладает антимикробным действием, причем в покрытии скользящей поверхности (20) содержится серебро, покрытие скользящей поверхности (20) содержит нитрид, оксинитрид или оксид на основе тугоплавкого металла и серебро (21) в покрытии скользящей поверхности (20) составляет весовую долю от 2% до 15%.
2. Компонент эндопротеза по п.1, отличающийся тем, что тугоплавкий металл является титаном.
3. Компонент эндопротеза по п.1, отличающийся тем, что серебро (21) в покрытии скользящей поверхности (20) составляет весовую долю от 3% до 10%.
4. Компонент эндопротеза по п.1, отличающийся тем, что покрытие скользящей поверхности (20) имеет толщину от 0,5 мкм до 5 мкм.
5. Компонент эндопротеза по п.1, отличающийся тем, что покрытие скользящей поверхности (20) получено способом PVD.
6. Компонент эндопротеза по п.1, отличающийся тем, что средняя шероховатость Ra поверхности скольжения (19, 24) меньше 0,05 мкм.
7. Эндопротез сустава с первым компонентом протеза, образованным согласно одному из пп.1-6, и со вторым компонентом протеза (11, 23), который имеет сопряженную поверхность скольжения (26), причем поверхность скольжения (19, 24) первого компонента протеза образует с сопряженной поверхностью скольжения (26) второго компонента протеза (11, 23) подвижное соединение.
RU2013120306/15A 2010-10-05 2011-09-30 Компонент протеза с поверхностью скольжения, покрытой антимикробным покрытием RU2545786C2 (ru)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
EP10013320.6 2010-10-05
EP10013320A EP2444108A1 (de) 2010-10-05 2010-10-05 Prothesenkomponente mit antimikrobiell beschichteter Gleitfläche
PCT/EP2011/067072 WO2012045672A1 (de) 2010-10-05 2011-09-30 Prothesenkomponente mit antimikrobiell beschichteter gleitfläche

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU2013120306A RU2013120306A (ru) 2014-11-20
RU2545786C2 true RU2545786C2 (ru) 2015-04-10

Family

ID=43598427

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2013120306/15A RU2545786C2 (ru) 2010-10-05 2011-09-30 Компонент протеза с поверхностью скольжения, покрытой антимикробным покрытием

Country Status (18)

Country Link
US (2) US20120083898A1 (ru)
EP (2) EP2444108A1 (ru)
JP (2) JP2014501540A (ru)
KR (2) KR20150103315A (ru)
CN (1) CN103298499B (ru)
AR (1) AR084487A1 (ru)
AU (1) AU2011311674B2 (ru)
BR (1) BR112013008128A8 (ru)
CA (1) CA2812899C (ru)
ES (1) ES2726773T3 (ru)
HU (1) HUE043350T2 (ru)
IL (1) IL225511A0 (ru)
MX (1) MX343616B (ru)
PL (1) PL2624872T3 (ru)
RU (1) RU2545786C2 (ru)
TR (1) TR201906849T4 (ru)
TW (1) TWI516292B (ru)
WO (1) WO2012045672A1 (ru)

Families Citing this family (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN105559948B (zh) * 2015-12-14 2018-12-18 北京大学第一医院 一种人工关节假体
EP3566725B1 (de) * 2018-05-07 2021-10-27 Waldemar Link GmbH & Co. KG Antimikrobielle implantatbeschichtung
EP3714911B1 (en) * 2019-03-29 2023-02-15 Picosun Oy Coating for joint implants
EP3744355B1 (en) * 2019-05-29 2022-12-21 Metal Estalki, S. L. Coating for non-permanent transcutaneous implant
CN117100467A (zh) * 2023-10-24 2023-11-24 北京力达康科技有限公司 一种膝关节假体

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2007084961A2 (en) * 2006-01-18 2007-07-26 Smith & Nephew Inc. Applications of diffusion hardening techniques
WO2007144000A2 (en) * 2006-06-14 2007-12-21 Cartificial A/S Medical device comprising a metal fabric for insertion into a joint
EP2036517A1 (de) * 2007-09-17 2009-03-18 WALDEMAR LINK GmbH & Co. KG Endoprothesenkomponente
WO2009100792A2 (en) * 2008-02-11 2009-08-20 Stryker Trauma Gmbh Antimicrobial provision of titanium and titanium alloys with silver

Family Cites Families (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
ATE88324T1 (de) * 1984-12-28 1993-05-15 Johnson Matthey Plc Antimikrobielle zusammensetzungen.
FR2595572B1 (fr) * 1986-03-12 1989-06-16 France Implant Procede de fabrication d'implants chirurgicaux au moins partiellement revetus d'une couche en un compose metallique, et implants realises conformement audit procede
US5709020A (en) * 1994-07-19 1998-01-20 University Of Kentucky Research Foundation Method for reducing the generation of wear particulates from an implant
US5897388A (en) * 1997-05-30 1999-04-27 The Whitaker Corporation Method of applying ESD protection to a shielded electrical
US6582715B1 (en) * 1999-04-27 2003-06-24 Agion Technologies, Inc. Antimicrobial orthopedic implants
JP2002338336A (ja) * 2001-05-16 2002-11-27 Kobe Steel Ltd 摺動部用アルミナセラミックス製品およびその製造方法
WO2008082698A2 (en) * 2006-12-28 2008-07-10 Boston Scientific Limited Medical devices and methods of making the same
US8343535B2 (en) * 2007-02-23 2013-01-01 The Chinese University Of Hong Kong Wound healing dressing and methods of manufacturing the same
US8845751B2 (en) * 2007-09-21 2014-09-30 Waldemar Link Gmbh & Co. Kg Endoprosthesis component
GB2459081A (en) * 2008-01-31 2009-10-14 Tecvac Ltd Coated biomedical components
CN201312845Y (zh) * 2008-12-22 2009-09-23 陈治宇 一种抗菌人工关节假体
CN101766839B (zh) * 2009-12-31 2012-10-24 东南大学 载银抗菌型的人工关节及其制备方法

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2007084961A2 (en) * 2006-01-18 2007-07-26 Smith & Nephew Inc. Applications of diffusion hardening techniques
WO2007144000A2 (en) * 2006-06-14 2007-12-21 Cartificial A/S Medical device comprising a metal fabric for insertion into a joint
EP2036517A1 (de) * 2007-09-17 2009-03-18 WALDEMAR LINK GmbH & Co. KG Endoprothesenkomponente
WO2009100792A2 (en) * 2008-02-11 2009-08-20 Stryker Trauma Gmbh Antimicrobial provision of titanium and titanium alloys with silver

Also Published As

Publication number Publication date
EP2444108A1 (de) 2012-04-25
ES2726773T3 (es) 2019-10-09
TWI516292B (zh) 2016-01-11
MX2013003742A (es) 2013-06-05
CA2812899A1 (en) 2012-04-12
RU2013120306A (ru) 2014-11-20
HUE043350T2 (hu) 2019-08-28
MX343616B (es) 2016-11-14
CN103298499B (zh) 2015-04-01
AU2011311674A1 (en) 2013-04-18
WO2012045672A1 (de) 2012-04-12
TW201217006A (en) 2012-05-01
BR112013008128A8 (pt) 2018-05-08
IL225511A0 (en) 2013-06-27
KR20150103315A (ko) 2015-09-09
AU2011311674B2 (en) 2014-07-24
US20120083898A1 (en) 2012-04-05
AR084487A1 (es) 2013-05-22
PL2624872T3 (pl) 2019-08-30
EP2624872B1 (de) 2019-02-27
CA2812899C (en) 2015-07-21
KR20130099141A (ko) 2013-09-05
BR112013008128A2 (pt) 2016-08-09
TR201906849T4 (tr) 2019-05-21
JP2016073688A (ja) 2016-05-12
EP2624872A1 (de) 2013-08-14
CN103298499A (zh) 2013-09-11
US20160106541A1 (en) 2016-04-21
JP2014501540A (ja) 2014-01-23

Similar Documents

Publication Publication Date Title
van Hove et al. Titanium-nitride coating of orthopaedic implants: a review of the literature
Mändl et al. Improving the biocompatibility of medical implants with plasma immersion ion implantation
Gotman et al. Titanium nitride-based coatings on implantable medical devices
US10272177B2 (en) Joint replacement or joint resurfacing devices, systems and methods
RU2545786C2 (ru) Компонент протеза с поверхностью скольжения, покрытой антимикробным покрытием
Jing et al. Assessment of osteoinduction using a porous hydroxyapatite coating prepared by micro-arc oxidation on a new titanium alloy
US20040002766A1 (en) Prosthetic devices having diffusion-hardened surfaces and bioceramic coatings
Ralls et al. Material design and surface engineering for bio-implants
Mavrogenis et al. Osseointegration of cobalt-chrome alloy implants
Diez-Escudero et al. The role of silver coating for arthroplasty components
Jinno et al. Effects of calcium ion implantation on osseointegration of surface-blasted titanium alloy femoral implants in a canine total hip arthroplasty model
EP2640430B1 (en) Ceramic monoblock implants with osseointegration fixation surfaces
EP1649877A2 (en) Boronised medical implants and process of manufacture
EP2101835B1 (en) Metal implants
IL204029A (en) Internal bushing component
Sovak et al. Osseointegration of Ti–6Al–4V alloy implants with a titanium nitride coating produced by a PIRAC nitriding technique: a long-term time course study in the rat
Rabiei Hip Prostheses
Takakubo et al. Wear and corrosion in the loosening of total joint replacements (TJRs)
US8845751B2 (en) Endoprosthesis component
AU2002315469A1 (en) Prosthetic devices having diffusion-hardened surfaces and bioceramic coatings.
WO2021090160A1 (en) Femoral knee prostheses component and method for its creation
Nazha et al. Coating materials for artificial knee joint components
Sousa Development of multi-functionalized tribocorrosion-resistant bio-MMCs