RU2581825C1 - Способ формирования серебросодержащего биопокрытия титанового имплантата - Google Patents

Способ формирования серебросодержащего биопокрытия титанового имплантата Download PDF

Info

Publication number
RU2581825C1
RU2581825C1 RU2014154108/15A RU2014154108A RU2581825C1 RU 2581825 C1 RU2581825 C1 RU 2581825C1 RU 2014154108/15 A RU2014154108/15 A RU 2014154108/15A RU 2014154108 A RU2014154108 A RU 2014154108A RU 2581825 C1 RU2581825 C1 RU 2581825C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
silver
titanium
implant
biocovers
hydroxyapatite
Prior art date
Application number
RU2014154108/15A
Other languages
English (en)
Inventor
Ирина Владимировна Перинская
Владимир Владимирович Перинский
Кристина Сергеевна Пятакова
Марина Васильевна Частова
Есения Дмитриевна Перинская
Original Assignee
Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Саратовский государственный технический университет имени Гагарина Ю.А." (СГТУ имени Гагарина Ю.А.)
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 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Саратовский государственный технический университет имени Гагарина Ю.А." (СГТУ имени Гагарина Ю.А.) filed Critical Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Саратовский государственный технический университет имени Гагарина Ю.А." (СГТУ имени Гагарина Ю.А.)
Priority to RU2014154108/15A priority Critical patent/RU2581825C1/ru
Application granted granted Critical
Publication of RU2581825C1 publication Critical patent/RU2581825C1/ru

Links

Images

Landscapes

  • Materials For Medical Uses (AREA)
  • Prostheses (AREA)

Abstract

Изобретение относится к медицине, а именно к ортопедической стоматологии и травматологии, и может быть использовано для изготовления внутрикостных эндопротезов на титановой основе. Описан способ получения серебросодержащего биопокрытия титанового имплантата, заключающийся в предварительной подготовке поверхности титановой основы имплантата, плазменном напылении титанового подслоя на поверхность титановой основы, плазменном напылении порошка гидроксиапатита на титановый подслой, формировании серебросодержащего биопокрытия. Формирование серебросодержащего биопокрытия осуществляют имплантацией ионов серебра в слой гидроксиапатита с энергией 50±5 кэВ и дозой 1,2·1016-1,8·1016 ион/см2. Серебросодержащее биопокрытие титанового имплантата способствует увеличению выхода годных изделий при остеоинтеграции имплантата. 5 ил.

Description

Изобретение относится к медицине, а именно к ортопедической стоматологии и травматологии, и может быть использовано для изготовления внутрикостных эндопротезов на титановой основе.
Известен способ получения серебросодержащего порошка гидроксиапатита (Баринов С.М. Биокерамика на основе фосфатов кальция / С.М. Баринов, B.C. Комлев. - М.: Наука, 1999. - 38-50 с.), отличающийся тем, что проводили ионообменную обработку кристаллов ГА в 0,02%-ном растворе AgNCb, выдержку порошка на воздухе при комнатной температуре осуществляли в течение 48 ч, осадок фильтровали, промывали горячей водой и высушивали при 180°C.
В предложенном способе не решена проблема формирования серебросодержащего покрытия.
Наиболее близким к предлагаемому решению является способ формирования антимикробного покрытия [патент РФ 2504349, МПК: A61F 2/30, А61К 33/06, А61Р 31/04, С23С 4/12, опубликован 20.01.2014]. Способ осуществляют предварительной подготовкой серебросодержащего раствора, пропиткой порошка гидроксиапатита полученным серебросодержащим раствором, подготовкой поверхности имплантата с нанесением титанового подслоя, а затем формированием серебросодержащего покрытия электроплазменным напылением слоя гидроксиапатита, пропитанного серебросодержащим раствором.
Недостатком данного способа является то, что получаемое покрытие имеет слаборазвитую морфологию поверхности и получение серебросодержащего покрытия происходит при трудно контролируемых параметрах технологической операции пропитки частиц гидроксиапатита раствором AgNO3, что классифицирует способ как трудно воспроизводимый с низким выходом годных изделий.
Задача заявляемого изобретения заключается в получении серебросодержащего биопокрытия, которое обеспечивает создание развитой морфологии поверхности на наноуровне, с антимикробным эффектом в прилежащих к эндопротезу тканях с высокой воспроизводимостью и управляемостью, присущей методу ионной имплантации, в котором автоматически контролируется и воспроизводится не только энергия и доза внедряемых ионов серебра, но и профиль их распределении в серебросодержащем биопокрытии, что способствует увеличению выхода годных изделий при остеоинтеграции имплантата.
Поставленная задача решается тем, что при осуществлении способа получения серебросодержащего биопокрытия титанового имплантата, заключающегося в предварительной подготовке поверхности основы имплантата, плазменном напылении титанового подслоя на поверхность титана, плазменном напылении порошка гидроксиапатита на титановый подслой, новым является то, что формирование серебросодержащего биопокрытия осуществляют имплантацией ионов серебра в слой гидроксиапатита с энергией 50±5 кэВ и дозой 1,2·1016-1,8·1016 ион/см2.
Изобретение поясняется чертежами, где на фиг. 1 показаны схема технологии формирования и поперечное сечение серебросодержащего биопокрытия на поверхности гидроксиапатитового покрытия титанового имплантата, состоящего из плазмонапыленных слоев титана, гидроксиапатита и ионно-имплантированного серебросодержащего слоя, полученного при имплантации ионов серебра в слой гидроксиапатита с энергией 50±5 кэВ и дозой 1,2·1016-1,8·1016 ион/см2, где 1 - титановая основа имплантата, 2 - плазмонапыленный титановый подслой, 3 - слой плазмонапыленного порошка гидроксиапатита, 4 - серебросодержащий слой; на фиг. 2 представлена фотография пористой наноструктурированной ионной имплантацией ионов серебра поверхности гидроксиапатитового покрытия титанового имплантата (×250 000); на фиг. 3 - фотография установки ионного легирования «Везувий-5»; на фиг. 4 - экспериментальная зависимость коэффициента выхода годных имплантатов (К) от энергии ионов серебра (• - экспериментальные средние значения 20 экспериментов); на фиг. 5 - экспериментальная зависимость коэффициента выхода годных имплантатов (К) от дозы ионов серебра (• - экспериментальные средние значения 20 экспериментов).
Способ осуществляют следующим образом.
Предварительную обработку поверхности имплантата осуществляют с помощью струйной обработки порошком электрокорунда с размером частиц 150-200 мкм под давлением 6,5 атм (Лясникова А.В. Стоматологические имплантаты. Исследование, разработка, производство, клиническое применение / А.В. Лясникова и др. - Саратов: Сарат. гос. техн. ун-т, 2006. - 254 с.; Лясникова А.В. Биосовместимые материалы и покрытия нового поколения: особенности получения, наноструктурирование, исследование свойств, перспективы клинического применения / А.В. Лясникова и др. - Саратов: Научная книга, 2011. - 220 с.).
Далее осуществляют плазменное напыление титанового подслоя на поверхность титана на установке ВРЕС 744.3227.001. Наиболее рациональное регулирование мощности дуги, параметров напыления и качества получаемого покрытия обеспечивается при максимально возможном напряжении при 35 В и силы тока 450 А.
Далее осуществляют плазменное напыление порошка гидроксиапатита дисперсностью 40-70 мкм с дистанцией напыления 80 мм, при силе тока 450 А, напряжении 35 В и расходе аргона 60-65 л/мин.
Получение серебросодержащего биопокрытия на поверхности гидроксиапатитового покрытия титанового имплантата проводят имплантацией ионов серебра на установке ионного легирования, например, «Везувий-5» (фиг. 3), с энергией 50±5 кэВ и дозой 1,2·1016-1,8·1016 ион/см2 без дополнительного нагрева имплантата.
Полученные промышленным способом кристаллы AgNO3 помещают в камеру испарения источника ионов установки ионного легирования, например «Везувий-5», где происходит ионизация AgNO3 эмитированными горячим (2500…3000°C) катодом электронами.
Из образующегося плазменного облака ионы Ag+ отбираются (вытягиваются) электрическим полем с вытягивающим напряжением, оптимальными значениями для ионов лантана являются Uвыт=5, 10, 15 кВ.
Вытягивающийся из источника ионный (Ag+) пучок фокусируется, ускоряется и попадает на поверхность гидроксиапатитового покрытия титановых имплантатов, которые закреплены на барабане в приемной камере. Дозиметры, установленные в приемной камере, обеспечивают контроль над дозой имплантации. Экспериментально полученными оптимальными дозами ионов серебра, необходимыми для проведения процесса ионной имплантации, т.е. внедрения ионов серебра в поверхность слоя гидроксиапатита, нанесенного на титановый подслой, являются 1,2·1016-1,8·1016 ион/см2 с энергией 50±5 кэВ. При дозах ионов серебра менее 1,2·1016 ион/см2 и более 1,8·1016 ион/см не образуется развитая морфология поверхности, антимикробные свойства серебросодержащего слоя не проявляются.
Из приведенных экспериментально полученных данных (фиг. 4, 5), очевидно, что оптимальными значениями энергии и дозы ионов серебра для получения серебросодержащего биопокрытия титанового имплантата при ионной имплантации являются соответственно Е=50±5 кэВ и Ф=1,2·1016-1,8·1016 ион/см2 (К - коэффициент выхода годных имплантатов при остеоинтеграции в %, характеризующий увеличение времени до появления первых симптомов отторжения).
Таким образом, разработан способ получения серебросодержащего биопокрытия титанового имплантата, который позволяет получать покрытие с развитой морфологией (фиг. 2), с антимикробными свойствами, которые обусловлены комплексом терапевтических свойств, присущих серебросодержащим покрытиям и препаратам серебра: широким антибактериальным спектром в отношении патогенной флоры, в том числе устойчивой к антибиотикам; сложностью вырабатывания у патогенных микроорганизмов защитных механизмов к действию ионов серебра; хорошо выраженным ранозаживляющим действием, что будет способствовать быстрой и надежной остеоинтеграции имплантата с биологическими тканями за счет наименьшего процента их отторжения.

Claims (1)

  1. Способ формирования серебросодержащего биопокрытия титанового имплантата, состоящий в предварительной подготовке поверхности титановой основы имплантата, плазменном напылении титанового подслоя на поверхность титановой основы, плазменном напылении порошка гидроксиапатита на титановый подслой, формировании серебросодержащего биопокрытия, отличающийся тем, что формирование серебросодержащего биопокрытия осуществляют имплантацией ионов серебра в слой гидроксиапатита с энергией 50±5 кэВ и дозой 1,2·1016-1,8·1016 ион/см2.
RU2014154108/15A 2014-12-29 2014-12-29 Способ формирования серебросодержащего биопокрытия титанового имплантата RU2581825C1 (ru)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2014154108/15A RU2581825C1 (ru) 2014-12-29 2014-12-29 Способ формирования серебросодержащего биопокрытия титанового имплантата

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2014154108/15A RU2581825C1 (ru) 2014-12-29 2014-12-29 Способ формирования серебросодержащего биопокрытия титанового имплантата

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2581825C1 true RU2581825C1 (ru) 2016-04-20

Family

ID=56195020

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2014154108/15A RU2581825C1 (ru) 2014-12-29 2014-12-29 Способ формирования серебросодержащего биопокрытия титанового имплантата

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2581825C1 (ru)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2669402C1 (ru) * 2017-12-25 2018-10-11 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Саратовский государственный технический университет имени Гагарина Ю.А." (СГТУ имени Гагарина Ю.А.) Способ формирования серебросодержащего биосовместимого покрытия на титановых имплантатах
RU2760453C1 (ru) * 2021-05-05 2021-11-25 Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Московский политехнический университет" (Московский Политех) Способ формирования серебросодержащего биосовместимого покрытия на имплантатах из титановых сплавов

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2504349C1 (ru) * 2012-07-03 2014-01-20 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Саратовский государственный технический университет имени Гагарина Ю.А." (СГТУ имени Гагарина Ю.А.) Способ формирования антимикробного покрытия

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2504349C1 (ru) * 2012-07-03 2014-01-20 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Саратовский государственный технический университет имени Гагарина Ю.А." (СГТУ имени Гагарина Ю.А.) Способ формирования антимикробного покрытия

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2669402C1 (ru) * 2017-12-25 2018-10-11 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Саратовский государственный технический университет имени Гагарина Ю.А." (СГТУ имени Гагарина Ю.А.) Способ формирования серебросодержащего биосовместимого покрытия на титановых имплантатах
RU2760453C1 (ru) * 2021-05-05 2021-11-25 Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Московский политехнический университет" (Московский Политех) Способ формирования серебросодержащего биосовместимого покрытия на имплантатах из титановых сплавов

Similar Documents

Publication Publication Date Title
RU2597750C1 (ru) Способ изготовления внутрикостных стоматологических имплантатов с биоактивным покрытием
Lu et al. Surface modification of biomaterials using plasma immersion ion implantation and deposition
Li et al. Translational plasma stomatology: applications of cold atmospheric plasmas in dentistry and their extension
Badaraev et al. Piezoelectric polymer membranes with thin antibacterial coating for the regeneration of oral mucosa
CN101869725B (zh) 一种含有纳米Ag粒子的抗菌型生物活性复合涂层及制备方法
US10675380B2 (en) Nano-textured biocompatible antibacterial film
RU2581825C1 (ru) Способ формирования серебросодержащего биопокрытия титанового имплантата
Pavarini et al. Influence of frequency and duty cycle on the properties of antibacterial borate-based PEO coatings on titanium for bone-contact applications
JP2009524479A (ja) 抗菌被覆方法
CN106562827A (zh) 一种亲水性、抗菌牙种植体系统及其制备方法
ES2361443T3 (es) Procedimientos de revestimiento antimicrobiano.
Chen et al. In vitro and in vivo characterization of novel calcium phosphate and magnesium (CaP-Mg) bilayer coated titanium for implantation
CN110965024B (zh) 一种生物医用材料及其制备方法
RU2530568C1 (ru) Способ изготовления внутрикостного имплантата с ионно-лучевой модификацией
EP2793911B1 (en) Methods for improving the bioactivity characteristics of a surface and objects with surfaces improved thereby
CN110585475A (zh) 一种光控抗菌可降解锌合金缝合线材料及其制备方法
RU2553355C1 (ru) Способ получения лантансодержащего биопокрытия титанового имплантата
RU2669402C1 (ru) Способ формирования серебросодержащего биосовместимого покрытия на титановых имплантатах
RU145527U1 (ru) Имплантируемое медицинское изделие
CN109652766B (zh) 一种医用植入材料用镁-银-铜涂层及其制备方法
RU2650221C1 (ru) Способ формирования наноструктурированного оксидного покрытия на техническом титане
Fan et al. Semiconductive Biomaterials for Pathological Bone Repair and Regeneration
RU2760453C1 (ru) Способ формирования серебросодержащего биосовместимого покрытия на имплантатах из титановых сплавов
RU2494764C1 (ru) Способ получения лантансодержащего покрытия
CN104055586B (zh) 一种镶嵌细小银颗粒的金属丝及制备

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20201230