RU2636515C1 - Медицинское устройство с поверхностью, содержащей оксид галлия - Google Patents
Медицинское устройство с поверхностью, содержащей оксид галлия Download PDFInfo
- Publication number
- RU2636515C1 RU2636515C1 RU2014141410A RU2014141410A RU2636515C1 RU 2636515 C1 RU2636515 C1 RU 2636515C1 RU 2014141410 A RU2014141410 A RU 2014141410A RU 2014141410 A RU2014141410 A RU 2014141410A RU 2636515 C1 RU2636515 C1 RU 2636515C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- medical device
- layer
- gallium
- implant
- tissue
- Prior art date
Links
- 239000010410 layer Substances 0.000 claims abstract description 82
- 229910052733 gallium Inorganic materials 0.000 claims abstract description 33
- GYHNNYVSQQEPJS-UHFFFAOYSA-N Gallium Chemical compound [Ga] GYHNNYVSQQEPJS-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 31
- 238000000034 method Methods 0.000 claims abstract description 19
- 239000002344 surface layer Substances 0.000 claims abstract description 17
- 239000004053 dental implant Substances 0.000 claims abstract description 13
- 230000000845 anti-microbial effect Effects 0.000 claims abstract description 12
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 claims abstract description 9
- 239000004599 antimicrobial Substances 0.000 claims abstract 3
- 210000001519 tissue Anatomy 0.000 claims description 41
- 239000007943 implant Substances 0.000 claims description 38
- 239000010936 titanium Substances 0.000 claims description 32
- RTAQQCXQSZGOHL-UHFFFAOYSA-N Titanium Chemical compound [Ti] RTAQQCXQSZGOHL-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 29
- 229910052719 titanium Inorganic materials 0.000 claims description 29
- 229910005191 Ga 2 O 3 Inorganic materials 0.000 claims description 19
- 210000004872 soft tissue Anatomy 0.000 claims description 16
- 239000000463 material Substances 0.000 claims description 15
- 230000002035 prolonged effect Effects 0.000 claims description 12
- 230000008021 deposition Effects 0.000 claims description 7
- 229910010293 ceramic material Inorganic materials 0.000 claims description 4
- 239000010409 thin film Substances 0.000 claims description 4
- 229910001069 Ti alloy Inorganic materials 0.000 claims description 3
- 239000007769 metal material Substances 0.000 claims description 3
- 230000000399 orthopedic effect Effects 0.000 claims description 3
- 239000002131 composite material Substances 0.000 claims description 2
- 208000015181 infectious disease Diseases 0.000 abstract description 11
- 150000002259 gallium compounds Chemical class 0.000 abstract description 10
- 239000000758 substrate Substances 0.000 abstract description 7
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract description 4
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 abstract description 3
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract description 3
- 239000003814 drug Substances 0.000 abstract description 2
- AJNVQOSZGJRYEI-UHFFFAOYSA-N digallium;oxygen(2-) Chemical compound [O-2].[O-2].[O-2].[Ga+3].[Ga+3] AJNVQOSZGJRYEI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 63
- 229910001195 gallium oxide Inorganic materials 0.000 description 61
- 238000002513 implantation Methods 0.000 description 11
- 239000003826 tablet Substances 0.000 description 10
- 210000000988 bone and bone Anatomy 0.000 description 8
- 238000000151 deposition Methods 0.000 description 8
- 230000003746 surface roughness Effects 0.000 description 8
- 241000589517 Pseudomonas aeruginosa Species 0.000 description 7
- NRTOMJZYCJJWKI-UHFFFAOYSA-N Titanium nitride Chemical compound [Ti]#N NRTOMJZYCJJWKI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 7
- 239000011248 coating agent Substances 0.000 description 7
- 238000000576 coating method Methods 0.000 description 7
- 230000012010 growth Effects 0.000 description 7
- 230000001580 bacterial effect Effects 0.000 description 6
- 230000032770 biofilm formation Effects 0.000 description 6
- 239000010408 film Substances 0.000 description 6
- 150000002258 gallium Chemical class 0.000 description 6
- 239000001974 tryptic soy broth Substances 0.000 description 6
- 108010050327 trypticase-soy broth Proteins 0.000 description 6
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 5
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 5
- 230000008901 benefit Effects 0.000 description 5
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 description 5
- 239000000356 contaminant Substances 0.000 description 5
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 description 5
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 description 5
- 238000007736 thin film deposition technique Methods 0.000 description 5
- 241000894006 Bacteria Species 0.000 description 4
- LFQSCWFLJHTTHZ-UHFFFAOYSA-N Ethanol Chemical compound CCO LFQSCWFLJHTTHZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 208000006389 Peri-Implantitis Diseases 0.000 description 4
- GWEVSGVZZGPLCZ-UHFFFAOYSA-N Titan oxide Chemical compound O=[Ti]=O GWEVSGVZZGPLCZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 238000004833 X-ray photoelectron spectroscopy Methods 0.000 description 4
- 238000004458 analytical method Methods 0.000 description 4
- 238000002474 experimental method Methods 0.000 description 4
- CHPZKNULDCNCBW-UHFFFAOYSA-N gallium nitrate Chemical compound [Ga+3].[O-][N+]([O-])=O.[O-][N+]([O-])=O.[O-][N+]([O-])=O CHPZKNULDCNCBW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 238000011065 in-situ storage Methods 0.000 description 4
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 4
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 4
- 241000233866 Fungi Species 0.000 description 3
- 241000124008 Mammalia Species 0.000 description 3
- QCWXUUIWCKQGHC-UHFFFAOYSA-N Zirconium Chemical compound [Zr] QCWXUUIWCKQGHC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 229910045601 alloy Inorganic materials 0.000 description 3
- 239000000956 alloy Substances 0.000 description 3
- 230000000844 anti-bacterial effect Effects 0.000 description 3
- 238000000231 atomic layer deposition Methods 0.000 description 3
- 210000000845 cartilage Anatomy 0.000 description 3
- 238000011109 contamination Methods 0.000 description 3
- 238000002149 energy-dispersive X-ray emission spectroscopy Methods 0.000 description 3
- 229910052735 hafnium Inorganic materials 0.000 description 3
- VBJZVLUMGGDVMO-UHFFFAOYSA-N hafnium atom Chemical compound [Hf] VBJZVLUMGGDVMO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 230000009931 harmful effect Effects 0.000 description 3
- 230000035876 healing Effects 0.000 description 3
- 230000007774 longterm Effects 0.000 description 3
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 3
- 229910052758 niobium Inorganic materials 0.000 description 3
- 239000010955 niobium Substances 0.000 description 3
- GUCVJGMIXFAOAE-UHFFFAOYSA-N niobium atom Chemical compound [Nb] GUCVJGMIXFAOAE-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 238000004806 packaging method and process Methods 0.000 description 3
- 229910052715 tantalum Inorganic materials 0.000 description 3
- GUVRBAGPIYLISA-UHFFFAOYSA-N tantalum atom Chemical compound [Ta] GUVRBAGPIYLISA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 229910052726 zirconium Inorganic materials 0.000 description 3
- 208000035143 Bacterial infection Diseases 0.000 description 2
- 241000282412 Homo Species 0.000 description 2
- 206010061218 Inflammation Diseases 0.000 description 2
- 239000004696 Poly ether ether ketone Substances 0.000 description 2
- 229920000954 Polyglycolide Polymers 0.000 description 2
- 241000191967 Staphylococcus aureus Species 0.000 description 2
- 230000002411 adverse Effects 0.000 description 2
- 208000022362 bacterial infectious disease Diseases 0.000 description 2
- 230000008859 change Effects 0.000 description 2
- 238000005234 chemical deposition Methods 0.000 description 2
- 230000001419 dependent effect Effects 0.000 description 2
- 230000006870 function Effects 0.000 description 2
- -1 gallium ions Chemical class 0.000 description 2
- 229940044658 gallium nitrate Drugs 0.000 description 2
- 230000002209 hydrophobic effect Effects 0.000 description 2
- 239000012535 impurity Substances 0.000 description 2
- 238000011534 incubation Methods 0.000 description 2
- 230000004054 inflammatory process Effects 0.000 description 2
- 230000005764 inhibitory process Effects 0.000 description 2
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 2
- 229910044991 metal oxide Inorganic materials 0.000 description 2
- 150000004706 metal oxides Chemical class 0.000 description 2
- 150000002739 metals Chemical class 0.000 description 2
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 2
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 2
- 210000000214 mouth Anatomy 0.000 description 2
- 210000004400 mucous membrane Anatomy 0.000 description 2
- 210000000056 organ Anatomy 0.000 description 2
- 229920003229 poly(methyl methacrylate) Polymers 0.000 description 2
- 229920002530 polyetherether ketone Polymers 0.000 description 2
- 239000004633 polyglycolic acid Substances 0.000 description 2
- 229920006254 polymer film Polymers 0.000 description 2
- 239000004926 polymethyl methacrylate Substances 0.000 description 2
- 150000003839 salts Chemical class 0.000 description 2
- 239000000243 solution Substances 0.000 description 2
- OGIDPMRJRNCKJF-UHFFFAOYSA-N titanium oxide Inorganic materials [Ti]=O OGIDPMRJRNCKJF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000005406 washing Methods 0.000 description 2
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000009736 wetting Methods 0.000 description 2
- ASYYOZSDALANRF-UHFFFAOYSA-K 3-bis[(2-methyl-4-oxopyran-3-yl)oxy]gallanyloxy-2-methylpyran-4-one Chemical compound [Ga+3].CC=1OC=CC(=O)C=1[O-].CC=1OC=CC(=O)C=1[O-].CC=1OC=CC(=O)C=1[O-] ASYYOZSDALANRF-UHFFFAOYSA-K 0.000 description 1
- YEEGWNXDUZONAA-UHFFFAOYSA-K 5-hydroxy-2,8,9-trioxa-1-gallabicyclo[3.3.2]decane-3,7,10-trione Chemical compound [Ga+3].[O-]C(=O)CC(O)(CC([O-])=O)C([O-])=O YEEGWNXDUZONAA-UHFFFAOYSA-K 0.000 description 1
- 229920001817 Agar Polymers 0.000 description 1
- 208000006386 Bone Resorption Diseases 0.000 description 1
- 229910000906 Bronze Inorganic materials 0.000 description 1
- BVKZGUZCCUSVTD-UHFFFAOYSA-L Carbonate Chemical compound [O-]C([O-])=O BVKZGUZCCUSVTD-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 1
- 208000032368 Device malfunction Diseases 0.000 description 1
- KRHYYFGTRYWZRS-UHFFFAOYSA-M Fluoride anion Chemical compound [F-] KRHYYFGTRYWZRS-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 1
- BDAGIHXWWSANSR-UHFFFAOYSA-M Formate Chemical compound [O-]C=O BDAGIHXWWSANSR-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 1
- 241000589599 Francisella tularensis subsp. novicida Species 0.000 description 1
- JVTAAEKCZFNVCJ-UHFFFAOYSA-M Lactate Chemical compound CC(O)C([O-])=O JVTAAEKCZFNVCJ-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 1
- 241001465754 Metazoa Species 0.000 description 1
- MUBZPKHOEPUJKR-UHFFFAOYSA-N Oxalic acid Chemical compound OC(=O)C(O)=O MUBZPKHOEPUJKR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 240000004808 Saccharomyces cerevisiae Species 0.000 description 1
- 208000007536 Thrombosis Diseases 0.000 description 1
- 229910010413 TiO 2 Inorganic materials 0.000 description 1
- 241000251539 Vertebrata <Metazoa> Species 0.000 description 1
- BLOIXGFLXPCOGW-UHFFFAOYSA-N [Ti].[Sn] Chemical compound [Ti].[Sn] BLOIXGFLXPCOGW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000001133 acceleration Effects 0.000 description 1
- 239000008272 agar Substances 0.000 description 1
- 230000002421 anti-septic effect Effects 0.000 description 1
- 229910052785 arsenic Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000003899 bactericide agent Substances 0.000 description 1
- 230000004888 barrier function Effects 0.000 description 1
- 239000012867 bioactive agent Substances 0.000 description 1
- 230000003115 biocidal effect Effects 0.000 description 1
- 239000000560 biocompatible material Substances 0.000 description 1
- 229920000249 biocompatible polymer Polymers 0.000 description 1
- 238000012925 biological evaluation Methods 0.000 description 1
- 230000008512 biological response Effects 0.000 description 1
- 210000004204 blood vessel Anatomy 0.000 description 1
- 210000001124 body fluid Anatomy 0.000 description 1
- 239000010839 body fluid Substances 0.000 description 1
- 230000024279 bone resorption Effects 0.000 description 1
- 239000010974 bronze Substances 0.000 description 1
- 239000012876 carrier material Substances 0.000 description 1
- 238000004113 cell culture Methods 0.000 description 1
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 1
- 239000003795 chemical substances by application Substances 0.000 description 1
- XOYLJNJLGBYDTH-UHFFFAOYSA-M chlorogallium Chemical compound [Ga]Cl XOYLJNJLGBYDTH-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 1
- 238000004140 cleaning Methods 0.000 description 1
- 229910017052 cobalt Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010941 cobalt Substances 0.000 description 1
- GUTLYIVDDKVIGB-UHFFFAOYSA-N cobalt atom Chemical compound [Co] GUTLYIVDDKVIGB-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 210000002808 connective tissue Anatomy 0.000 description 1
- 229920001577 copolymer Polymers 0.000 description 1
- KUNSUQLRTQLHQQ-UHFFFAOYSA-N copper tin Chemical compound [Cu].[Sn] KUNSUQLRTQLHQQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000001804 debridement Methods 0.000 description 1
- 239000008367 deionised water Substances 0.000 description 1
- 229910021641 deionized water Inorganic materials 0.000 description 1
- FYWVTSQYJIPZLW-UHFFFAOYSA-K diacetyloxygallanyl acetate Chemical compound [Ga+3].CC([O-])=O.CC([O-])=O.CC([O-])=O FYWVTSQYJIPZLW-UHFFFAOYSA-K 0.000 description 1
- 238000002059 diagnostic imaging Methods 0.000 description 1
- 238000010894 electron beam technology Methods 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 230000002708 enhancing effect Effects 0.000 description 1
- 238000002389 environmental scanning electron microscopy Methods 0.000 description 1
- 210000000981 epithelium Anatomy 0.000 description 1
- 230000002349 favourable effect Effects 0.000 description 1
- 238000001914 filtration Methods 0.000 description 1
- 229910000154 gallium phosphate Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910000373 gallium sulfate Inorganic materials 0.000 description 1
- UPWPDUACHOATKO-UHFFFAOYSA-K gallium trichloride Chemical compound Cl[Ga](Cl)Cl UPWPDUACHOATKO-UHFFFAOYSA-K 0.000 description 1
- DWRNSCDYNYYYHT-UHFFFAOYSA-K gallium(iii) iodide Chemical compound I[Ga](I)I DWRNSCDYNYYYHT-UHFFFAOYSA-K 0.000 description 1
- LWFNJDOYCSNXDO-UHFFFAOYSA-K gallium;phosphate Chemical compound [Ga+3].[O-]P([O-])([O-])=O LWFNJDOYCSNXDO-UHFFFAOYSA-K 0.000 description 1
- SBDRYJMIQMDXRH-UHFFFAOYSA-N gallium;sulfuric acid Chemical compound [Ga].OS(O)(=O)=O SBDRYJMIQMDXRH-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 210000001035 gastrointestinal tract Anatomy 0.000 description 1
- 239000011521 glass Substances 0.000 description 1
- 238000009499 grossing Methods 0.000 description 1
- 230000036541 health Effects 0.000 description 1
- 229930195733 hydrocarbon Natural products 0.000 description 1
- 150000002430 hydrocarbons Chemical class 0.000 description 1
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-M hydroxide Chemical compound [OH-] XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 1
- 230000008105 immune reaction Effects 0.000 description 1
- 238000000338 in vitro Methods 0.000 description 1
- 229910052738 indium Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000011081 inoculation Methods 0.000 description 1
- 238000003780 insertion Methods 0.000 description 1
- 230000037431 insertion Effects 0.000 description 1
- 229910052741 iridium Inorganic materials 0.000 description 1
- GKOZUEZYRPOHIO-UHFFFAOYSA-N iridium atom Chemical compound [Ir] GKOZUEZYRPOHIO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000010438 iron metabolism Effects 0.000 description 1
- 238000013532 laser treatment Methods 0.000 description 1
- 230000002045 lasting effect Effects 0.000 description 1
- 239000002609 medium Substances 0.000 description 1
- 229910001092 metal group alloy Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000000813 microbial effect Effects 0.000 description 1
- 244000005700 microbiome Species 0.000 description 1
- 210000002200 mouth mucosa Anatomy 0.000 description 1
- 210000003205 muscle Anatomy 0.000 description 1
- RVTZCBVAJQQJTK-UHFFFAOYSA-N oxygen(2-);zirconium(4+) Chemical compound [O-2].[O-2].[Zr+4] RVTZCBVAJQQJTK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000008055 phosphate buffer solution Substances 0.000 description 1
- 238000005289 physical deposition Methods 0.000 description 1
- 239000004033 plastic Substances 0.000 description 1
- 229920003023 plastic Polymers 0.000 description 1
- 229920000747 poly(lactic acid) Polymers 0.000 description 1
- 239000004626 polylactic acid Substances 0.000 description 1
- 229920000642 polymer Polymers 0.000 description 1
- 238000001556 precipitation Methods 0.000 description 1
- 239000002243 precursor Substances 0.000 description 1
- 230000003449 preventive effect Effects 0.000 description 1
- 230000008569 process Effects 0.000 description 1
- 238000001314 profilometry Methods 0.000 description 1
- 230000002285 radioactive effect Effects 0.000 description 1
- 238000004626 scanning electron microscopy Methods 0.000 description 1
- 238000013207 serial dilution Methods 0.000 description 1
- 210000003625 skull Anatomy 0.000 description 1
- 239000002904 solvent Substances 0.000 description 1
- 230000009897 systematic effect Effects 0.000 description 1
- 230000001225 therapeutic effect Effects 0.000 description 1
- 238000009210 therapy by ultrasound Methods 0.000 description 1
- 230000009772 tissue formation Effects 0.000 description 1
- 230000017423 tissue regeneration Effects 0.000 description 1
- 239000004408 titanium dioxide Substances 0.000 description 1
- 238000009281 ultraviolet germicidal irradiation Methods 0.000 description 1
- 210000000689 upper leg Anatomy 0.000 description 1
- 230000002485 urinary effect Effects 0.000 description 1
- 229910052720 vanadium Inorganic materials 0.000 description 1
- LEONUFNNVUYDNQ-UHFFFAOYSA-N vanadium atom Chemical compound [V] LEONUFNNVUYDNQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000002792 vascular Effects 0.000 description 1
- 230000035899 viability Effects 0.000 description 1
- 229910001928 zirconium oxide Inorganic materials 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
- A61C—DENTISTRY; APPARATUS OR METHODS FOR ORAL OR DENTAL HYGIENE
- A61C8/00—Means to be fixed to the jaw-bone for consolidating natural teeth or for fixing dental prostheses thereon; Dental implants; Implanting tools
- A61C8/0048—Connecting the upper structure to the implant, e.g. bridging bars
- A61C8/005—Connecting devices for joining an upper structure with an implant member, e.g. spacers
- A61C8/0051—Abutment monobloc with restoration
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
- A61C—DENTISTRY; APPARATUS OR METHODS FOR ORAL OR DENTAL HYGIENE
- A61C13/00—Dental prostheses; Making same
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
- A61C—DENTISTRY; APPARATUS OR METHODS FOR ORAL OR DENTAL HYGIENE
- A61C13/00—Dental prostheses; Making same
- A61C13/0003—Making bridge-work, inlays, implants or the like
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
- A61C—DENTISTRY; APPARATUS OR METHODS FOR ORAL OR DENTAL HYGIENE
- A61C8/00—Means to be fixed to the jaw-bone for consolidating natural teeth or for fixing dental prostheses thereon; Dental implants; Implanting tools
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
- A61C—DENTISTRY; APPARATUS OR METHODS FOR ORAL OR DENTAL HYGIENE
- A61C8/00—Means to be fixed to the jaw-bone for consolidating natural teeth or for fixing dental prostheses thereon; Dental implants; Implanting tools
- A61C8/0012—Means to be fixed to the jaw-bone for consolidating natural teeth or for fixing dental prostheses thereon; Dental implants; Implanting tools characterised by the material or composition, e.g. ceramics, surface layer, metal alloy
- A61C8/0013—Means to be fixed to the jaw-bone for consolidating natural teeth or for fixing dental prostheses thereon; Dental implants; Implanting tools characterised by the material or composition, e.g. ceramics, surface layer, metal alloy with a surface layer, coating
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
- A61C—DENTISTRY; APPARATUS OR METHODS FOR ORAL OR DENTAL HYGIENE
- A61C8/00—Means to be fixed to the jaw-bone for consolidating natural teeth or for fixing dental prostheses thereon; Dental implants; Implanting tools
- A61C8/0012—Means to be fixed to the jaw-bone for consolidating natural teeth or for fixing dental prostheses thereon; Dental implants; Implanting tools characterised by the material or composition, e.g. ceramics, surface layer, metal alloy
- A61C8/0013—Means to be fixed to the jaw-bone for consolidating natural teeth or for fixing dental prostheses thereon; Dental implants; Implanting tools characterised by the material or composition, e.g. ceramics, surface layer, metal alloy with a surface layer, coating
- A61C8/0015—Means to be fixed to the jaw-bone for consolidating natural teeth or for fixing dental prostheses thereon; Dental implants; Implanting tools characterised by the material or composition, e.g. ceramics, surface layer, metal alloy with a surface layer, coating being a conversion layer, e.g. oxide layer
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
- A61C—DENTISTRY; APPARATUS OR METHODS FOR ORAL OR DENTAL HYGIENE
- A61C8/00—Means to be fixed to the jaw-bone for consolidating natural teeth or for fixing dental prostheses thereon; Dental implants; Implanting tools
- A61C8/0048—Connecting the upper structure to the implant, e.g. bridging bars
- A61C8/005—Connecting devices for joining an upper structure with an implant member, e.g. spacers
-
- 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
- A61L27/047—Other specific metals or alloys not covered by A61L27/042 - A61L27/045 or A61L27/06
-
- 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
- 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
- A61L27/54—Biologically active materials, e.g. therapeutic substances
-
- 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
- A61L29/00—Materials for catheters, medical tubing, cannulae, or endoscopes or for coating catheters
- A61L29/08—Materials for coatings
- A61L29/10—Inorganic materials
- A61L29/106—Inorganic materials other than carbon
-
- 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
- A61L29/00—Materials for catheters, medical tubing, cannulae, or endoscopes or for coating catheters
- A61L29/14—Materials characterised by their function or physical properties, e.g. lubricating compositions
- A61L29/16—Biologically active materials, e.g. therapeutic substances
-
- 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
- A61L31/00—Materials for other surgical articles, e.g. stents, stent-grafts, shunts, surgical drapes, guide wires, materials for adhesion prevention, occluding devices, surgical gloves, tissue fixation devices
- A61L31/08—Materials for coatings
- A61L31/082—Inorganic materials
- A61L31/088—Other specific inorganic materials not covered by A61L31/084 or A61L31/086
-
- 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
- A61L31/00—Materials for other surgical articles, e.g. stents, stent-grafts, shunts, surgical drapes, guide wires, materials for adhesion prevention, occluding devices, surgical gloves, tissue fixation devices
- A61L31/14—Materials characterised by their function or physical properties, e.g. injectable or lubricating compositions, shape-memory materials, surface modified materials
- A61L31/16—Biologically active materials, e.g. therapeutic substances
-
- 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
- A61L2300/00—Biologically active materials used in bandages, wound dressings, absorbent pads or medical devices
- A61L2300/10—Biologically active materials used in bandages, wound dressings, absorbent pads or medical devices containing or releasing inorganic materials
- A61L2300/102—Metals or metal compounds, e.g. salts such as bicarbonates, carbonates, oxides, zeolites, silicates
-
- 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
- A61L2300/00—Biologically active materials used in bandages, wound dressings, absorbent pads or medical devices
- A61L2300/40—Biologically active materials used in bandages, wound dressings, absorbent pads or medical devices characterised by a specific therapeutic activity or mode of action
- A61L2300/404—Biocides, antimicrobial agents, antiseptic agents
-
- 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
- A61L2430/02—Materials or treatment for tissue regeneration for reconstruction of bones; weight-bearing implants
-
- 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
- A61L2430/12—Materials or treatment for tissue regeneration for dental implants or prostheses
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
- F04C—ROTARY-PISTON, OR OSCILLATING-PISTON, POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; ROTARY-PISTON, OR OSCILLATING-PISTON, POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
- F04C2270/00—Control; Monitoring or safety arrangements
- F04C2270/04—Force
- F04C2270/042—Force radial
- F04C2270/0421—Controlled or regulated
Landscapes
- Health & Medical Sciences (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Epidemiology (AREA)
- Veterinary Medicine (AREA)
- Public Health (AREA)
- General Health & Medical Sciences (AREA)
- Animal Behavior & Ethology (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Oral & Maxillofacial Surgery (AREA)
- Inorganic Chemistry (AREA)
- Dentistry (AREA)
- Medicinal Chemistry (AREA)
- Orthopedic Medicine & Surgery (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Transplantation (AREA)
- Dermatology (AREA)
- Heart & Thoracic Surgery (AREA)
- Surgery (AREA)
- Vascular Medicine (AREA)
- Biomedical Technology (AREA)
- Molecular Biology (AREA)
- Ceramic Engineering (AREA)
- Plastic & Reconstructive Surgery (AREA)
- Materials For Medical Uses (AREA)
- Prostheses (AREA)
Abstract
Группа изобретений относится к медицинскому устройству, предназначенному для контакта с живой тканью, включающему основу с противомикробным поверхностным слоем, который включает оксид галлия с содержанием галлия в слое в количестве по меньшей мере 5 ат. %, и способу его получения. Способ получения медицинского устройства заключается в обеспечении основы с поверхностью и нанесении соединения галлия на указанную поверхность с образованием слоя, включающего оксид галлия с содержанием галлия в количестве по меньшей мере 5 ат. %. Таким образом, группа изобретений позволяет достичь противомикробный эффект поверхности, а также ингибировать образование биопленки на поверхности медицинского устройства, что может снижать риск возникновения инфекции, например, вокруг зубного имплантата. 2 н. и 19 з.п. ф-лы, 2 ил., 6 табл.
Description
Область техники
Настоящее изобретение относится к медицинскому устройству, имеющему поверхностный слой, включающий оксид галлия, и к способам получения такого устройства.
Уровень техники
Для любого типа медицинского устройства, предназначенного для контакта с живой тканью, важнейшей проблемой является биосовместимость. Вероятность возникновения реакции на чужеродное тело, образования тромбов и возникновения инфекции, наряду с множеством других факторов, должна быть изучена и минимизирована, чтобы избежать вредных воздействий, как местных, так и систематических, которые в противном случае могут ухудшить здоровье пациента и/или привести к неисправности устройства. Это особенно относится к постоянным имплантатам.
Заживление или регенерация ткани часто является крайне необходимым для того, чтобы закрепить имплантат и обеспечить его долгосрочное функционирование. Это особенно важно для несущих нагрузку имплантатов, таких как зубные или ортопедические имплантаты.
Зубные имплантационные системы широко используют для замены поврежденных или утраченных натуральных зубов. В таких имплантационных системах зубной фиксатор (винт), обычно выполненный из титана или титанового сплава, устанавливают в челюстную кость пациента, чтобы заменить корень натурального зуба. Затем к фиксатору прикрепляют конструкцию абатмента, чтобы создать штифт для части протезируемого зуба, выступающей из костной ткани через десну в ротовую полость пациента. На указанный абатмент в конечном итоге можно установить протез или коронку.
Для зубных фиксаторов необходимо сильное скрепление между костной тканью и имплантатом. Для имплантатов, предназначенных для контакта с мягкой тканью, таких как абатменты, которые должны быть частично - расположены в мягкой десневой ткани, совместимость является также важной для полного функционирования имплантата. Обычно после имплантации зубной имплантационной системы абатмент частично или полностью окружен десневой тканью. Желательно, чтобы десневая ткань заживлялась быстро и вплотную вокруг имплантата, как по медицинским, так и эстетическим соображениям. Непроницаемое уплотнение между слизистой оболочкой полости рта и зубным имплантатом служит в качестве барьера для микробной среды ротовой полости и является решающим для удачной имплантации. Это особенно важно для пациентов с плохой гигиеной полости рта и/или недостаточным качеством костной ткани или слизистой оболочки. Плохое заживление или плохое скрепление между мягкой тканью и имплантатом повышает риск возникновения инфекции и периимплантита, что в конечном итоге может привести к резорбции костной ткани и отторжению имплантата.
Существует несколько приемов повышения шансов успешной имплантации медицинского устройства, например увеличение скорости образования новой ткани и/или, в случаях, когда желательно обеспечить соединение ткань-имплантат, увеличение скорости прикрепления ткани к поверхности имплантата, или снижение риска возникновения инфекции. Ускорения образования новой ткани можно достичь, например, путем различной модификации поверхности и/или осаждения биоактивных агентов на поверхность.
В настоящее время риск возникновения инфекции в связи с зубными имплантатами в первую очередь предупреждают превентивными мерами, такими как поддержание хорошей гигиены полости рта. После образования биопленки на поверхности зубного имплантата ее трудно удалить путем нанесения бактерицидных агентов. В случае инфекции в костной или мягкой ткани, окружающей имплантат (периимплантит), основной операцией является механическая санация, иногда в сочетании с обработкой антибиотиками, антисептиками и/или ультразвуковой или лазерной обработкой.
Краткое описание изобретения
Целью настоящего изобретения является преодоление этой проблемы и обеспечение медицинского устройства, такого как имплантат, имеющего поверхность, которая снижает риск возникновения инфекции при контакте медицинского устройства с живой тканью.
Согласно первому аспекту изобретения, этой и других целей достигают посредством медицинского устройства, предназначенного для контакта с живой тканью, включающего основу, имеющую поверхностный слой, содержащий оксид галлия, в частности Ga2O3. Такой слой может иметь атомную концентрацию (ат. %) галлия по меньшей мере 5 ат. %. В воплощениях по изобретению концентрация галлия в указанном слое составляет по меньшей мере 10 ат. %, более предпочтительно, по меньшей мере 15 ат. %, а еще более предпочтительно, по меньшей мере 20 ат. %. Слой может содержать галлий в количестве вплоть до 40 ат. %.
Поверхность медицинского устройства, содержащая слой, включающий оксид галлия, показала эффективность против разнообразных бактериальных штаммов и продемонстрировала способность подавлять образование биопленки in vitro. Медицинское устройство по изобретению может также быть эффективным против других микробов, таких как грибки.
В воплощениях изобретения такая живая ткань является мягкой тканью. Альтернативно, такая живая ткань может представлять собой хрящевую или костную ткань.
Оксид галлия в общем хорошо переносится живой тканью млекопитающего и может быть осажден на поверхность с использованием метода осаждения тонких пленок. В настоящем изобретении оксид галлия является пригодным для применения, в частности, в зубных имплантатах, поскольку он может обеспечить требуемый с эстетической точки зрения поверхностный слой, в частности, в отношении цвета. Оксиды галлия, например Ga2O3, можно осаждать с использованием метода осаждения тонких пленок, включая метод осаждения атомных слоев.
В воплощениях изобретения слой, содержащий соединение галлия, дополнительно содержит соль галлия. Например, соль может быть осаждена на первый слой, содержащий первое соединение галлия, например оксид галлия. Осажденная соль галлия может повышать высвобождение галлия с поверхности в короткий срок после контакта с живой тканью, таким образом временно дополнительно усиливая бактерицидное или противомикробное действие слоя.
В общем, слой, содержащий соединение галлия, может иметь толщину от 10 нм до 1,5 мкм, предпочтительно от 10 нм до 1 мкм, например от 10 нм до 100 нм. Слой толщиной по меньшей мере 10 нм может быть достаточным для обеспечения требуемого бактерицидного действия, тогда как толстые слои, имеющие толщину вплоть до 1 мкм, могут быть предпочтительными из эстетических соображений, поскольку они имеют цвет, подходящий, например, для зубных имплантатов.
В воплощениях по изобретению оксид галлия может быть кристаллическим. В других воплощениях, оксид галлия может быть аморфным.
Обычно в воплощениях по изобретению слой, содержащий оксид галлия, может представлять собой однородный слой. Слой также может быть беспористым слоем. Беспористый слой обычно менее подвержен росту бактерий и образованию биопленки, по сравнению с пористым слоем.
Основа, на которой обеспечивают слой, содержащий по меньшей мере одно соединение галлия, может включать металлический материал, предпочтительно титан или титановый сплав. Альтернативно, основа может включать керамический материал. В других воплощениях основа может включать полимерный материал или композиционный материал.
Медицинское устройство по изобретению обычно представляет собой имплантат, предназначенный для долгосрочного контакта с живой тканью или имплантации в нее. В одном из воплощений медицинское устройство представляет собой имплантат, предназначенный для имплантации, по меньшей мере, частично, в мягкую ткань. Например, медицинское устройство может представлять собой зубной имплантат, в частности зубной абатмент. В другом воплощении медицинское устройство может представлять собой фиксированный на кости слуховой аппарат. В других воплощениях изобретения медицинское устройство может быть предназначено для краткосрочного или пролонгированного контакта с живой тканью, обычно с мягкой тканью. Например, медицинское устройство может представлять собой катетер, приспособленный для вставления в телесную полость, такую как кровеносный сосуд, желудочно-кишечный тракт или мочевыделительная система.
В другом аспекте изобретение обеспечивает способ изготовления описанного здесь медицинского устройства, включающий:
а) обеспечение основы, содержащей поверхность, и
б) нанесение оксида галлия на указанную поверхность с образованием слоя.
Нанесение Ga2O3 можно обеспечить, используя метод осаждения тонких пленок, например метод осаждения атомных слоев.
Вышеописанное медицинское устройство можно использовать для предотвращения образования биопленки и/или бактериальной инфекции окружающей ткани, в частности мягкой ткани. В частности, медицинское устройство по изобретению можно использовать для предотвращения бактериальной инфекции десневой ткани и/или периимплантита.
Следует отметить, что изобретение относится ко всем возможным сочетаниям признаков, изложенных в формуле изобретения.
Краткое описание чертежей
На Фиг. 1 показан боковой вид медицинского устройства в соответствии с воплощением изобретения, где медицинское устройство представляет собой зубной абатмент.
На Фиг. 2 проиллюстрирована в поперечном сечении часть медицинского устройства в соответствии с воплощениями изобретения, где показан материал основы и слой, содержащий оксид галлия.
Подробное описание изобретения
Было обнаружено, что медицинское устройство, имеющее поверхностный слой, содержащий оксид галлия, в особенности Ga2O3, обеспечивает эффекты, дающие значительные преимущества в показателях снижения риска возникновения инфекции, улучшенного заживления ткани и/или эстетической характеристики. Было продемонстрировано, что титановое тело, имеющее поверхность, содержащую галлий (Ga) в форме покрытия из оксида галлия (Ga2O3), может предотвратить рост бактерий на поверхности и вокруг нее и, таким образом, может быть пригодным для предотвращения вредоносной инфекции вокруг, например, зубного абатмента, имплантированного в десну.
Согласно настоящему изобретению поверхность контакта с тканью поверхности медицинского устройства содержит оксид галлия в форме Ga2O3. Например, оксид галлия может быть нанесен на медицинское устройство в виде поверхностного слоя.
Галлий используют в медицине по меньшей мере с 1940-х годов, главным образом в качестве радиоактивного агента для медицинской визуализации. Противомикробные свойства галлия были изучены в ряде исследований. В работе Kaneko et al. (2007 г.) было установлено, что нитрат галлия (Ga(NO3)3) подавляет рост Pseudomonas aeruginosa в порционных культурах. Olakanmi et al. (2010 г.) было обнаружено, что Ga(NO3)3 подавляет рост Francisella novicida. Галлий действует посредством нарушения метаболизма железа. Можно полагать, что галлий также является эффективным против других микробов, например грибков, таких как дрожжи или плесневые грибы.
В Директивном документе 2007/47/ес медицинское устройство определено как «любой прибор, аппарат, приспособление, программное обеспечение, материал или другое изделие, используемое отдельно или в сочетании, включая программное обеспечение, предназначенное его изготовителем для использования специально в диагностических и/или терапевтических целях и необходимое для его надлежащего применения, предназначенное производителем для использования для человека». В контексте настоящего изобретения рассматриваются только медицинские устройства, предназначенные для контакта с живой тканью, т.е. любой прибор, аппарат, приспособление, программное обеспечение, материал или другое изделие физического характера, предназначенное для нанесения, внедрения, имплантации или иного приведения в контакт с телом, частью тела или органом. Кроме того, указанное тело, часть тела или орган может быть таковым, принадлежащим человеку или животному, обычно млекопитающему. Однако предпочтительно медицинское устройство предназначено для человека. Медицинские устройства, попадающие под приведенное выше определение, представляют собой, например, имплантаты, катетеры, шунты, трубки, стенты, внутриматочные устройства и протезы.
В частности, медицинское устройство может представлять собой медицинское устройство, предназначенное для имплантации в живую ткань или для внедрения в тело или часть тела пациента, включая внедрение в телесную полость.
Медицинское устройство по настоящему изобретению может быть предназначено для краткосрочного, пролонгированного или длительного контакта с живой тканью. «Краткосрочный» означает длительность менее 24 часов, согласно определениям, приведенным в ISO 10993-1 для биологической оценки медицинских устройств. Кроме того, «пролонгированный», согласно тому же стандарту, относится к длительности от 24 часов вплоть до 30 суток.
Соответственно, согласно тому же стандарту, «длительный» означает продолжительность более 30 суток. Таким образом, в некоторых воплощениях медицинское устройство по изобретению может представлять собой постоянный имплантат, который предназначен для пребывания в течение месяцев, лет или даже в течение всей жизни в теле пациента.
Как используют в этом документе, термин «имплантат» охватывает любое устройство, по меньшей мере часть которого предназначена для имплантации в тело позвоночного животного, в частности млекопитающего, например человека. Имплантаты можно использовать для замены анатомических элементов и/или восстановления любой функции тела. В общем, имплантат состоит из одной или нескольких частей имплантата. Например, зубной имплантат обычно включает зубной фиксатор, сопряженный со вторичными частями имплантата, такими как абатмент и/или восстановленный зуб. Однако любое устройство, такое как зубной фиксатор, предназначенное для имплантации, можно отдельно отнести к имплантату, даже если к нему должны быть присоединены другие части.
«Биосовместимый» означает материал, который при контакте с живой тканью сам по себе не вызывает неблагоприятной ответной биологической реакции (например, воспаление или другие иммунологические реакции) указанной ткани.
«Мягкая ткань» означает любой тип ткани, в частности, типы ткани млекопитающего, которая не является костной или хрящевой тканью. Примерами мягкой ткани, для которой подходит медицинское устройство, включают, но не ограничены перечисленным, соединительную ткань, фиброзную ткань, эпителиальную ткань, сосудистую ткань, мышечную ткань, слизистую оболочку, десну и кожу.
Как используют в этом документе, термин «однородный слой» относится к слою, имеющему химический состав, который является единообразным во всех направлениях (трех направлениях).
На Фиг. 1 и Фиг. 2 проиллюстрировано воплощение согласно настоящему изобретению, в котором медицинское устройство представляет собой зубной абатмент. Зубной абатмент 100 содержит тело материала 102 основы, покрытое слоем 101, содержащим оксид галлия. Слой 101 образует поверхность абатмента, которая после имплантации должна быть обращена к десневой ткани и контактировать с ней.
Медицинское устройство по изобретению может быть выполнено из любого подходящего биосовместимого материала, например из материалов, используемых для имплантируемых устройств. Обычно медицинское устройство содержит основу, имеющую поверхность, которая содержит соединение галлия. Основа может быть выполнена, например, из биосовместимого металла или металлического сплава, включая один или более материалов, выбранных из группы, состоящей из титана, циркония, гафния, ванадия, ниобия, тантала, кобальта и иридия, и их сплавов. Альтернативно, основа медицинского устройства может быть выполнена из биосовместимого керамического материала, такого как оксид циркония, оксид титана, металлокерамические материалы с памятью формы и их сочетаний. В воплощениях, в которых медицинское устройство используют в качестве зубного абатмента, или оно образует часть зубного абатмента, основа предпочтительно выполнена из металлического материала.
При контакте с кислородом такие металлы, как титан, цирконий, гафний, тантал, ниобий и их сплавы, мгновенно вступают в реакцию с образованием инертного оксида. Таким образом, поверхности изделий из этих материалов фактически всегда покрыты тонким оксидным слоем. Естественный оксидный слой титановой основы главным образом состоит из диоксида титана (IV) (TiO2) с небольшим количеством Ti2O3, TiO и Ti3O4.
Таким образом, в воплощениях, в которых медицинское устройство содержит один или более таких металлов, как титан, цирконий, гафний, тантал, ниобий, или сплав любого из них, медицинское устройство обычно имеет поверхностный слой из естественного оксида металла. Такой слой из естественного оксида металла может быть, в свою очередь, покрыт тонкой пленкой, содержащей Са2О3.
В других воплощениях настоящего изобретения медицинское устройство, в частности основа, может быть выполнено из биосовместимого полимера, обычно выбранного из группы, состоящей из полиэфирэфиркетона (ПЭЭК), полиметилметакрилата (ПММА), полимолочной кислоты (ПМК) и полигликолевой кислоты (ПГК), и любых их сочетаний и сополимеров.
В воплощениях изобретения медицинское устройство предназначено для краткосрочного, пролонгированного или длительного контакта с живой тканью. Например, медицинское устройство по изобретению может представлять собой имплантат, обычно предназначенный для временного или постоянного замещения или восстановления функции или структуры тела.
Обычно по меньшей мере часть поверхности медицинского устройства предназначена для контакта с мягкой тканью, и по меньшей мере часть этой поверхности контакта с мягкой тканью имеет слой, содержащий Ga2O3. Например, медицинское устройство может представлять собой имплантат, предназначенный для контакта главным образом или исключительно с мягкой тканью, например зубной абатмент. Альтернативно, медицинское устройство может представлять собой имплантат, предназначенный для внедрения частично в кость и частично в мягкую ткань. Примеры таких имплантатов включают цельные зубные имплантаты и закрепляемые на кости слуховые устройства (также называемые закрепляемыми на кости слуховыми аппаратами). Когда только часть имплантата предназначена для контакта с мягкой тканью, предпочтительно слой, содержащий оксид галлия, обеспечивают по меньшей мере на части поверхности контакта с мягкой тканью.
Медицинское устройство также может быть пригодно для контакта с хрящевой тканью.
В других воплощениях медицинское устройство может быть предназначено для контакта с костной тканью, например челюстной костью, бедром или черепом млекопитающего, в частности человека. Примеры таких медицинских устройств включат зубные фиксаторы и ортопедические имплантаты.
Согласно настоящему изобретению, поверхностный слой содержит оксид галлия (Ga2O3). Оксид галлия может присутствовать в аморфной или кристаллической форме. Кристаллические формы оксида галлия включают α-Ga2O3, β-Ga2O3, γ-Ga2O3, δ-Ga2O3 и ε- Ga2O3. Кроме того, поверхностный слой из оксида галлия может быть по меньшей мере частично гидратирован с образованием гидроксида.
Не желая связывать себя с какой-либо конкретной теорией, полагают, что при контакте с живой тканью и/или жидкостями организма слой оксида галлия обеспечивает медленное, пролонгированное высвобождение ионов галлия. Такое высвобождение может быть более медленным и более длительным по сравнению с высвобождением ионов галлия из осажденной соли галлия, и таким образом может обеспечивать более длительный эффект в отношении образования биопленки. Кроме того, поверхностный слой, осажденный с использованием метода осаждения тонких пленок, используемый в воплощениях изобретения, может прочно прикрепляться к нижележащей основе, и таким образом можно избежать проблем, связанных с отслаиванием и шелушением поверхностного слоя. Отслаивание и шелушение может вызывать неблагоприятную воспалительную реакцию окружающей ткани, и помимо этого, может ослаблять эффект предотвращения образования биопленки, оказываемый поверхностным слоем.
В зависимости от целевого назначения медицинского устройства могут требоваться различные свойства высвобождения. Например, более высокая скорость высвобождения галлия может быть более благоприятной для краткосрочного применения, т.е. для медицинского устройства, предназначенного для краткосрочного контакта с живой тканью, по сравнению с устройством, предназначенным для пролонгированного или длительного контакта. На скорость высвобождения могут оказывать влияние различные факторы, например степень кристалличности оксида галлия. При необходимости, в воплощениях изобретения медицинское устройство может дополнительно содержать соль галлия, выбранную из группы, состоящей из ацетата галлия, карбоната галлия, хлорида галлия, цитрата галлия, фторида галлия, формиата галлия, йодида галлия, лактата галлия, мальтолата галлия, нитрата галлия, оксалата галлия, фосфата галлия и сульфата галлия. Такая соль может быть обеспечена в виде отложения, например, полученного посредством осаждения, на слое, содержащем соединение галлия.
Как отмечено выше, оксид галлия обычно содержится в нанесенном поверхностном слое. В воплощениях изобретения оксид галлия может составлять основную часть указанного слоя. Атомная концентрация (ат.%) элементов, совместно образующих оксид галлия, составляет по меньшей мере 50 ат.% слоя, предпочтительно по меньшей мере 70 ат.%, а более предпочтительно по меньшей мере 80 ат.% элементов слоя. Атомная концентрация галлия в слое может составлять от 5 ат.% до 40 ат.%, например по меньшей мере 10 ат.%, по меньшей мере 15 ат.%, по меньшей мере 20 ат.%, по меньшей мере 30 ат.% или по меньшей мере 35 ат %, и вплоть до 40 ат.%.
При использовании слоя, содержащего оксид галлия (Ga2O3), максимальное содержание галлия в слое составляет 40 ат.%, а максимальное содержание кислорода в слое составляет 60 ат.%. Однако могут присутствовать примеси и загрязняющие вещества, например углерод, в количестве вплоть до 20 ат.%.
Атомную концентрацию можно измерить, например, на глубине 40 нм или менее, и предпочтительно не большей, чем толщина слоя. Атомную концентрацию можно измерять с использованием рентгеновской фотоэлектронной спектроскопии (РФС).
Как отмечено выше, при контакте с живой тканью, часть галлия может высвобождаться с поверхности медицинского устройства с течением времени. Следовательно, после имплантации содержание галлия и, возможно, также и других материалов, присутствующих на поверхности медицинского устройства, может изменяться с течением времени.
Кроме того, слой, содержащий оксид галлия, может содержать примеси или загрязняющие вещества, например углерод, обычно в количестве 20 ат.% или менее, и предпочтительно 15 ат.% или менее, или 10 ат.% или менее. Такие загрязняющие вещества могут попадать, например, при упаковке. Следует отметить, что влажная упаковка, при которой поверхность может быть защищена водой, этанолом или т.п., снижает степень загрязнения углеродом, по сравнению с сухой упаковкой, когда поверхность подвергается воздействию воздуха, который обычно содержит летучие углеводороды. Загрязняющие вещества могут также присутствовать на поверхности основы перед нанесением слоя, содержащего оксид галлия. Степень загрязнения, обычно выражаемая в атомной концентрации углерода, может быть снижена посредством очистки поверхности перед нанесением оксида галлия, и возможно, после нанесения оксида галлия и/или посредством предотвращения дополнительного загрязнения поверхности перед измерением атомной концентрации элементов на поверхности.
Максимальную атомную концентрацию элементов оксида галлия в слое можно легко распределить из стехиометрии состава.
В таблице 1 представлены возможные интервалы атомной концентрации для слоя, содержащего оксид галлия.
В некоторых воплощениях поверхностный слой по существу состоит из оксида галлия. В соответствии с вышеизложенным, выражение «по существу состоит из» здесь означает, что слой не содержит материала (загрязняющие вещества и т.д.), отличного от оксида галлия, или содержит небольшое количество такого материала, например, только вплоть до 10 ат.%, предпочтительно вплоть до 5 ат.%, более предпочтительно вплоть до 2 ат.%, а еще более предпочтительно вплоть до 1 ат.% другого материала.
В общем, слой, содержащий оксид галлия, не содержит материала-носителя, такого как полимеры, растворители и т.д.
Слой, содержащий оксид галлия, может иметь толщину от 1 нм до 1,5 мкм. Слой, имеющий толщину по меньшей мере 1 нм, может обеспечить достаточное противомикробное действие. Увеличение толщины слоя может обеспечить белую окраску, которая может быть предпочтительной для применений в стоматологии. Однако слой, имеющий толщину от приблизительно 10 нм, также может иметь преимущество с эстетической точки зрения, по сравнению с выпускаемыми в настоящее время зубными абатментами. Например, слой оксида галлия толщиной 40 нм имеет насыщенный бронзовый цвет, который менее заметен на десне пациента, чем существующие абатменты из титана серого металлического цвета.
Когда требуется в основном противомикробное действие, слой, содержащий оксид галлия, может иметь толщину от 10 до 100 нм или возможно вплоть до 300 нм. С другой стороны, когда эстетический внешний вид, например, зубного абатмента имеет большое значение, может быть предпочтительным слой толщиной от 0,5 до 1,5 мкм, например от 0,7 до 1,5 мкм или от 0,7 до 1 мкм. Однако более тонкие слои также могут обеспечить приемлемый внешний вид в отношении цвета, и он может быть по меньший мере более преимущественным, чем в случае зубных абатментов предшествующего уровня техники.
Слой, содержащий оксид галлия, может быть плотным, т.е. беспористым слоем.
В воплощениях изобретения поверхность медицинского устройства может включать один слой. Альтернативно, в других воплощениях медицинское устройство может содержать множество слоев, по меньшей мере один из которых содержит оксид галлия.
В воплощениях изобретения соль галлия, возможно образующая дополнительный слой, может быть обеспечена по меньшей мере на части осажденного в виде тонкой пленки слоя, включающего соединение галлия. Например, раствор по меньшей мере одной соли галлия можно нанести на осажденный в виде тонкой пленки слой соединения галлия и обеспечить его выпаривание. Такие воплощения могут обеспечить высокую начальную скорость высвобождения галлия при контакте с живой тканью, что может иметь преимущество во многих случаях, для краткосрочного, пролонгированного, а также и для длительного контакта с тканью.
В воплощениях изобретения основа может иметь шероховатую поверхность, на которой расположен слой, содержащий оксид галлия. Поскольку слой, содержащий оксид галлия, может быть тонким, например 100 нм или менее, он может иметь хорошую конформность ступенчатого нанесения, и это означает, что слой, содержащий оксид галлия, повторяет шероховатость нижележащей поверхности и по существу сохраняет ее, не сглаживая эту поверхность. Однако в тех воплощениях изобретения, где слой, содержащий оксид галлия, является относительно толстым, он может снижать шероховатость поверхности нижележащей основы.
Поверхность основы и, следовательно, возможно, и поверхность медицинского устройства, образованная слоем, содержащим оксид галлия, может иметь среднюю шероховатость Ra по меньшей мере 0,05 мкм, обычно по меньшей мере 0,1 мкм, например по меньшей мере 0,2 мкм. Поскольку полагают, что поверхности, имеющие среднюю шероховатость (Ra) по меньшей мере 0,2 мкм, более склонны к образованию биопленки, слой, содержащий оксид галлия, как описано здесь, может иметь особенное преимущество для медицинских устройств, имеющих шероховатость поверхности по меньшей мере 0,2 мкм, и может быть еще в большей степени полезным для предотвращения образования биопленки на медицинских устройствах, имеющих еще более высокую шероховатость поверхности. В качестве примера, зубной абатмент, содержащий титановую основу, может иметь шероховатость поверхности примерно 0,2-0,3 мкм. Поверхностный слой из оксида галлия, имеющий толщину приблизительно 40 нм, может по существу сохранить эту шероховатость поверхности (которая может требоваться, например, для облегчения прочной фиксации имплантата в окружающей ткани), но может предотвращать образование биопленки на поверхности имплантата и, следовательно, снижать риск возникновения инфекции и периимплантита.
Слой, содержащий оксид галлия, может быть образован посредством нанесения оксида галлия на поверхность медицинского устройства с образованием поверхностного слоя. Оксид галлия можно нанести с использованием известных методов осаждения, в особенности методов осаждения тонких пленок. Подходящие методы могут включать физическое осаждение, химическое осаждение и физико-химическое осаждение. Одним примером таких методов является осаждение атомных слоев (ОАС), которое можно использовать для обеспечения, например, слоя оксида галлия на поверхности основы (Nieminen et al, 1996; Shan et al, 2005).
ОАС и другие методы осаждения тонких пленок имеют ряд преимуществ для осаждения соединения (соединений) галлия, такие как регулируемая толщина слоя, регулируемый состав, высокая степень чистоты, конформность ступенчатого нанесения, хорошая равномерность (в результате обеспечивающая однородный слой) и хорошая адгезия.
Примеры
Пример 1. Получение
Были изготовлены таблетки из титана технической чистоты (т.ч., сорт 4) и очищены перед осаждением слоя аморфного Ga2O3 толщиной 40 нм посредством метода осаждения атомных слоев (Picosun, Finland) с использованием предшественников GaCl3 и Н2О соответственно. После этого образцы упаковывали в пластмассовые контейнеры и стерилизовали посредством облучения электронным пучком.
Пример 2. Определение характеристик поверхности для всех экспериментов по определению характеристик поверхности по восемь образцов из титана технической чистоты (т.ч.), из покрытого Ga2O3 титана т.ч., полученных, как описано выше, и из выпускаемого покрытого TIN титана т.ч., приготавливали, как описано в примере 1 (очищали, покрывали с использованием метода ОАС, в случае образцов, покрытых Ga2O3, запаковывали и стерилизовали). Образцы, покрытые TiN, были включены для сравнения, поскольку известно, что покрытие из TiN обеспечивает слабое противомикробное действие.
Было обнаружено, что морфология поверхности и шероховатость поверхности не изменялись при нанесении покрытия методом ОАС, но слегка усиливались гидрофобные свойства.
а) Химия поверхности
Морфологию поверхности и химию поверхности исследовали с помощью средовой сканирующей электронной микроскопии (XL30 ESEM, Phillips, Netherlands) / энергодисперсионной спектроскопии (Genesis System, EDAX Inc., USA) при ускоряющем напряжении 10-30 кВ. На поверхности покрытых Ga2O3 образцов были обнаружены следующие элементы: кислород (О), галлий (Ga) и титан (Ti). Концентрация галлия составляла от 4 до 9 ат.%, как измерено с использованием ускоряющего напряжения при 30 кВ и 10 кВ соответственно. По оценке, глубина анализа с использованием этого метода составляет приблизительно 1 мкм, т.е. она гораздо больше, чем толщина слоя. Не было обнаружено никаких различий в показателях морфологии поверхности между контрольными образцами титана технической чистоты и покрытого Ga2O3 титана.
Дополнительно химию поверхности исследовали с помощью рентгеновской фотоэлектронной спектроскопии (РФС) (XPS, Physical Electronics, USA), которая является более чувствительным методом исследования поверхности, чем энергодисперсионная спектроскопия. В качестве источника рентгеновских лучей использовали монохроматический AIKα. Пучок фокусировали до 100 мкм. Были обнаружены следующие элементы: кислород (О), галлий (Ga) и углерод (С). Концентрация галлия составляла от 34 до 37 ат.%. Концентрация кислорода составляла от 47 до 50 ат.%. По оценке, глубина анализа с использованием этого метода составляет приблизительно 5-10 нм. Результаты представлены в таблице 2.
б) Морфология поверхности
Шероховатость поверхности определяли с помощью профилометрии поверхности (Hommel Т1000 wave, Hommelwerke GmbH, Germany). Использовали диапазон по вертикали 320 мкм и длину оценки 4,8 мм. Анализировали по два образца каждого типа и выполняли по три измерения на образец. Шероховатость поверхности Ra рассчитывали после использования процесса фильтрации с отсечкой при 0,800 мм. Результаты представлены в таблице 3.
в) Смачиваемость
Для определения смачиваемости измеряли угол смачивания, используя систему для определения угла смачивания (Drop Shape Analysis System DSA 100, Kruss GmbH, Germany). Измерения выполняли с использованием деионизированной воды. Результаты показывают, что все образцы оказались гидрофобными (>90°), как видно из таблицы 4.
Пример 1С. Противомикробное действие покрытых оксидом галлия поверхностей
Было обнаружено, что титановое тело, имеющее поверхность, содержащую галлий (Ga) в форме оксида галлия может предотвращать рост Pseudomonas aeruginosa и Staphylococcus aureus на и вокруг поверхности, и, таким образом, оно может быть пригодным для предотвращения пагубных инфекций вокруг, например, зубного абатмента, имплантированного в десну.
а) Подавление бактериального роста в чашке Петри со штриховой культурой
В первом эксперименте таблетки из титана технической чистоты (∅ 6,25 мм), с покрытием из оксида галлия и без него, помещали в чашки Петри с агаром, содержащие однородно распределенные колонии Pseudomonas aeruginosa. После инкубации в течение 24 часов при 37°С была обнаружена не содержащая колоний видимая зона 4 мм шириной, которая окружала таблетки с оксидом галлия, в то время как титановые таблетки были окружены колониями бактерий.
б) Подавление роста бактерий с использованием метода контакта с пленкой
Во втором эксперименте использовали метод контакта с пленкой (Yasuyuki et al, 2010). Были приготовлены чашки Петри со штриховой культурой Pseudomonas aeruginosa (РА01) или устойчивых к метилицину Staphylococcus aureus (YMSA), и 1 колонию засевали в 5 мл триптического соевого бульона (ТСБ) в культуральные пробирки и выращивали при встряхивании в течение 18 часов. Плотность клеток измеряли в спектрофотометре при OD 600 нм и количество клеток считали с использованием камеры подсчета клеток. Клеточную культуру доводили до плотности 1-5⋅106 клеток/мл с помощью стерильного ТСБ. Образцы в виде таблеток (∅ 6,25 мм) из титана технической чистоты (т.ч.), таблеток из титана т.ч. с покрытием из оксида галлия или таблеток из титана т.ч. с известным покрытием из нитрида титана (TiN) приготавливали в стерильных условиях и помещали в соответствующую лунку 12-луночного планшета. Вырубали тонкую прозрачную полимерную пленку и стерилизовали, используя 70% этанол и УФ облучение на каждой стороне. Каплю бактерий в ТСБ объемом 15 мкл наносили на каждый образец. Одну тонкую полимерную пленку помещали на каждый образец поверх бактерий, так что бактериальный раствор равномерно распределялся по поверхности образца, что обеспечивало хороший контакт. После инкубации в течение 24 при 30±1°С с каждого образца удаляли пленку в стерильных условиях и промывали ее посредством нанесения пипеткой 1 мл фосфатного буферного раствора (PBS, ФБР) на поверхность в отдельной микропробирке эппендорфа емкостью 2 мл для каждого образца. Образцы перемещали в те же микропробирки эппендорфа, что и используемые при промывке пленке. Сначала поверхность каждого образца промывали посредством нанесения пипеткой точно такого же ФБР, как используемый для промывки пленки. Затем образцы обрабатывали ультразвуком в течение 1 мин и интенсивно перемешивали в течение 1 мин в точно такой же пробирке, которую ранее использовали для промывки пленки. Затем выполняли последовательные разбавления и определение количества микроорганизмов посевом в чашках Петри. Чашки выдерживали в течение 24 ч и подсчитывали и записывали число колоний. Было определено, что противобактериальная активность покрытого оксидом галлия титана против РА01 приводила к 92% снижению, а против YMSA - к 71% снижению, по сравнению с титаном, как видно из таблиц 5 и 6.
в) Влияние на биопленку in situ
В третьем эксперименте противомикробное действие дисков из титана, с покрытием из оксида галлия или без него, оценивали in situ, используя контрастное вещество Live/Dead® BacLight™ (Life Technologies Ltd, UK). Были приготовлены чашки Петри со штриховой культурой Pseudomonas aeruginosa (РА01), и 1 колонию засевали в 5 мл ТСБ в культуральные пробирки и выращивали при встряхивании в течение 18 часов. Плотность клеток измеряли в спектрофотометре при OD 600 нм и ее доводили до 1⋅106 клеток/мл с помощью стерильного ТСБ. 400 мкл бактерий были распределены в равном количестве на стекла с восемью ячейками. Была обеспечена возможность образования биопленки в течение 24 ч при 35±°С. Образцы таблеток (∅ 6,25 мм) из титана технической чистоты (т.ч.), таблеток из титана т.ч. с покрытием из оксида галлия или таблеток из титана т.ч. с покрытием из нитрида титана (TiN) приготавливали в стерильных условиях и накладывали на биопленку. Противомикробное действие исследовали in situ, используя контрастное вещество Live/Dead®.
Исследования in situ показали, что как покрытие из нитрида титана, так и покрытие из оксида галлия препятствуют образованию биопленки, по сравнению с непокрытым титаном, в показателях жизнеспособности. При анализе через 24 часа было наглядно обнаружено, что типичная грибовидная структура биопленок исчезла в случаях с нитридом титана и оксидом галлия. Также оказалось, что на оксиде галлия было заметно большее количество мертвых клеток, чем на нитриде титана.
Специалисту в данной области техники понятно, что настоящее изобретение никоим образом не ограничено описанными выше предпочтительными воплощениями. Напротив, возможно множество модификаций и вариантов в пределах области защиты изобретения, определенной приложенной формулой изобретения.
Кроме того, вариации раскрытых воплощений могут быть понятны специалисту из изучения чертежей, описания и приложенной формулы изобретения и реализованы при применении на практике настоящего изобретения. В формуле изобретение слово «содержащий» не исключает другие элементы или стадии, и указание элемента в единственном числе не исключает наличия множества элементов. Сам по себе факт, что некоторые признаки указаны в отличных друг от друга зависимых пунктах не означает, что сочетание этих признаков нельзя использовать для достижения преимущества.
Список литературы
1. Y. Kaneko, М. Thoendel, О. Olakanmi, В. Е. Britigan and Р. К. Singh, The Journal of Clinical Investigation, Vol 117 (2007) 877-888.
2. M. Nieminen, L. Niinisto and E. Rauhala. J Mater Chem 6 (1996) 27-31.
3. O. Olakanmi J. S. Gunn, S. Su, S. Soni, D. J. Hassett, В. E. Britigan. Antimicrobial agents and Chemotherapy 54 (2010) 244-253.
4. F. K. Shan, G. X. Liu, W. J. Lee, G. H. Lee, I. S. Kim et al. J Appl Physics 98 (2005) 023504-1-6.
5. M. Yasuyuki, K. Kunihiro, S. Kurissery, N. Kanavillil, Y. Sato, Y. Kikuchi. Biofouling 26 (2010) 851-858.
Claims (23)
1. Медицинское устройство, предназначенное для контакта с живой тканью, включающее основу, имеющую противомикробный поверхностный слой, содержащий Ga2O3, причем указанный слой содержит галлий в количестве по меньшей мере 5 ат. %.
2. Медицинское устройство по п. 1, где указанная живая ткань является мягкой тканью.
3. Медицинское устройство по п. 1, в котором указанный слой имеет толщину от 10 нм до 1,5 мкм, предпочтительно от 10 нм до 1 мкм.
4. Медицинское устройство по п. 1, в котором указанный слой содержит галлий в количестве по меньшей мере 10 ат. %, предпочтительно по меньшей мере 20 ат. %.
5. Медицинское устройство по п. 1, в котором указанный слой содержит галлий в количестве вплоть до 40 ат. %.
6. Медицинское устройство по п. 1, в котором указанный слой является однородным.
7. Медицинское устройство по п. 1, в котором указанный слой является беспористым.
8. Медицинское устройство по п. 1, в котором указанная основа включает металлический материал, предпочтительно титан или титановый сплав.
9. Медицинское устройство по п. 1, в котором указанная основа включает керамический материал.
10. Медицинское устройство по п. 1, в котором указанная основа включает полимерный материал.
11. Медицинское устройство по п. 1, в котором указанная основа включает композиционный материал.
12. Медицинское устройство по п. 1, которое представляет собой имплантат, предназначенный для длительного контакта с живой тканью.
13. Медицинское устройство по п. 1, которое предназначено для пролонгированного контакта с живой тканью.
14. Медицинское устройство по п. 1, которое предназначено для краткосрочного контакта с живой тканью.
15. Медицинское устройство по п. 1, в котором указанный имплантат представляет собой зубной имплантат.
16. Медицинское устройство по п. 15, в котором указанный зубной имплантат представляет собой зубной абатмент.
17. Медицинское устройство по любому из пп. 1-12, в котором указанный имплантат представляет собой фиксированный на кости слуховой аппарат.
18. Медицинское устройство по любому из пп. 1-12, в котором указанный имплантат представляет собой ортопедический имплантат.
19. Медицинское устройство по п. 13 или 14, которое представляет собой катетер, вставляемый в телесную полость.
20. Способ получения медицинского устройства по любому из пп. 1-19, включающий:
а) обеспечение основы, имеющей противомикробную поверхность, и
б) нанесение Ga2O3 на указанную поверхность с образованием слоя, содержащего галлий в количестве по меньшей мере 5 ат. %.
21. Способ по п. 20, в котором используют метод осаждения тонких пленок для нанесения Ga2O3 с образованием слоя.
Applications Claiming Priority (5)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US201261617940P | 2012-03-30 | 2012-03-30 | |
| US61/617,940 | 2012-03-30 | ||
| EP12162632 | 2012-03-30 | ||
| EP12162632.9 | 2012-03-30 | ||
| PCT/EP2013/056480 WO2013144185A1 (en) | 2012-03-30 | 2013-03-27 | A medical device having a surface comprising gallium oxide |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2636515C1 true RU2636515C1 (ru) | 2017-11-23 |
Family
ID=49258259
Family Applications (2)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2014141408A RU2651463C1 (ru) | 2012-03-30 | 2013-03-13 | Медицинское устройство с поверхностью, содержащей металл противомикробного действия |
| RU2014141410A RU2636515C1 (ru) | 2012-03-30 | 2013-03-27 | Медицинское устройство с поверхностью, содержащей оксид галлия |
Family Applications Before (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2014141408A RU2651463C1 (ru) | 2012-03-30 | 2013-03-13 | Медицинское устройство с поверхностью, содержащей металл противомикробного действия |
Country Status (10)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US20130266629A1 (ru) |
| EP (2) | EP2830672A1 (ru) |
| JP (2) | JP6293725B2 (ru) |
| KR (3) | KR20140139058A (ru) |
| CN (3) | CN104519920A (ru) |
| AU (2) | AU2013242166B2 (ru) |
| CA (2) | CA2867787C (ru) |
| IN (2) | IN2014DN07736A (ru) |
| RU (2) | RU2651463C1 (ru) |
| WO (2) | WO2013143857A1 (ru) |
Families Citing this family (23)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| GB2463181B (en) | 2007-05-14 | 2013-03-27 | Univ New York State Res Found | Induction of a physiological dispersion response in bacterial cells in a biofilm |
| RU2554773C1 (ru) * | 2014-02-25 | 2015-06-27 | Общество с ограниченной ответственностью Научно- производственный центр "Технополис" | Материал бактерицидного покрытия |
| WO2016051918A1 (ja) * | 2014-09-30 | 2016-04-07 | トーカロ株式会社 | 外科手術用エネルギーデバイス |
| EP3253726B1 (en) * | 2015-02-05 | 2020-10-28 | Straumann Holding AG | Process for providing fluorescence to a dental ceramic body |
| IL237946A0 (en) * | 2015-03-25 | 2015-11-30 | Mis Implants Technologies Ltd | Dental scanning column and method for its production |
| KR102514477B1 (ko) | 2016-04-25 | 2023-03-24 | 메디컬 파운데이션 내추럴 스마일 | 치과용 보철물 및 그 부품 |
| CN106510876A (zh) * | 2016-11-01 | 2017-03-22 | 东莞市爱嘉义齿有限公司 | 一种金属烤瓷修复体内冠及其制备方法 |
| EP3534712B1 (en) | 2016-11-03 | 2022-12-28 | Swimc Llc | Antimicrobial agent for coatings and finishes |
| US10537658B2 (en) | 2017-03-28 | 2020-01-21 | DePuy Synthes Products, Inc. | Orthopedic implant having a crystalline gallium-containing hydroxyapatite coating and methods for making the same |
| US10537661B2 (en) | 2017-03-28 | 2020-01-21 | DePuy Synthes Products, Inc. | Orthopedic implant having a crystalline calcium phosphate coating and methods for making the same |
| KR102090028B1 (ko) * | 2017-11-07 | 2020-03-17 | 한국기계연구원 | 유무기 하이브리드 생체친화형 다공성 지지체 및 이의 제조방법 |
| CN109778160A (zh) * | 2017-11-14 | 2019-05-21 | 中国宝武钢铁集团有限公司 | 医用镁合金植入体用处理剂及其使用方法 |
| WO2019165425A1 (en) | 2018-02-26 | 2019-08-29 | The Board Of Supervisors Of Louisiana State University And Agricultural And Mechanical College | Antimicrobial gallium compounds and methods |
| US11541105B2 (en) | 2018-06-01 | 2023-01-03 | The Research Foundation For The State University Of New York | Compositions and methods for disrupting biofilm formation and maintenance |
| US11738121B2 (en) * | 2019-03-29 | 2023-08-29 | Picosun Oy | Biocompatible medical device visible in x-ray and method for manufacturing thereof |
| FI3714911T3 (fi) * | 2019-03-29 | 2023-04-25 | Picosun Oy | Nivelimplanttien pinnoitus |
| RU2714392C1 (ru) * | 2019-07-09 | 2020-02-14 | Екатерина Олеговна Кудасова | Способ модификации поверхности метилметакрилата стоматологического протеза низкотемпературной газоразрядной плазмой кислорода низкого давления за счет изменения контактного угла смачивания по воде и свободной поверхностной энергии |
| CN110591430B (zh) * | 2019-08-20 | 2021-05-25 | 湖北大学 | 一种近红外响应的抗菌纳米复合涂层及其制备方法和应用 |
| CN112117357B (zh) * | 2020-09-17 | 2022-03-22 | 厦门天马微电子有限公司 | 一种显示面板及其制备方法、显示装置 |
| CN113106448B (zh) * | 2021-03-26 | 2022-11-18 | 华南理工大学 | 一种表面具有异质结抗菌膜层的钛植入体及其制备方法与应用 |
| CN113600827B (zh) * | 2021-07-30 | 2022-07-19 | 山东大学 | 一种Au/Ga2O3/AuGa2多相复合材料及其制备方法与应用 |
| KR20240106484A (ko) | 2022-12-29 | 2024-07-08 | (주) 케이제이 메디텍 | 염증억제를 위한 임플란트용 어버트먼트의 지르코니아 코팅방법 |
| CN116271213B (zh) * | 2023-03-13 | 2023-10-20 | 浙江广慈医疗器械有限公司 | 一种聚醚醚酮基高活性生物融合器、制备方法及其应用 |
Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US20070212381A1 (en) * | 2004-04-29 | 2007-09-13 | C.R. Bard, Inc. | Modulating agents for antimicrobial coatings |
| WO2008036787A1 (en) * | 2006-09-22 | 2008-03-27 | C.R. Bard, Inc. | Antimicrobial compositions containing gallium |
| WO2011012213A2 (de) * | 2009-07-31 | 2011-02-03 | Leibniz-Institut Für Neue Materialien Gemeinnützige Gmbh | Strukturierte oberflächen für implantate |
| US20120059455A1 (en) * | 2010-09-07 | 2012-03-08 | Boston Scientific Seimed, Inc. | Bioerodible Magnesium Alloy Containing Endoprostheses |
Family Cites Families (19)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6267782B1 (en) * | 1997-11-20 | 2001-07-31 | St. Jude Medical, Inc. | Medical article with adhered antimicrobial metal |
| US6719987B2 (en) * | 2000-04-17 | 2004-04-13 | Nucryst Pharmaceuticals Corp. | Antimicrobial bioabsorbable materials |
| US6613275B1 (en) * | 2002-07-19 | 2003-09-02 | Metalor Technologies Sa | Non-precious dental alloy |
| US20050025797A1 (en) * | 2003-04-08 | 2005-02-03 | Xingwu Wang | Medical device with low magnetic susceptibility |
| DE50310328D1 (de) * | 2003-10-27 | 2008-09-25 | Straumann Holding Ag | Implantat mit einer keramischen Beschichtung |
| EP1691614B1 (en) * | 2003-12-04 | 2013-02-13 | University Of Iowa Research Foundation | Gallium inhibits biofilm formation |
| AU2005231417A1 (en) * | 2004-04-02 | 2005-10-20 | Baylor College Of Medicine | Novel modification of medical prostheses |
| KR100714244B1 (ko) * | 2004-04-26 | 2007-05-02 | 한국기계연구원 | 생체용 골유도성 금속 임플란트 및 그 제조방법 |
| US20080063693A1 (en) * | 2004-04-29 | 2008-03-13 | Bacterin Inc. | Antimicrobial coating for inhibition of bacterial adhesion and biofilm formation |
| US20110038809A1 (en) * | 2005-11-01 | 2011-02-17 | Perl Daniel P | Growth control of oral and superficial microorganisms using gallium compounds |
| WO2007117191A1 (en) * | 2006-04-07 | 2007-10-18 | Bactiguard Ab | Novel antimicrobial substrates and uses thereof |
| GB0700713D0 (en) * | 2007-01-15 | 2007-02-21 | Accentus Plc | Metal implants |
| US20100136083A1 (en) * | 2007-01-15 | 2010-06-03 | Accentus Plc | Metal Implants |
| DE102007053023A1 (de) * | 2007-11-05 | 2009-05-07 | Leibniz-Institut Für Neue Materialien Gemeinnützige Gmbh | Oxidverbindungen als Beschichtungszusammensetzung |
| DE102008046197B8 (de) * | 2008-09-05 | 2010-05-20 | Verein zur Förderung von Innovationen durch Forschung, Entwicklung und Technologietransfer e.V. (Verein INNOVENT e.V.) | Degradierbares Implantat und Verfahren zu seiner Herstellung sowie deren Verwendung |
| DE102009014771A1 (de) * | 2009-03-25 | 2010-09-30 | Cochlear Ltd., Lane Cove | Hörhilfeimplantat |
| US20100255447A1 (en) * | 2009-04-07 | 2010-10-07 | University Of Arkansas | Advanced bio-compatible polymer surface coatings for implants and tissue engineering scaffolds |
| DE102009030876B4 (de) * | 2009-06-29 | 2011-07-14 | Innovent e.V., 07745 | Verfahren zum Beschichten eines Substrats |
| CN101721742A (zh) * | 2009-12-24 | 2010-06-09 | 北京有色金属研究总院 | 一种生物涂层及涂覆该生物涂层的牙弓丝 |
-
2013
- 2013-03-13 KR KR1020147029739A patent/KR20140139058A/ko not_active Application Discontinuation
- 2013-03-13 WO PCT/EP2013/055184 patent/WO2013143857A1/en active Application Filing
- 2013-03-13 AU AU2013242166A patent/AU2013242166B2/en active Active
- 2013-03-13 EP EP13709112.0A patent/EP2830672A1/en active Pending
- 2013-03-13 CN CN201380017460.9A patent/CN104519920A/zh active Pending
- 2013-03-13 RU RU2014141408A patent/RU2651463C1/ru active
- 2013-03-13 CA CA2867787A patent/CA2867787C/en active Active
- 2013-03-13 CN CN201711097364.6A patent/CN107899076B/zh active Active
- 2013-03-13 JP JP2015502192A patent/JP6293725B2/ja active Active
- 2013-03-13 US US13/798,447 patent/US20130266629A1/en not_active Abandoned
- 2013-03-27 WO PCT/EP2013/056480 patent/WO2013144185A1/en active Application Filing
- 2013-03-27 RU RU2014141410A patent/RU2636515C1/ru active
- 2013-03-27 CA CA2867761A patent/CA2867761C/en active Active
- 2013-03-27 KR KR1020147029740A patent/KR20140140600A/ko active Application Filing
- 2013-03-27 AU AU2013241859A patent/AU2013241859B2/en active Active
- 2013-03-27 EP EP13714892.0A patent/EP2830673B1/en active Active
- 2013-03-27 KR KR1020217009282A patent/KR102380545B1/ko active IP Right Grant
- 2013-03-27 JP JP2015502317A patent/JP2015516829A/ja active Pending
- 2013-03-27 CN CN201380017467.0A patent/CN104203294A/zh active Pending
- 2013-03-27 IN IN7736DEN2014 patent/IN2014DN07736A/en unknown
-
2014
- 2014-09-16 IN IN7735DEN2014 patent/IN2014DN07735A/en unknown
Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US20070212381A1 (en) * | 2004-04-29 | 2007-09-13 | C.R. Bard, Inc. | Modulating agents for antimicrobial coatings |
| WO2008036787A1 (en) * | 2006-09-22 | 2008-03-27 | C.R. Bard, Inc. | Antimicrobial compositions containing gallium |
| WO2011012213A2 (de) * | 2009-07-31 | 2011-02-03 | Leibniz-Institut Für Neue Materialien Gemeinnützige Gmbh | Strukturierte oberflächen für implantate |
| US20120059455A1 (en) * | 2010-09-07 | 2012-03-08 | Boston Scientific Seimed, Inc. | Bioerodible Magnesium Alloy Containing Endoprostheses |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CN104519920A (zh) | 2015-04-15 |
| EP2830673B1 (en) | 2021-06-23 |
| IN2014DN07735A (ru) | 2015-05-15 |
| AU2013242166A1 (en) | 2014-10-02 |
| WO2013144185A1 (en) | 2013-10-03 |
| KR20210038996A (ko) | 2021-04-08 |
| EP2830672A1 (en) | 2015-02-04 |
| CN107899076B (zh) | 2021-07-23 |
| CA2867787A1 (en) | 2013-10-03 |
| CA2867787C (en) | 2022-01-04 |
| CA2867761C (en) | 2020-07-07 |
| KR20140139058A (ko) | 2014-12-04 |
| IN2014DN07736A (ru) | 2015-05-15 |
| JP6293725B2 (ja) | 2018-03-14 |
| EP2830673A1 (en) | 2015-02-04 |
| AU2013241859A1 (en) | 2014-10-09 |
| AU2013242166B2 (en) | 2016-05-05 |
| KR20140140600A (ko) | 2014-12-09 |
| JP2015516829A (ja) | 2015-06-18 |
| CN104203294A (zh) | 2014-12-10 |
| CN107899076A (zh) | 2018-04-13 |
| AU2013241859B2 (en) | 2016-09-22 |
| US20130266629A1 (en) | 2013-10-10 |
| KR102380545B1 (ko) | 2022-03-30 |
| CA2867761A1 (en) | 2013-10-03 |
| WO2013143857A1 (en) | 2013-10-03 |
| RU2651463C1 (ru) | 2018-04-19 |
| JP2015518387A (ja) | 2015-07-02 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| RU2636515C1 (ru) | Медицинское устройство с поверхностью, содержащей оксид галлия | |
| RU2669808C2 (ru) | Медицинское устройство с поверхностью, включающей наночастицы | |
| US20200017966A1 (en) | Medical device having a surface comprising gallium oxide | |
| US20190105374A1 (en) | Medical device comprising collagen-vi | |
| US20190269830A1 (en) | Implantable medical devices having coating layers with antimicrobial properties based on nanostructured hydroxyapatites | |
| RU2816023C1 (ru) | Антибактериальное покрытие на ортопедический имплантат из титана и его сплавов и способ его получения (варианты) | |
| Santos et al. | Bioactivity and Antibacterial Effects of Ag-Ca-P Doped PEO Titania Coatings | |
| BR112014024074B1 (pt) | dispositivo médico com uma superfície compreendendo óxido de gálio | |
| RU2800384C2 (ru) | Медицинское устройство с поверхностью, включающей наночастицы | |
| Shimabukuro | Surface Functionalization of Titanium for the Control and Treatment of Infections |