Способ нанесения гидроксиапатитовых покрытий

 

Изобретение относится к способам нанесения гидроксиапатитовых покрытий (ГА) и может быть использовано в медицине в качестве покрытия на металлические эндопротезы. Способ заключается в смешивании порошка гидроксиапатита со связующим веществом, сушку, обжиг, причем в качестве связующего вещества используют фосфатные связки, а порошок (ГА) и фосфатную связку берут в соотношении 1-1,5 : 1,5-2, обжиг проводят при 250-600°С. Техническим результатом изобретения является снижение брака изделий за счет исключения цека и отскока покрытия. 1 табл.

Изобретение относится к способам нанесения гидроксиапатитовых покрытий (ГА) и может быть использовано в медицине в качестве покрытия на металлические эндопротезы.

Известен способ нанесения ГА покрытий плазменным напылением [1], технология данного способа заключается в том, порошок ГА пропускают через плазматрон с последующим прилипанием на металлическую подложку.

Наиболее близким способом нанесения ГА покрытий по своей сущности и достигаемым результатам является способ, включающий смешивание порошка ГА со связующим веществом, сушку, обжиг при 900 -1000^oC [2].

Основным недостатком данного способа является высокая температура спекания, которая может явиться основной причиной брака изделий: цек и отскок покрытия.

Целью изобретения является снижение брака изделий за счeт исключения цека и отскока покрытия.

Поставленная цель достигается тем, что смешивают порошок ГА со связующим веществом, причем в качестве связующего вещества используют фосфатные связки, а порошок ГА и фосфатную связку берут в соотношении 1-1,5:1,5-2,0; обжиг проводят при температуре 250 - 600^oC.

Отличие предлагаемого способа от известного заключается в том, что в качестве связующего вещества используют фосфатные связки, а гидроксиапатитовый порошок и фосфатную связку берут в соотношении 1-1,5:1,5-2,0; обжиг проводят при температуре 250 - 600^oC.

Изменение соотношений ГА/фосфатная связка невозможно, так как при увеличении количества жидкой связки образуется суспензия с минимальной вязкостью, вследствие чего суспензия не удерживается на подложке, увеличение количества твердого составляющего приводит к образованию густых растворов.

Термообработка при температуре ниже 250^oC невозможна, так как получаемое покрытие склонно к регидратации, а обжиг при температуре выше 600^oC приводит к снижению прочности получаемого покрытия.

Пример 1.

Приготавливают кальцийфосфатную связку. Для ее приготовления берут 65%-ный раствор H₃PO₃ 99,1%, в который добавляют 0,99% порошка СаО, завершая реакцию кипячением на водяной бане в течение 20 мин.

Приготовленную связку смешивают с порошком ГА в соотношении 1,2:1,8 (см. табл.), полученную суспензию наносят на подложку кистью, обжигают при 450^o.

Пример 2. Приготавливают кальцийфосфатную связку. Для ее приготовления берут 65%-ный раствор H₃PO₄ 98,04%, в который добавляют 1,96% порошка CaO, завершая реакцию кипячением на водяной бане в течении 20 мин.

Приготовленную связку смешивают с порошком ГА в соотношении 1,5 : 1,5 (см. табл. ), полученную суспензию наносят на подложку кистью, обжигают при 450^oC.

Пример 3. Приготавливают кальцийфосфатную связку. Для ее приготовления берут 65%-ный раствор H₃PO₄ 97,09%, в который добавляют 2,91% порошка CaO, завершая реакцию кипячением на водяной бане в течение 20 мин.

Приготовленную связку смешивают с порошком ГА в соотношении 1:2 (см. табл.), полученную суспензию наносят на подложку кистью, обжигают при 450^oC.

Пример 4. Приготавливают кальцийфосфатную связку. Для ее приготовления берут 65%-ный раствор H₃PO₄ 96,15%, в который добавляют 3,85% порошка CaO, завершая реакцию кипячением на водяной бане в течение 20 мин.

Приготовленную смесь смешивают с порошком ГА в соотношении 1,2 : 1,8 (см. табл. ), полученную суспензию наносят на подложку кистью, обжигают при 450^oC.

Пример 5. Приготавливают магнийфосфатную связку. Для ее приготовления берут 65%-ный раствор H₃PO₄ 98,30%, в который добавляют 1,70% порошка MgO, завершая реакцию кипячением на водяной бане в течение 20 мин.

Приготовленную связку смешивают с порошком ГА в соотношении 1,2:1,8 (см. табл.), полученную суспензию наносят на подложку кистью, обжигают при 405^oC.

Пример 6. Раствор 65%-ной H₃PO₄ смешивают с порошком ГА в соотношении 1: 2 (см. табл. ), после чего данная смесь наносится на подложку и обжигается при 600^oC.

Результаты испытаний полученных покрытий представлены в табл.

Данный способ по сравнению с прототипом обладает рядом преимуществ: 1. Возможность регулирования вязкости суспензии позволяет подбирать вязкость, благоприятную для выбранного способа нанесения покрытия (полив, распыление, окунание).

2. Возможность получать покрытия различной толщины.

3. Возможность регулирования коэффициента термического расширения в широких пределах.

4. Более низкая температура обжига.

Металлические эндопротезы, покрытые предлагаемым способом, при использовании в медицине позволяют получить лучшие клинические результаты, так как способ позволяет регулировать соотношение аморфных и кристаллических фаз ГА и как следствие этого регулировать процессы биоактивности покрытия в зависимости от вида и предназначения имплантата.

Литература 1. Yanke S. J., Pletka В. J., Luckey H. A., Jonson W. A. Process for fabrication HA coatings for biomedical aplications. Sprey Conference. May 2 - 25, 1990; Long beac, CA: 433-438.

2. Ducheyene P., Radin S., Healy K., Cuckler J. M. The effect of plasma-spreying on the stracture and properties of calcium phospate ceramics. 34th Annual miting, Orthopedic Reasearch Sociaty. Februry 1 - 4, 1988, Atlanta, GA:50.

Формула изобретения

Способ нанесения гидроксиапатитовых покрытий, включающий смешивание порошка гидроксиапатита со связующим веществом, сушку, обжиг, отличающийся тем, что в качестве связующего вещества используют фосфатные связки, а порошок гидроксиапатита и фосфатную связку берут в соотношении 1 - 1,5 : 1,5 - 2, обжиг проводят при 250 - 600^oC.

РИСУНКИ

Рисунок 1