Ячеистая структура имплантата

Изобретение относится к области медицины, а именно к травматологии и ортопедии, и предназначено для использования при изготовлении, с помощью аддитивных технологий, имплантатов предпочтительно из титановых сплавов. Выполняют имплантат, имеющий ячеистую структуру. Ячеистая структура имплантата выполнена в виде объемной решетки с расположением узлов на поверхности пространственных фигур, соединенных перемычками. При этом пространственными фигурами являются полые цилиндры, имеющие толщину стенки, а перемычки представляют собой зоны соприкосновения полых цилиндров по их наружной поверхности, полые цилиндры расположены рядами, при этом в двух соседних рядах оси полых цилиндров ортогональны друг другу. Зоны соприкосновения являются точками соприкосновения либо распространяются на толщину стенки полых цилиндров либо на часть толщины стенок полых цилиндров. Оси полых цилиндров, расположенных в одном ряду, совпадают с осями цилиндров такого же ряда, расположенного после соседнего ряда. Оси полых цилиндров, расположенных в одном ряду, могут быть смещены относительно осей цилиндров такого же ряда, расположенного после соседнего ряда, на величину половины расстояния между полыми цилиндрами. Ячеистая структура выполнена из титана или титанового сплава. Способ выполнения имплантата за счет обеспечения поперечной устойчивости и уменьшения уровня жесткости позволяет улучшить упругие характеристики ячеистой структуры имплантатов. 6 з.п. ф-лы, 4 ил.

 

Предлагаемое изобретение относится к области медицины, а именно к травматологии и ортопедии.

Известны конструкции имплантатов, применяемых в травматологии и ортопедии, представляющие собой стержневые системы и изготовленные из титана или титановых сплавов методом литья [1] или прокатки [2]. Они применяются, в основном, для протезирования коленных суставов. Структура титанового литья или проката представляет собой сплошной (беспористый) металл, получаемый методом отливки в печах вакуумно-дугового переплава и последующей обработкой давлением, включая прессование, ковку и прокатку, а при необходимости и горячую объемную штамповку [3].

Недостатком упомянутых структур имплантатов является отсутствие пор, которые могут выполнять несколько функций. Во-первых, наличие пор снижает массу имплантата, приближая ее к массе костного материала. Во-вторых, определенная архитектура расположения пор позволяет обеспечить улучшение совместимости с костью за счет прорастания костной ткани в поровое пространство. В-третьих, пористые структуры обеспечивают более приемлемый для имплантатов уровень физико-механических свойств: упругости, демпфируемости и т.д. [4].

Такой недостаток устранен в других технических объектах, которые представляют собой пористые структуры, создаваемые тем или иным способом. Наиболее часто применяемым материалом для изготовления имплантатов является титан, а простейшей пористой средой в этом случае является титановая губка [5]. Однако при применении такой пористой среды возникает большая неравномерность распределения плотности. Поэтому в других технических решениях предлагалось упорядочить распределение плотности за счет создания пространственных фигур [6], которые в большей мере соответствовали требованиям хирургической практики [7,8].

Патентами US 2017252165 [9] и RU 2576610 [10] предложена группа изобретений, в которой пористая структура имплантата содержит ряд ветвей, причем каждая ветвь имеет первый конец, второй конец и непрерывное удлиненное тело между указанными первым и вторым концами, причем указанное тело имеет толщину и длину; и содержит ряд узлов, причем каждый узел содержит пересечение одного из концов первой ветви с телом второй ветви, при этом в каждом узле пересекаются не более двух ветвей. Имплантат такой конструкции имеет тем самым открытую пористость, т.е. все его поры сообщаются с внешней средой либо сами по себе, либо через соседние поры.

Пористые структуры имплантатов неоднократно усложнялись различными методами. Патентами [11, 12] предусмотрено создание хирургического имплантата, обеспечивающего улучшение совместимости с костью и/или устойчивости к износу. Имплантат состоит из поверхностной и центральной областей. При этом доля объема пор в пределах пористой поверхностной области составляет от 20 до 50%. Поры взаимно соединены и, по существу, равномерно распределены в пределах пористой поверхностной области. По меньшей мере некоторые из пор имеют размер в диапазоне от 100 до примерно 750 мкм. Пористая поверхностная область имеет толщину по меньшей мере примерно 1 мм, а предпочтительно - от примерно 2 до примерно 5 мм. Различные области в пределах пористой поверхностной области имеют различное распределение размеров пор и/или различную долю объема пор, так что в пределах пористой поверхностной области существует градиент размеров пор и/или доли объема пор. Область сердцевины имеет плотность от 0,7 до 1,0 от теоретической плотности. Область сердцевины и/или пористая поверхностная область выполнены из титана, титана коммерческой чистоты, нержавеющей стали, сплавов на основе титана, титан-алюминий-ванадиевых сплавов, титан-алюминий-ниобиевых сплавов или сплавов на основе кобальта-хрома. Область сердцевины и/или пористая поверхностная область выполнены из сплавов Ti-6Al-4V, Ti-6Al-7Nb, Stellite 211 или нержавеющей стали 316L.

В соответствии с патентом US 7674426 [13] пористая биосовместимая металлическая деталь (ортопедический имплантат) содержит металлическую матрицу с порами и извлекаемым другим материалом. Извлекаемый материал удаляют перед спеканием первого порошкового металла. В конечном варианте изготовления пористость составляет от 50% до 90%. Недостатком аналога является нерегулярный вид пор и неравномерно распределенная пористость.

По патенту US 2011125284 [14] имплантат имеет пористую часть, которая определяется множеством твердых областей, где присутствует материал, и оставшейся множественностью областей пор, где материал отсутствует, местоположения, по меньшей мере, большей части множественности твердых областей определяется одной или несколькими математическими функциями. Характер пористой части может быть систематически изменен путем изменения одной или нескольких констант в математических функциях, а часть выполняется процессом изготовления твердых свободных форм. С помощью упомянутых математических функций имплантат может быть представлен как ячеистое тело, узлы которого входят в состав стереографических многоугольников, повторяющих кристаллические решетки, например, алмаза.

Исследователи из голландских организаций (Faculty of Mechanical, Maritime and Materials Engineering, Delft University of Technology (TU Delft), Department of Orthopedics and Department of Rheumatology, University Medical Center Utrecht, Department of Metallurgy and Materials Engineering, KU Leuven) опубликовали результаты изучения аддитивно изготовленных пористых биоматериалов с открытой пористостью и порами, изготовленными из шести типов ячеек и определили их механические и морфологические свойства [15]. Эти типы ячеек: усеченный куб, усеченный кубооктаэдр, ромбокубооктаэдр и ромбический додекаэдр. Изменение формы элементарной ячейки позволяет регулировать уровень физико-механических характеристик, в том числе, модуля упругости. Таким образом, разработка новых структур пористых имплантатов ведется по пути изменения конфигурации ячеистого строения. Недостатком известных технических решений является создание такой архитектуры ячеек, для которых характерна открытая пористость. Из-за этого упругость имплантата зависит только от упругости системы ячеек и от упругости материала, из которого они изготовлены.

Геометрия пор и перемычек между ними подвергалась рационализации, что изложено в публикациях [16-19].

Наиболее близким аналогом (прототипом) к заявляемому объекту является объект, описанный в источнике [20]. Ячеистая структура имплантатов выполнена в виде объемной решетки с расположением узлов на поверхности пространственных фигур, соединенных перемычками. Пространственной фигурой в данном случае является куб, в котором узлы соединены стержнями, а внутри куба конструкционный материал отсутствует. Стороной куба является квадрат. Это позволяет создать материал с малой плотностью и достаточно малым модулем упругости. Набор пространственных фигур выполнен методом электроннолучевого последовательного наплавления, являющегося одним из способов аддитивных технологий.

Изготовление пространственной фигуры в виде стержневых систем имеет один недостаток, который хорошо известен в строительстве. Грань куба представляет собой квадрат, а квадрат в отличие от круга легко теряет устойчивость и его можно превратить под воздействием даже небольшого сдвигового усилия в ромб. Этого нельзя сделать для фигур типа окружности: при силовом сдвиговом воздействии форма окружности сохраняется. Недостатком прототипа является слабое сопротивление сдвиговым усилиям и возможность потери поперечной устойчивости.

Вместе с тем, если рассмотреть понятие кольцевой жесткости, то окажется что большая жесткость при равных размерах окажется как раз у формы квадратного сечения. Это является негативным признаком, так как понятие кольцевой жесткости связано с понятием упругости, а она должна быть уменьшена. Недостатком прототипа также является высокий уровень жесткости.

Поэтому предпочтительным вариантом изготовления несущей конструкции является применение простейших плоских фигур в виде окружности, а при наличии толщины стенки у окружности, она превращается в кольцо. Соответственно, в объемном отображении кольцевое поперечное сечение имеет полый цилиндр. Не случайно, в строительстве полые цилиндры в виде бетонных труб или их образующих сегментов являются несущими конструкциями подземных коммуникаций: тоннелей метрополитена, путепроводов, водопроводов и т.д. Геометрически полый цилиндр обладает определенными степенями свободы для возможности регулирования свойств: прочности и пористости конструкции. Увеличивая толщину стенки полого цилиндра можно повышать прочность, а уменьшая толщину стенки можно увеличивать пористость, а также демпфирующие свойства за счет понижения модуля упругости конструкции.

Для оценки демпфирующей способности в различных стандартах вводятся различные показатели. Так, для полых цилиндрических конструкций введено понятие кольцевой жесткости, для которой разработаны методы определения и управления [21].

При промышленном использовании цилиндрических полых конструкций стремятся обычно обеспечить больший уровень кольцевой жесткости, что обусловлено желанием не допустить больших деформаций при эксплуатации этих конструкций.

Однако при изготовлении имплантатов ставится обратная задача: обеспечить пониженную жесткость, что улучшает демпфируемость. Именно поэтому стараются уменьшить модуль упругости имплантата, чтобы приблизить его значение к модулю упругости костной ткани.

Кольцевая жесткость (ring stiffness) определяется формулой

где Еo - модуль упругости материала, из которого изготовлена конструкция; I - момент инерции на единицу длины; с - характерный размер сечения трубы.

Из этой формулы видно, что кольцевая жесткость пропорциональна модулю упругости и моменту инерции. Это позволяет, в частности, оценить упругость самой конструкции, опираясь на модуль упругости материала и конфигурацию системы [22].

Следует рассмотреть моменты инерции тел, имеющих форму полого цилиндра и полой призмы квадратного сечения.

Момент инерции определяется по формулам:

Для кольцевого круглого сечения Ir=π(D4 - d4)/64=0,049 (D4 - d4).

Для полого квадратного сечения Is=(В4 - b4)/ 12=0,083 (В4 - b4),

здесь D и d - наружный и внутренний диаметры; В и b - соответственно, стороны квадратов, описывающих наружную и внутреннюю поверхности профиля (прототип).

Можно приравнять габариты круглого и квадратного сечений: В=D и b=d. Тогда Is/Ir=0,083 / 0,049=1,7.

Если обратиться к формуле (1), то окажется, что кольцевая жесткость круглого сечения окажется в 1,7 раза меньше такого же по внешним габаритам квадратного сечения.

Как было показано выше, кольцевая жесткость круглого сечения окажется в 1,7 раза меньше такого же по внешним габаритам квадратного сечения, свойственного прототипу.

Технической проблемой, на решение которой направлено изобретение, является обеспечение уровня поперечной устойчивости и уменьшение уровня жесткости при улучшении упругих свойств ячеистой структуры имплантатов.

Технический результат заключается в улучшении упругих характеристик ячеистой структуры имплантатов.

Технический результат достигается тем, что ячеистая структура имплантата выполнена в виде объемной решетки с расположением узлов на поверхности пространственных фигур, соединенных перемычками. Она отличается тем, что пространственными фигурами являются полые цилиндры, имеющие толщину стенки, а перемычки представляют собой зоны соприкосновения полых цилиндров по их наружной поверхности, полые цилиндры расположены рядами, при этом в двух соседних рядах оси полых цилиндров ортогональны друг другу.

Технический результат достигается также тем, что что зоны соприкосновения в поперечных сечениях полых цилиндров являются точками соприкосновения и распространяются на толщину стенки полых цилиндров.

Технический результат достигается также тем, что зоны соприкосновения распространяются на часть толщины стенок полых цилиндров.

Технический результат достигается также тем, что оси полых цилиндров, расположенных в одном ряду, совпадают с осями цилиндров такого же ряда, расположенного после соседнего ряда.

Технический результат достигается также тем, что оси полых цилиндров, расположенных в одном ряду, смещены относительно осей цилиндров такого же ряда, расположенного после соседнего ряда на величину половины расстояния между полыми цилиндрами.

Технический результат достигается также тем, что ячеистая структура имплантата выполнена из титана или титанового сплава.

Как было отмечено выше, полые цилиндры обладают лучшими упругими характеристиками, чем пересечения в виде полых квадратов. Размещение полых цилиндров в ортогональных рядах позволяет выровнять уровень свойств в сечении имплантата: они становятся одинаковыми по ширине и длине.

Наличие зон соприкосновения позволяет обеспечить соединение рядов цилиндров и обеспечить целостность конструкции.

В одном из вариантов зоны соприкосновения в поперечных сечениях полых цилиндров являются точками соприкосновения. У этого варианта есть положительное свойство: здесь достигается наименьшая плотность конструкции в целом, что приводит к меньшему значению модуля упругости системы. Точечное соединение допустимо при изготовлении узлов и деталей, что доказывается применением метода точечной сварки.

В другом варианте зоны соприкосновения распространяются на толщину стенки полых цилиндров. Этот вариант позволяет получить большую прочность соединения рядов, так как точечный контакт заменяется на объемный.

В третьем варианте зоны соприкосновения распространяются на часть толщины стенок полых цилиндров. Этот вариант позволяет реализовать полезные признаки первого и второго вариантов.

Следует отметить, что каналами для прорастания живой ткани являются как полости цилиндров, так и промежутки между внешними поверхностями полых цилиндров, что является дополнительным положительным свойством.

Оси полых цилиндров, расположенных в одном ряду, совпадают с осями цилиндров такого же ряда, расположенного после соседнего ряда. Это позволяет передавать нагрузку вдоль ряда полых цилиндров при отсутствии напряжений изгиба в ортогональном ряду.

В другом варианте оси полых цилиндров, расположенных в одном ряду, смещены относительно осей цилиндров такого же ряда, расположенного после соседнего ряда на величину половины расстояния между полыми цилиндрами. Это позволяет частично перераспределить нагрузку в соседних рядах.

В настоящее время металлические имплантаты стараются изготавливать из материалов, биологически совместимых с организмом человека. Поэтому предлагаемая пористая структура для медицинских имплантатов предпочтительно выполнена из титана или титанового сплава.

На фиг. 1 представлен общий вид предлагаемой ячеистой структуры при наличии точечных контактов между рядами, на фиг. 2 показан вариант распространения контакта на объемные зоны на толщину стенки полых цилиндров. Фиг. 3 иллюстрирует вариант соприкосновения двух полых цилиндров при частичном пересечении их наружных поверхностей. На фиг. 4 отображено смещение рядов на величину половины расстояния между отдельными полыми цилиндрами.

Предлагаемая ячеистая структура имплантатов выполнена в виде объемной решетки с расположением узлов на поверхности пространственных фигур и соединенных перемычками (фиг. 1). Пространственными фигурами являются полые цилиндры 1, имеющие толщину стенки, а перемычки представляют собой зоны (точки) соприкосновения Z и W полых цилиндров по их наружной поверхности, полые цилиндры расположены рядами 1-5, при этом в двух соседних рядах, например, 1 и 2, оси полых цилиндров ортогональны друг другу.

На фиг. 1 зоны соприкосновения в поперечных сечениях полых цилиндров являются точками соприкосновения Z и W. Как видно из рисунка, в этом случае площадь соприкосновения оказывается достаточно мала.

Она увеличена в другом варианте исполнения (фиг. 2). Здесь зоны соприкосновения распространяются на толщину стенки полых цилиндров. Если предыдущий вариант мог быть реализован применением метода точечной сварки, то этот вариант может быть реализован применением одним из методов аддитивных технологий. Полые цилиндры расположены рядами 1-5, при этом зоны соприкосновения Z1 и W1 представляют собой не точки, а объемные образования.

В первом варианте исполнения при точечном контакте расстояние между внутренними поверхностями полых цилиндров q равнялось двум толщинам их стенок s, т.е. q=2s. Во втором варианте исполнения q=s. Соответственно есть промежуточный вариант исполнения, в котором s<q<2s. Этот вариант отображен на фиг. 3, стрелка Z2 показывает на частичное перекрытие стенок двух полых цилиндров.

На фиг. 1-3 было показано, что оси полых цилиндров, расположенных в одном ряду, совпадают с осями цилиндров такого же ряда, расположенного после соседнего ряда.

На фиг. 4 показано, что расстояние между полыми цилиндрами равно N, а оси полых цилиндров, расположенных в одном ряду, смещены относительно осей цилиндров такого же ряда, расположенного после соседнего ряда на величину половины расстояния между полыми цилиндрами, то есть смещены на величину N/2.

ЛИТЕРАТУРА

1. Патент RU 2397738. Протез сустава из титанового сплава. Заявка: 2007135065/14, 27.02.2006. Опубликовано: 27.08.2010 Бюл. №24. Автор(ы): БАЛИКТАЙ Севки (DE), КЕЛЛЕР Арнольд (DE). Патентообладатель(и): ВАЛЬДЕМАР ЛИНК ГМБХ унд КО. КГ (DE). МПК A61F 2/36.

2. Патент RU 2383654. Наноструктурный технически чистый титан для биомедицины и способ получения прутка из него. МПК C22F 1/18, В82В 3/00. Заявка: 2008141956/02, 22.10.2008. Опубликовано: 10.03.2010. Бюл. №7. Валиев Р.З., Семенова И.П., Якушина Е.Б., Салимгареева Г.X. Патентообладатель: Уфимский государственный авиационный технический университет", ООО "НаноМеТ".

3. Тарасов А.Ф., Алтухов А.В., Шейкин С.Е., Байцар В.А. Моделирование процесса штамповки заготовок имплантатов с применением схем интенсивного пластического деформирования. Вестник Пермского национального исследовательского политехнического университета. Механика. 2015. №2. С. 139-150.

4. Логинов Ю.Н. Развитие методов математического моделирования пластической деформации металлических пористых сред. Научно-технические ведомости СПбПУ. Естественные и инженерные науки. 2005. №40. С. 64-70.

5. Логинов Ю.Н., Потапов А.И., Шалаев Н.А. Влияние температуры и скорости деформации на упрочнение титановой губки. Титан. 2012. №3 (37). С. 36-42.

6. Патент RU 2673795. Способ производства пористых имплантатов на основе металлических материалов /Логинов Ю.Н., Попов А.А., Беликов С.В., Степанов С.И. Заявл. 12.04.2017.

7. Гилев М.В., Зверев Ф.Н., Волокитина Е.А., Антониади Ю.В., Беликов С.В., Степанов С.И., Логинов Ю.Н. Аугментация костных внутрисуставных дефектов ячеистыми титановыми остеозамещающими материалами, полученными на базе 3d печати. Экспериментальное исследование. В книге: Травма 2017: мультидисциплинарный подход. Сборник тезисов Международной конференции. 2017. С. 84-85.

8. Гилев М.В., Волокитина Е.А., Логинов Ю.Н., Голодное А.И., Степанов С.И., Антониади Ю.В., Измоденова М.Ю., Зверев Ф.Н. Оптимизация аугментации костных дефектов титановыми ячеистыми имплантатами в оперативной травматологии и ортопедии. Вестник Уральской медицинской академической науки. 2017. Т. 14. №4. С. 435-442.

9. Патент US 2017252165 (А1). Опубл. 2017-09-07. Porous implant structures. SHARP JEFFREY [US]; JANI SHILESH С [US]; GILMOUR LAURA J [US]; LANDON RYAN L [US]. Заявитель(и): SMITH & NEPHEW INC [US] МПК 61F2/28; A61F 2/30. Заявка US 201715603936 20170524

10. Патент RU 2576610. Пористые структуры имплантатов. МПК A61L 27/56. Авторы ШАРП Джеффри (US), ДЖАНИ Шилеш (US), ГИЛМОР Лора (US), ЛЭНДОН Райан (US). Патентообладатель: СМИТ ЭНД НЕФЬЮ, ИНК. (US) Заявка: 2012109229/15, 19.08.2010. Дата публикации заявки: 27.09.2013. Опубл.: 10.03.2016.

11. Патент US 2004243237. Surgical implant. Опубл. 2004-12-02. UNWIN PAUL [GB]; BLUNN GORDON [GB]; JACOBS MICHAEL HERBERT [GB]; ASHWORTH MARK ANDREW [GB]; WU XINHUA [GB]. Заявитель(и): они же и STANMORE IMPLANTS WORLDWIDE LIMITED. МПК A61F 2/28; A61F 2/30; A61F 2/44; A61L 27/00; A61L 27/04; A61L 27/06; A61L 27/56; A61F 2/00. Номер заявки: US 20040486627, 20040622.

12. Патент RU 2305514. Способ изготовления хирургического имплантата (варианты) и хирургический имплантат. Заявка 2004107133/14. МПК: A61F 002/28. Опубликовано: 10.09.2007. Заявитель Стэнмор Имплантс Уорлдвайд ЛТД. Авторы: АНВИН Пол (GB), БЛАНН Гордон (GB), ДЖЕКОБС Майкл Герберт (GB), ЭШВОРТ Марк Эндрю (GB), ВУ Ксинхуа (GB).

13. Патент US 7674426. Porous metal articles having a predetermined pore character. GROHOWSKI JOSEPH А JR [US] Заявитель: PRAXIS POWDER TECHNOLOGY, INC. МПК: B22F 3/11. Опубл. 2010-03-09. Дата приоритета: 2004-07-02.

14. Патент US 2011125284 (А1). Опубл. 2011-05-26. Improvements in or Relating to Joints and/or Implants. GABBRIELLI RUGGERO, TURNER IRENE GLADYS, BOWEN CHRISTOPHER RHYS, MAGALINI EMANUELE. Заявитель(и): они же и UNIVERSITY OF BATH, RENISHAW PLC. МПК: A61F 2/02; A61F 2/30; B23P 17/00. Заявка US 20080994666, 20080908

15. Seyed Mohammad Ahmadi, Saber Amin Yavari, Ruebn Wauthle, Behdad Pouran, Jan Schrooten, Harrie Weinans, Amir A. Zadpoor. Additively Manufactured Open-Cell Porous Biomaterials Made from Six Different Space-Filling Unit Cells: The Mechanical and Morphological Properties. Materials. 2015, V. 8. P. 1871-1896.

16. Loginov Yu.N., Golodnov A.I., Stepanov S.I., Kovalev E.Yu. Determining the Young's modulus of a cellular titanium implant by FEM simulation. AIP Conference Proceedings. 2017. V. 1915. N 030010

17. Loginov Y., Stepanov S., Khanykova E. Effect of pore architecture of titanium implants on stress-strain state upon compression. Solid State Phenomena. 2017. V. 265 SSP. P. 606-610.

18. Loginov Y., Stepanov S., Khanykova C. Inhomogeneity of deformed state during compression testing of titanium implant. MATEC Web of Conferences. 2017. V. 132. N. 03009.

19. Гилев M.B., Волокитина E.A., Логинов Ю.Н., Голоднов А.И., Степанов С.И., Антониади Ю.В., Измоденова М.Ю., Зверев Ф.Н. Оптимизация аугментации костных дефектов титановыми ячеистыми имплантатами в оперативной травматологии и ортопедии. Вестник Уральской медицинской академической науки. 2017. Т. 14. №4. С. 435-442.

20. Yong-Keun Ahn, Hyung-Giun Kim, Hyung-Ki Park, Gun-Hee Kim, Kyung-Hwan Jung, Chang-Woo Lee, Won-Yong Kim, Sung-Hwan Lim, Byoung-Soo Lee. Mechanical and microstructural characteristics of commercial purity titanium implants fabricated by electron-beam additive manufacturing. Materials Letters. V. 187 (2017). P. 64-67.

21. Патент CN 202252397. Light metal tube with high ring stiffness / SHOUSHAN LI; SHUGUANG ZHANG. МПК E21F 7/00; F16L 58/08; F16L 58/10; F16L 9/04. Заявка CN 20112417121 U от 2011.10.21. Опубл. 2012-05-30.

22. Yang С, Wang F., Wang G. Using ring stiffness to calculate the elastic modulus of steel-plastic composite pre-insulated pipe. Advanced Materials Research. 2012. V. 581-582(1). P. 602-605.

1. Ячеистая структура имплантата, выполненная в виде объемной решетки с расположением узлов на поверхности пространственных фигур, соединенных перемычками, отличающаяся тем, что пространственными фигурами являются полые цилиндры, имеющие толщину стенки, а перемычки представляют собой зоны соприкосновения полых цилиндров по их наружной поверхности, полые цилиндры расположены рядами, при этом в двух соседних рядах оси полых цилиндров ортогональны друг другу.

2. Ячеистая структура имплантата по п. 1, отличающаяся тем, что зоны соприкосновения в поперечных сечениях полых цилиндров являются точками соприкосновения.

3. Ячеистая структура имплантатов по п. 1, отличающаяся тем, что зоны соприкосновения распространяются на толщину стенки полых цилиндров.

4. Ячеистая структура имплантата по п. 1, отличающаяся тем, что зоны соприкосновения распространяются на часть толщины стенок полых цилиндров.

5. Ячеистая структура имплантата по п. 1, отличающаяся тем, что оси полых цилиндров, расположенных в одном ряду, совпадают с осями цилиндров такого же ряда, расположенного после соседнего ряда.

6. Ячеистая структура имплантата по п. 1, отличающаяся тем, что оси полых цилиндров, расположенных в одном ряду, смещены относительно осей цилиндров такого же ряда, расположенного после соседнего ряда, на величину половины расстояния между полыми цилиндрами.

7. Ячеистая структура имплантата по п. 1, отличающаяся тем, что она выполнена из титана или титанового сплава.



 

Похожие патенты:

Изобретение может быть использовано в реконструктивно-пластической хирургии для пластической реконструкции поврежденных костных тканей. Для получения пористых материалов из альгината натрия и поливинилпирролидона, содержащих фосфаты кальция, для заполнения костных дефектов проводят синтез in situ фосфатов кальция в 2% водном растворе поливинилпирролидона при температуре реакционной смеси от 37 до 90°С.

Изобретение относится к области медицины, а именно к вертебропластической или кифопластической хирургии, и раскрывает гранулы, изготовленные из титана или титановых сплавов.

Группа изобретений относится к химии высокомолекулярных соединений, касается вариантов способа получения хитозановой губки, которая может быть использована в медицине в качестве раневых покрытий, гемостатических материалов, матриц для тканевой инженерии.

Изобретение относится к изготовлению пористых материалов, в частности имплантатов, предпочтительно из титановых сплавов. Способ обработки пористых имплантатов на основе металлических материалов включает подготовку модели ячеистых структур и изготовление ячеистой структуры при воздействии на плавкий материал источником энергии.

Изобретение относится к области медицины, конкретно к области аддитивных технологий, применяемых для изготовления имплантатов, предпочтительно из титановых сплавов.

Изобретение относится к области медицины, в частности, к регенеративной медицине и стоматологии, и может быть использовано для направленной костной регенерации при костно-пластических операциях.

Изобретение относится к способу изготовления коллагенового остеопластического материала из костной ткани, заключающемуся в том, что после механической очистки и фрагментации материал отмывают нагретым до 45-50°С физраствором в течение 30 мин, выполняют обработку раствором 3% пероксида водорода в воде в виде 3 циклов по 10 минут с отмывкой физраствором при 45-50°С, а вместо обработки папаином выполняют обработку раствором 0.1-0.5% липазы в забуференном физиологическом растворе при рН 8.0 в течение 2 суток, затем промывают физиологическим раствором, обрабатывают смесью хлороформа с водой (1:1) в течение 1-3 суток с периодической заменой смеси по мере ее помутнения, отмывают хлороформ раствором 20-30% этанола в воде в течение 6-12 часов, а затем физиологическим раствором при пятикратной смене растворов, выполняют деминерализацию материала раствором 0.6 М соляной кислоты в воде в течение 0,25-1 часа при температуре 4-6°С в условиях перемешивания и смене раствора на свежий каждые 15 мин, затем обрабатывают раствором 5% тиосульфата натрия в воде в течение 3 ч, промывают 10-кратной сменой дистиллированной воды, и нормализуют в забуференном физиологическом растворе рН7.4 в течение 7 суток при комнатной температуре и при смене раствора на свежий 3 раза в сутки, причем соотношение объемов костной ткани и смесей или растворов для обработки или отмывки составляет 1:4-1:6, обработку и отмывку выполняют в условиях перемешивания при 40-50°С, если не указана другая температура, а деминерализацию выполняют при периодическом вакуумировании до 10-30 мм рт.ст.
Группа изобретений относится к области медицинских изделий. Первое изобретение представляет собой способ изготовления имплантата с по меньшей мере одной функциональной поверхностью, отличающийся тем, что способ включает следующие стадии a) подготовку керамической порошковой смеси; b) смешивание этой керамической порошковой смеси с пластической связующей системой с образованием первого сырьевого материала; с1) разделение первого сырьевого материала и смешивание его части с наполнителями для образования второго сырьевого материала или с2) получение второго сырьевого материала в соответствии со стадиями а) и b); d) проведение процесса формования, при котором основную часть и поверхность, имеющую сродство к костям, формуют из первого и второго сырьевого материала; e) удаление связующего вещества из сырца; f) спекание сформованной и подвергнутой удалению связующего вещества заготовки имплантата с получением готового имплантата с поверхностью, имеющей сродство к костям.

Группа изобретений относится к медицине, конкретно к способу получения костного регенеративного материала, который включает в себя: приведение костного материала, содержащего гидроксиапатит и органические вещества, в контакт с экстракционной жидкостью, что дает первую жидкую фазу, содержащую упомянутые органические вещества и, возможно, примеси, экстрагированные из упомянутого костного материала, и вторую твердую гидроксиапатитную фазу, содержащую упомянутый гидроксиапатит; и разделение упомянутой жидкой фазы и упомянутой твердой гидроксиапатитной фазы.

Изобретение относится к химико-фармацевтической промышленности и представляет собой способ производства пористых имплантатов на основе титана или сплава титана ВТ6, включающий подготовку модели ячеистых структур и изготовление ячеистой структуры при воздействии на плавкий материал источником энергии, отличающийся тем, что после изготовления ячеистой структуры ее подвергают пластической деформации, при этом ячеистую структуру изготовляют в виде цилиндра или призмы, ячейки выполняют в виде параллельных каналов, ортогональных основанию цилиндра или призмы, а пластическую деформацию осуществляют путем осадки цилиндра или призмы в направлении, ортогональном основанию цилиндра или призмы.

Изобретение относится к медицине, а именно к нейрохирургии, и может быть использовано для стентирования ликворных пространств. Стентирование проводят одномоментно с удалением опухоли.

Изобретение относится к медицинской технике, а именно к стенту-графту, и в частности к двойному стенту, для перекрытия сосудистых пороков развития, таких как аневризмы и шунты, а также для усиления неустойчивых, изношенных или тромботических стенок сосудов, который, кроме того, может быть использован в качестве перекрытия при ветвлениях из стентированных сосудов.

Группа изобретений относится к офтальмологии. Офтальмологическая линза может содержать асферическую первую поверхность и аторическую вторую поверхность, расположенную противоположно первой поверхности и выполненную с возможностью размещения смежно с глазом пользователя.

Изобретение относится к медицинской технике, а именно сосудистой хирургии. Участки обоих анастомозов ксенопротеза с культями резецированного сосуда укрывают дополнительно отрезками указанного сетчатого рукава.

Изобретения относятся к медицинской технике, а именно к медицинскому устройству, содержащему полую конструкцию и доставляющий катетер для лечения сегментов кровеносных сосудов сосудистой системы.
Изобретение относится к медицине, а именно к хирургии и онкологии, и может быть использовано для комплексного мини-инвазивного лечения механической желтухи, холангита, внутрипеченочных абсцессов опухолевого генеза путем чрескожных чреспеченочных вмешательств.

Изобретение относится к области медицины, а именно к хирургическому имплантату, в частности для закрытия дефекта брюшной стенки. Хирургический имплантат содержит поверхностную гибкую сетчатую основную структуру, включающую в себя плетеный материал, изготовленный с использованием техники галунного плетения, в котором ячейки сетки в общем шестиугольной формы, образованы из цепочек, выполненных в виде закрытой последовательности петель.

Группа изобретений относится к области медицинских устройств и, более конкретно, к стенту клапана и устройству для его замены. Стент клапана содержит трубчатый поддерживающий сетчатый каркас, имеющий противоположные первый и второй концы каркаса и имеющий множество концевых узлов на каждом конце каркаса, и раструбную часть, присоединяемую к первому концу каркаса поддерживающего сетчатого каркаса.

Группа изобретений относится к медицинской технике. Сборная конструкция аортального клапана содержит каркас, который способен принимать сжатую конфигурацию и расширенную конфигурацию.

Изобретение относится к медицине. Устройство позиционного очувствления подвижности пальцев искусственной кисти содержит основание с продольными пазами, в которые вставлены с возможностью продольного перемещения контактные элементы двух активаторов, кинематически посредством ходовых гаек соединенных с шарнирно закрепленным на основании ходовым винтом.

Изобретение относится к области медицины, а именно к травматологии и ортопедии, и предназначено для использования при изготовлении, с помощью аддитивных технологий, имплантатов предпочтительно из титановых сплавов. Выполняют имплантат, имеющий ячеистую структуру. Ячеистая структура имплантата выполнена в виде объемной решетки с расположением узлов на поверхности пространственных фигур, соединенных перемычками. При этом пространственными фигурами являются полые цилиндры, имеющие толщину стенки, а перемычки представляют собой зоны соприкосновения полых цилиндров по их наружной поверхности, полые цилиндры расположены рядами, при этом в двух соседних рядах оси полых цилиндров ортогональны друг другу. Зоны соприкосновения являются точками соприкосновения либо распространяются на толщину стенки полых цилиндров либо на часть толщины стенок полых цилиндров. Оси полых цилиндров, расположенных в одном ряду, совпадают с осями цилиндров такого же ряда, расположенного после соседнего ряда. Оси полых цилиндров, расположенных в одном ряду, могут быть смещены относительно осей цилиндров такого же ряда, расположенного после соседнего ряда, на величину половины расстояния между полыми цилиндрами. Ячеистая структура выполнена из титана или титанового сплава. Способ выполнения имплантата за счет обеспечения поперечной устойчивости и уменьшения уровня жесткости позволяет улучшить упругие характеристики ячеистой структуры имплантатов. 6 з.п. ф-лы, 4 ил.

Наверх