RU2651836C1 - Способ нанесения антиадгезивного, биосовместимого и бактериостатичного покрытия на основе углерода на изделия медицинского назначения из материала с термомеханической памятью формы - Google Patents

Способ нанесения антиадгезивного, биосовместимого и бактериостатичного покрытия на основе углерода на изделия медицинского назначения из материала с термомеханической памятью формы Download PDF

Info

Publication number
RU2651836C1
RU2651836C1 RU2017112772A RU2017112772A RU2651836C1 RU 2651836 C1 RU2651836 C1 RU 2651836C1 RU 2017112772 A RU2017112772 A RU 2017112772A RU 2017112772 A RU2017112772 A RU 2017112772A RU 2651836 C1 RU2651836 C1 RU 2651836C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
carbon
shape memory
coating
torr
chamber
Prior art date
Application number
RU2017112772A
Other languages
English (en)
Inventor
Олег Андреевич Стрелецкий
Илья Петрович Иваненко
Original Assignee
Олег Андреевич Стрелецкий
Илья Петрович Иваненко
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 Олег Андреевич Стрелецкий, Илья Петрович Иваненко filed Critical Олег Андреевич Стрелецкий
Priority to RU2017112772A priority Critical patent/RU2651836C1/ru
Application granted granted Critical
Publication of RU2651836C1 publication Critical patent/RU2651836C1/ru

Links

Classifications

    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
    • C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
    • C23C14/00—Coating by vacuum evaporation, by sputtering or by ion implantation of the coating forming material
    • C23C14/02—Pretreatment of the material to be coated
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
    • C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
    • C23C14/00—Coating by vacuum evaporation, by sputtering or by ion implantation of the coating forming material
    • C23C14/06—Coating by vacuum evaporation, by sputtering or by ion implantation of the coating forming material characterised by the coating material
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
    • C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
    • C23C14/00—Coating by vacuum evaporation, by sputtering or by ion implantation of the coating forming material
    • C23C14/06—Coating by vacuum evaporation, by sputtering or by ion implantation of the coating forming material characterised by the coating material
    • C23C14/12—Organic material
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
    • C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
    • C23C14/00—Coating by vacuum evaporation, by sputtering or by ion implantation of the coating forming material
    • C23C14/22—Coating by vacuum evaporation, by sputtering or by ion implantation of the coating forming material characterised by the process of coating
    • C23C14/24—Vacuum evaporation
    • C23C14/32—Vacuum evaporation by explosion; by evaporation and subsequent ionisation of the vapours, e.g. ion-plating

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Metallurgy (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Materials For Medical Uses (AREA)

Abstract

Изобретение относится к способу нанесения антиадгезивного, биосовместимого и бактериостатичного покрытия на основе углерода на изделия медицинского назначения из материала с термомеханической памятью формы. Предварительно поверхность изделия подвергают очистке методом ионного травления в герметичной камере. Камеру предварительно вакуумируют до остаточного давления 9⋅10-5-1⋅10-6 Торр с последующим заполнением камеры аргоном и вакуумированием камеры до остаточного давления 1⋅10-4-3⋅10-3 Торр. Ионное травление выполняют ионами аргона с энергией 0,7-3,0 кэВ в течение 4-8 мин. В заполненной аргоном и вакуумированной до остаточного давления 1⋅10-4-3⋅10-3 Торр камере на поверхность изделия наносят покрытие на основе углерода в виде тетраэдрического алмаза типа ta-C или карбиноподобной структуры импульсно-плазменным дуговым распылением при длительности импульса 0,1-1,0 мсек и частоте их следования 0,1-30 Гц с графитового катода. Наносят покрытие углерода толщиной слоя 5-50 ангстрем за один импульс при использовании импульсно-плазменного дугового источника углеродной плазмы с напряжением разряда 150-810 В. На изделия из материала с термомеханической памятью формы с прочностью на изгиб в пределах 25-85 Н/мм и модулем упругости 15-20 ГПа наносят покрытие на основе интерметаллида никелида титана или из сплава системы медь - 14 мас. % алюминия - 4 мас. % никеля. Технический результат заключается в обеспечении высокой биологической совместимости в различных физиологических средах организма пациента, предотвращении образования бактериальной биопленки на поверхности изделия медицинского назначения, в обеспечении высокой антиадгезивности и бактериостатичности поверхности имплантированного медицинского изделия в различных физиологических средах организма пациента, а также в обеспечении надежной защиты поверхности имплантированного медицинского изделия из материала с термомеханической памятью формы от возникновения процессов инфекции. 1 з.п. ф-лы, 3 пр.

Description

Изобретение относится к области медицины, а именно к способу нанесения антиадгезивного, биосовместимого и бактериостатичного покрытия на основе углерода на изделия медицинского назначения из материала с термомеханической памятью формы, и может быть использовано при изготовлении и использовании изделий медицинского назначения из материала с термомеханической памятью формы в условиях травматолого-ортопедических, хирургических, стоматологических и других стационаров.
Известен материал на основе никелида титана с эффектом памяти формы с нанесенным ионной имплантацией поверхностным слоем (см. патент РФ №2095464, МПК С23С 14/12, 10.11.1997 г.). Он имеет следующие недостатки:
- недостаточно обеспечивает высокую биологическую совместимость в различных физиологических средах организма пациента,
- не обеспечивает высокие антиадгезивность и бактериостатичность поверхности имплантированного медицинского изделия из материала с термомеханической памятью формы в различных физиологических средах организма пациента,
- не препятствует образованию бактериальной биопленки на поверхности металлических, полимерных и текстильных изделий медицинского назначения,
- не обеспечивает надежную защиту поверхности имплантированного медицинского изделия от возникновения процессов инфекции.
Задачей изобретения является создание способа нанесения антиадгезивного, биосовместимого и бактериостатичного покрытия на основе углерода на изделия медицинского назначения из материала с термомеханической памятью формы.
Техническим результатом является надежное обеспечение высокой биологической совместимости в различных физиологических средах организма пациента, надежное предотвращение образования бактериальной биопленки на поверхности изделия медицинского назначения, обеспечение высокой антиадгезивности и бактериостатичности поверхности имплантированного медицинского изделия в различных физиологических средах организма пациента, а также обеспечение надежной защиты поверхности имплантированного медицинского изделия из материала с термомеханической памятью формы от возникновения процессов инфекции.
Технический результат достигается тем, что предложен способ нанесения антиадгезивного, биосовместимого и бактериостатичного покрытия на основе углерода на изделия медицинского назначения из материала с термомеханической памятью формы, включающий распыление графита в вакууме и конденсацию углерода на изделия с использованием импульсного разряда, при этом предварительно поверхность упомянутого изделия очищают путем ионного травления в герметичной камере, которую сначала вакуумируют до остаточного давления 9⋅10-5-1⋅10-6 Торр, заполняют аргоном, затем вакуумируют до остаточного давления 1⋅10-4-3⋅10-3 Торр и осуществляют ионное травление ионами аргона с энергией 0,7-3,0 кэВ в течение 4-8 мин, после чего в заполненной аргоном и вакуумированной до остаточного давления 1⋅10-4-3⋅10-3 Торр камере на поверхность изделия наносят покрытие на основе углерода в виде тетраэдрического алмаза типа ta-C или карбиноподобной структуры импульсно-плазменным дуговым распылением графита марок МПГ-7, АРВ или ВЧ при длительности импульса 0,1-1,0 мсек и частоте следования 0,1-30 Гц, причем за один импульс разряда импульсно-плазменного дугового источника углеродной плазмы наносят покрытие углерода толщиной слоя 5-50 ангстрем за один импульс при использовании с напряжением разряда 150-810 В. При этом покрытие наносят на изделие из материала с прочностью на изгиб в пределах 25-85 Н/мм и модулем упругости 15-20 ГПа на основе интерметаллида никелида титана или из сплава системы медь - 14 мас. % алюминия - 4 мас. % никеля.
Способ осуществляют следующим образом. Поверхность изделия из материала с термомеханической памятью формы на основе интерметаллида никелида титана или из сплава системы медь - 14 мас. % алюминия - 4 мас. % никеля с их прочностью на изгиб в пределах 25-85 Н/мм и модулем упругости 15-20 ГПа подвергают очистке методом ионного травления в герметичной камере. При этом изделие медицинского назначения из материала с термомеханической памятью формы размещают в камере, которую предварительно вакуумируют до остаточного давления 9⋅10-5-1⋅10-6 Торр, заполняют камеру аргоном и вакуумируют до остаточного давления 1⋅10-4-3⋅10-3 Торр. Ионное травление выполняют ионами аргона с энергией 0,7-3,0 кэВ в течение 4-8 мин.
Затем в заполненной аргоном и вакуумированной до остаточного давления 1⋅10-4-3⋅10-3 Торр камере на поверхность изделий медицинского изделия из материала с термомеханической памятью формы наносят антиадгезивное, биосовместимое и бактериостатичное покрытие на основе углерода в виде тетраэдрического алмаза типа ta-C или карбиноподобной структуры импульсно-плазменным дуговым распылением графита при длительности импульса 0,1-1,0 мсек и частоте их следования 0,1-30 Гц с графитового катода. При этом в качестве материала дугового источника атомов углерода при импульсно-плазменном дуговом распылении используют графит марки МПГ-7, АРВ или ВЧ.
Наносят на поверхность медицинского изделия из материала с термомеханической памятью формы антиадгезивное, биосовместимое и бактериостатичное покрытие углерода заданной и необходимой толщины, при этом наносят покрытие слоем 5-50 ангстрем за один импульс при использовании импульсно-плазменного дугового источника углеродной плазмы с напряжением разряда 150-810 В.
Среди существенных признаков, характеризующих предложенный способ нанесения антиадгезивного, биосовместимого и бактериостатичного покрытия на основе углерода на изделия медицинского назначения из материала с термомеханической памятью формы, отличительными являются:
- предварительная очистка поверхности упомянутого изделия путем ионного травления в герметичной камере, которую сначала вакуумируют до остаточного давления 9⋅10-5-1⋅10-6 Торр, заполняют аргоном, затем вакуумируют до остаточного давления 1⋅10-4-3⋅10-3 Торр и осуществляют ионное травление ионами аргона с энергией 0,7-3,0 кэВ в течение 4-8 мин,
- нанесение в заполненной аргоном и вакуумированной до остаточного давления 1⋅10-4-3⋅10-3 Торр камере на поверхность изделия покрытия на основе углерода в виде тетраэдрического алмаза типа ta-C или карбиноподобной структуры импульсно-плазменным дуговым распылением графита марок МПГ-7, АРВ или ВЧ при длительности импульса 0,1-1,0 мсек и частоте следования 0,1-30 Гц,
- нанесение за один импульс разряда импульсно-плазменного дугового источника углеродной плазмы покрытия углерода толщиной слоя 5-50 ангстрем за один импульс при использовании с напряжением разряда 150-810 В,
- нанесение покрытия на изделие из материала с прочностью на изгиб в пределах 25-85 Н/мм и модулем упругости 15-20 ГПа на основе интерметаллида никелида титана или из сплава системы медь - 14 мас. % алюминия - 4 мас. % никеля.
Экспериментальные исследования предложенного способа нанесения антиадгезивного, биосовместимого и бактериостатичного покрытия на основе углерода на изделия медицинского назначения из материала с термомеханической памятью формы показали его высокую эффективность. Способ нанесения антиадгезивного, биосовместимого и бактериостатичного покрытия на основе углерода на изделия медицинского назначения из материала с термомеханической памятью формы при своем использовании надежно обеспечил высокую биологическую совместимость в различных физиологических средах организма пациента, надежное предотвращение образования бактериальной биопленки на поверхности изделия медицинского назначения, обеспечил высокую антиадгезивность и бактериостатичность поверхности имплантированного медицинского изделия в различных физиологических средах организма пациента, а также обеспечил надежную защиту поверхности имплантированного медицинского изделия из материала с термомеханической памятью формы от возникновения процессов инфекции.
Реализация предложенного способа нанесения антиадгезивного, биосовместимого и бактериостатичного покрытия на основе углерода на изделия медицинского назначения из материала с термомеханической памятью формы иллюстрируется следующими практическими примерами.
Пример 1. На три плоских образца, выполненных из используемого для изготовления фиксирующих стержней металлофиксации деформированного позвоночника материала с термомеханической памятью формы на основе интерметаллида никелида титана толщиной 1,3 мм, нанесли предложенным способом антиадгезивное, биосовместимое и бактериостатичное покрытие. При этом использовали материал с термомеханической памятью формы с прочностью на изгиб в пределах 48 Н/мм и модулем упругости 18 ГПа.
Поверхность трех плоских образцов из материала с термомеханической памятью формы на основе интерметаллида никелида титана очистили методом ионного травления в герметичной камере, которую сначала вакуумировали до остаточного давления 1⋅10-6 Торр, заполнили камеру аргоном и вакуумировали до остаточного давления 3⋅10-3 Торр. Ионное травление выполнили ионами аргона с энергией 2,8 кэВ в течение 6 мин.
Процесс нанесения антиадгезивного, биосоместимого и бактериостатичного покрытия продолжили в заполненной аргоном и вакуумированной до остаточного давления 3⋅10-3 Торр камере. На очищенную поверхность трех образцов из материала с термомеханической памятью формы на основе интерметаллида никелида титана нанесли импульсно-плазменным дуговым распылением с графитового катода антиадгезивное, биосовместимое и бактериостатичное покрытие углерода в виде тетраэдрического алмаза типа ta-C. Причем использовали импульсно-плазменный дуговой источник углеродной плазмы из графита марки АРВ при длительности импульса 1,0 мсек и частоте их следования 0,1 Гц. При этом нанесли покрытие углерода толщиной 500 ангстрем при нанесении слоя покрытия толщиной 50 ангстрем за один импульс импульсно-плазменного дугового источника углеродной плазмы с напряжением разряда 810 В.
Затем на поверхность антиадгезивного, биосовместимого и бактериостатичного покрытия каждого из трех плоских образцов из материала с термомеханической памятью формы на основе интерметаллида никелида титана в лабораторных условиях нанесли по 1 мл физиологического раствора с тест-культурами микроорганизмов, выделенных от пациентов с инфекционными осложнениями после эндопротезирования крупных суставов и относящихся к виду Staphylococcus aureus MRSA, E. Coli и Pseudomonas aeruginosa, в концентрациях, содержащих 107 клеток каждой тест-культуры, соответствующей стандарту мутности 0,5 МакФарланд.
Нанесенные растворы каждой тест-культуры равномерно распределяли на поверхности одного образца, поверхность подсушили идентично способу определения антибиотикорезистентности микроорганизмов диско-диффузионным методом. Образцы инкубировали в термостате при температуре 36°С в течение 24 час.
В результате электронного микроскопического исследования поверхности покрытия каждого образца после инкубирования были установлены высокие антиадгезивные свойства предложенного антиадгезивного, биосовместимого и бактериостатичного покрытия на основе углерода. При этом установили отсутствие на поверхности каждого из трех плоских образцов из материала с термомеханической памятью формы на основе интерметаллида никелида титана образования бактериальной биопленки штаммов Staphylococcus aureus MRSA, E. Coli и Pseudomonas aeruginosa при отсутствии роста их колоний с одновременным их угнетением до единичных колоний, что свидетельствует о высокой эффективности предложенного антиадгезивного, биосовместимого и бактериостатичного покрытия на основе углерода для фиксирующих стержней металлофиксации деформировааного позвоночника из материала с термомеханической памятью формы на основе интерметаллида никелида титана. Предложенное антиадгезивное, биосовместимое и бактериостатичное покрытие обеспечивает высокую биологическую совместимость в различных физиологических средах организма пациента.
Пример 2. На три плоских образца, выполненных из используемого для изготовления применяемых во время пульмонологических хирургических вмешательствах фиксаторов грудины из материала с термомеханической памятью формы толщиной 1,0 мм, нанесли предложенным способом антиадгезивное, биосовместимое и бактериостатичное покрытие. При этом использовали материал из сплава системы медь - 14 мас. % алюминия - 4 мас. % никеля с прочностью на изгиб в пределах 25 Н/мм и модулем упругости 15 ГПа.
Поверхность трех плоских образцов из материала с термомеханической памятью формы из сплава системы медь - 14 мас. % алюминия - 4 мас. % никеля очистили методом ионного травления в герметичной камере, которую сначала вакуумировали до остаточного давления 9⋅10-5 Торр, заполнили камеру аргоном и вакуумировали до остаточного давления 5⋅10-4 Торр. Ионное травление выполнили ионами аргона с энергией 0,7 кэВ в течение 8 мин.
Процесс нанесения антиадгезивного, биосоместимого и бактериостатичного покрытия продолжили в заполненной аргоном и вакуумированной до остаточного давления 5⋅10-4 Торр камере. На очищенную поверхность трех образцов из материала с термомеханической памятью формы из сплава системы медь - 14 мас. % алюминия - 4 мас. % никеля нанесли импульсно-плазменным дуговым распылением с графитового катода антиадгезивное, биосовместимое и бактериостатичное покрытие углерода карбиноподобной структуры. Причем использовали импульсно-плазменный дуговой источник углеродной плазмы из графита марки МПГ-7 при длительности импульса 0,6 мсек и частоте их следования 30 Гц. При этом нанесли покрытие углерода толщиной 600 ангстрем при нанесении слоя покрытия толщиной 30 ангстрем за один импульс импульсно-плазменного дугового источника углеродной плазмы с напряжением разряда 540 В.
Затем на поверхность антиадгезивного, биосовместимого и бактериостатичного покрытия каждого из трех плоских образцов из материала с термомеханической памятью формы из сплава системы медь - 14 мас. % алюминия - 4 мас. % никеля в лабораторных условиях нанесли по 1 мл физиологического раствора с тест-культурами микроорганизмов, выделенных от пациентов с инфекционными осложнениями после эндопротезирования крупных суставов и относящихся к виду Staphylococcus aureus MRSA, E. Coli и Pseudomonas aeruginosa, в концентрациях, содержащих 107 клеток каждой тест-культуры, соответствующей стандарту мутности 0,5 МакФарланд.
Нанесенные растворы каждой тест-культуры равномерно распределяли на поверхности одного образца, поверхность подсушили идентично способу определения антибиотикорезистентности микроорганизмов диско-диффузионным методом. Образцы инкубировали в термостате при температуре 36°С в течение 24 час.
В результате электронного микроскопического исследования поверхности покрытия каждого образца после инкубирования были установлены высокие антиадгезивные свойства предложенного антиадгезивного, биосовместимого и бактериостатичного покрытия на основе углерода. При этом установили отсутствие на поверхности каждого из трех плоских образцов из сплава системы медь - 14 мас. % алюминия - 4 мас. % никеля образования бактериальной биопленки штаммов Staphylococcus aureus MRSA, E. Coli и Pseudomonas aeruginosa при отсутствии роста их колоний с одновременным их угнетением до единичных колоний, что свидетельствует о высокой эффективности предложенного антиадгезивного, биосовместимого и бактериостатичного покрытия на основе углерода для применяемых во время пульмонологических хирургических вмешательствах фиксаторов грудины из материала с термомеханической памятью формы из сплава системы медь - 14 мас. % алюминия - 4 мас. % никеля. Предложенное антиадгезивное, биосовместимое и бактериостатичное покрытие обеспечивает высокую биологическую совместимость в различных физиологических средах организма пациента.
Пример 3. На три плоских образца, выполненных из используемого для изготовления стента коронарных сосудов сердца из материала с термомеханической памятью формы на основе интерметаллида никелида титана толщиной 1,3 мм, нанесли предложенным способом антиадгезивное, биосовместимое и бактериостатичное покрытие. При этом использовали материал с термомеханической памятью формы с прочностью на изгиб в пределах 85 Н/мм и модулем упругости 20 ГПа.
Поверхность трех плоских образцов из материала с термомеханической памятью формы на основе интерметаллида никелида титана очистили методом ионного травления в герметичной камере, которую сначала вакуумировали до остаточного давления 1⋅10-6 Торр, заполнили камеру аргоном и вакуумировали до остаточного давления 1⋅10-4 Торр. Ионное травление выполнили ионами аргона с энергией 3,0 кэВ в течение 4 мин.
Процесс нанесения антиадгезивного, биосоместимого и бактериостатичного покрытия продолжили в заполненной аргоном и вакуумированной до остаточного давления 1⋅10-4 Торр камере. На очищенную поверхность трех образцов из материала с термомеханической памятью формы на основе интерметаллида никелида титана нанесли импульсно-плазменным дуговым распылением с графитового катода антиадгезивное, биосовместимое и бактериостатичное покрытие углерода в виде тетраэдрического алмаза типа ta-C. Причем использовали импульсно-плазменный дуговой источник углеродной плазмы из графита марки АРВ при длительности импульса 0,1 мсек и частоте их следования 10 Гц. При этом нанесли покрытие углерода толщиной 500 ангстрем при нанесении слоя покрытия толщиной 5 ангстрем за один импульс импульсно-плазменного дугового источника углеродной плазмы с напряжением разряда 150 В.
Затем на поверхность антиадгезивного, биосовместимого и бактериостатичного покрытия каждого из трех плоских образцов из материала с термомеханической памятью формы на основе интерметаллида никелида титана в лабораторных условиях нанесли по 1 мл физиологического раствора с тест-культурами микроорганизмов, выделенных от пациентов с инфекционными осложнениями после эндопротезирования крупных суставов и относящихся к виду Staphylococcus aureus MRSA, E. Coli и Pseudomonas aeruginosa, в концентрациях, содержащих 107 клеток каждой тест-культуры, соответствующей стандарту мутности 0,5 МакФарланд.
Нанесенные растворы каждой тест-культуры равномерно распределяли на поверхности одного образца, поверхность подсушили идентично способу определения антибиотикорезистентности микроорганизмов диско-диффузионным методом. Образцы инкубировали в термостате при температуре 36°С в течение 24 час.
В результате электронного микроскопического исследования поверхности покрытия каждого образца после инкубирования были установлены высокие антиадгезивные свойства предложенного антиадгезивного, биосовместимого и бактериостатичного покрытия на основе углерода. При этом установили отсутствие на поверхности каждого из трех плоских образцов из материала с термомеханической памятью формы на основе интерметаллида никелида титана образования бактериальной биопленки штаммов Staphylococcus aureus MRSA, E. Coli и Pseudomonas aeruginosa при отсутствии роста их колоний с одновременным их угнетением до единичных колоний, что свидетельствует о высокой эффективности предложенного антиадгезивного, биосовместимого и бактериостатичного покрытия на основе углерода для стента коронарных сосудов сердца. Предложенное антиадгезивное, биосовместимое и бактериостатичное покрытие обеспечивает высокую биологическую совместимость в различных физиологических средах организма пациента.

Claims (2)

1. Способ нанесения антиадгезивного, биосовместимого и бактериостатичного покрытия на основе углерода на изделия медицинского назначения из материала с термомеханической памятью формы, включающий распыление графита в вакууме и конденсацию углерода на изделия с использованием импульсного разряда, отличающийся тем, что предварительно поверхность упомянутого изделия очищают путем ионного травления в герметичной камере, которую сначала вакуумируют до остаточного давления 9⋅10-5-1⋅10-6 Торр, заполняют аргоном, затем вакуумируют до остаточного давления 1⋅10-4-3⋅10-3 Торр и осуществляют ионное травление ионами аргона с энергией 0,7-3,0 кэВ в течение 4-8 мин, после чего в заполненной аргоном и вакуумированной до остаточного давления 1⋅10-4-3⋅10-3 Торр камере на поверхность изделия наносят покрытие на основе углерода в виде тетраэдрического алмаза типа ta-C или карбиноподобной структуры импульсно-плазменным дуговым распылением графита марок МПГ-7, АРВ или ВЧ при длительности импульса 0,1-1,0 мсек и частоте следования 0,1-30 Гц, причем за один импульс разряда импульсно-плазменного дугового источника углеродной плазмы наносят покрытие углерода толщиной слоя 5-50 ангстрем за один импульс при использовании с напряжением разряда 150-810 В.
2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что покрытие наносят на изделие из материала с прочностью на изгиб в пределах 25-85 Н/мм и модулем упругости 15-20 ГПа на основе интерметаллида никелида титана или из сплава системы медь - 14 мас. % алюминия - 4 мас. % никеля.
RU2017112772A 2017-04-13 2017-04-13 Способ нанесения антиадгезивного, биосовместимого и бактериостатичного покрытия на основе углерода на изделия медицинского назначения из материала с термомеханической памятью формы RU2651836C1 (ru)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2017112772A RU2651836C1 (ru) 2017-04-13 2017-04-13 Способ нанесения антиадгезивного, биосовместимого и бактериостатичного покрытия на основе углерода на изделия медицинского назначения из материала с термомеханической памятью формы

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2017112772A RU2651836C1 (ru) 2017-04-13 2017-04-13 Способ нанесения антиадгезивного, биосовместимого и бактериостатичного покрытия на основе углерода на изделия медицинского назначения из материала с термомеханической памятью формы

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2651836C1 true RU2651836C1 (ru) 2018-04-24

Family

ID=62045410

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2017112772A RU2651836C1 (ru) 2017-04-13 2017-04-13 Способ нанесения антиадгезивного, биосовместимого и бактериостатичного покрытия на основе углерода на изделия медицинского назначения из материала с термомеханической памятью формы

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2651836C1 (ru)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2809240C1 (ru) * 2023-04-05 2023-12-08 Илья Алексеевич Завидовский Способ нанесения антиадгезивного, биосовместимого и бактериостатичного покрытия на основе углерода на металлические, полимерные и текстильные изделия медицинского назначения

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2095464C1 (ru) * 1996-01-12 1997-11-10 Акционерное общество закрытого типа "Тетра" Биокарбон, способ его получения и устройство для его осуществления
WO1998054376A1 (en) * 1997-05-30 1998-12-03 Patinor As Method of forming diamond-like carbon coating in vacuum
RU2191842C2 (ru) * 2000-08-18 2002-10-27 Институт физики прочности и материаловедения СО РАН Материал на основе никелида титана с эффектом памяти формы
RU2240376C1 (ru) * 2003-05-22 2004-11-20 Ооо "Альбатэк" Способ формирования сверхтвердого аморфного углеродного покрытия в вакууме
EP1985584A1 (en) * 2006-01-13 2008-10-29 National Academy of Sciences of Ukraine Method for producing a carbon-containing material by carbon electron-beam vaporisation in a vacuum and a subsequent condensation thereof on a substrate and a device for carrying out said method
RU2554773C1 (ru) * 2014-02-25 2015-06-27 Общество с ограниченной ответственностью Научно- производственный центр "Технополис" Материал бактерицидного покрытия

Patent Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2095464C1 (ru) * 1996-01-12 1997-11-10 Акционерное общество закрытого типа "Тетра" Биокарбон, способ его получения и устройство для его осуществления
EA199800617A1 (ru) * 1996-01-12 1999-04-29 Тетранова Лтд Тетракарбон
WO1998054376A1 (en) * 1997-05-30 1998-12-03 Patinor As Method of forming diamond-like carbon coating in vacuum
US6261424B1 (en) * 1997-05-30 2001-07-17 Patinor As Method of forming diamond-like carbon coating in vacuum
RU2191842C2 (ru) * 2000-08-18 2002-10-27 Институт физики прочности и материаловедения СО РАН Материал на основе никелида титана с эффектом памяти формы
RU2240376C1 (ru) * 2003-05-22 2004-11-20 Ооо "Альбатэк" Способ формирования сверхтвердого аморфного углеродного покрытия в вакууме
EP1985584A1 (en) * 2006-01-13 2008-10-29 National Academy of Sciences of Ukraine Method for producing a carbon-containing material by carbon electron-beam vaporisation in a vacuum and a subsequent condensation thereof on a substrate and a device for carrying out said method
RU2554773C1 (ru) * 2014-02-25 2015-06-27 Общество с ограниченной ответственностью Научно- производственный центр "Технополис" Материал бактерицидного покрытия

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2809240C1 (ru) * 2023-04-05 2023-12-08 Илья Алексеевич Завидовский Способ нанесения антиадгезивного, биосовместимого и бактериостатичного покрытия на основе углерода на металлические, полимерные и текстильные изделия медицинского назначения

Similar Documents

Publication Publication Date Title
He et al. Biocompatibility, corrosion resistance and antibacterial activity of TiO2/CuO coating on titanium
Zhao et al. Enhanced antimicrobial properties, cytocompatibility, and corrosion resistance of plasma-modified biodegradable magnesium alloys
Sarraf et al. Silver oxide nanoparticles-decorated tantala nanotubes for enhanced antibacterial activity and osseointegration of Ti6Al4V
US7803234B2 (en) Surface treated shape memory materials and methods for making same
US5474797A (en) Bactericidal coatings for implants
Fiedler et al. Copper and silver ion implantation of aluminium oxide-blasted titanium surfaces: proliferative response of osteoblasts and antibacterial effects
US9107981B2 (en) Antibacterial coating for an implant and method for producing said coating
Tsai et al. Characterization and antibacterial performance of bioactive Ti–Zn–O coatings deposited on titanium implants
Fordham et al. Silver as a bactericidal coating for biomedical implants
Jeong et al. Bacterial attachment on titanium surfaces is dependent on topography and chemical changes induced by nonthermal atmospheric pressure plasma
US11577006B2 (en) Bioimplant
Jamesh et al. Evaluation of corrosion resistance and cytocompatibility of graded metal carbon film on Ti and NiTi prepared by hybrid cathodic arc/glow discharge plasma-assisted chemical vapor deposition
Chu et al. Surface design of biodegradable magnesium alloys for biomedical applications
RU2697855C1 (ru) Способ нанесения покрытия на устройства и инструменты для остеосинтеза, ортопедические имплантаты из металла
Lu et al. Enhanced osteogenic and selective antibacterial activities on micro-/nano-structured carbon fiber reinforced polyetheretherketone
CN111733436A (zh) 一种银碘表面修饰的钛合金植入物及其制备方法
US20130030361A1 (en) Coated medical implant
CN111588904B (zh) 含聚己内酯/聚维酮碘表层的载碘钛合金医用部件及其制作方法
RU2651836C1 (ru) Способ нанесения антиадгезивного, биосовместимого и бактериостатичного покрытия на основе углерода на изделия медицинского назначения из материала с термомеханической памятью формы
CN109652769A (zh) 一种医用植入材料用镁-银涂层及其制备方法
EP2802622A1 (en) Low temperature plasma coating for anti-biofilm formation
RU2632706C1 (ru) Способ нанесения антиадгезивного антибактериального покрытия на ортопедические имплантаты из титана и нержавеющей стали
RU2651837C1 (ru) Способ нанесения антиадгезивного, биосовместимого и бактериостатичного покрытия на основе углерода на металлические, полимерные и текстильные изделия медицинского назначения
RU2632761C1 (ru) Ортопедический имплантат из титана и нержавеющей стали с антиадгезивным антибактериальным покрытием
CN109652766B (zh) 一种医用植入材料用镁-银-铜涂层及其制备方法

Legal Events

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

Effective date: 20210414