Способ изготовления имплантатов различной конфигурации из сплава марки вт-6 с алмазоподобным диэлектрическим защитным нанопокрытием

Изобретение относится к области медицины и раскрывает способ изготовления внутрикостных имплантатов. Способ характеризуется тем, что имплантат изготавливают из сплава марки ВТ-6 с алмазоподобным диэлектрическим защитным нанопокрытием, стадии способа включают обработку каждого имплантата в плазме аргона с дальнейшим осаждением на поверхность имплантата алмазоподобного диэлектрического покрытия. Изобретение может быть использовано в ортопедической и хирургической стоматологии при изготовлении внутрикостных имплантатов. 2 ил.

 

Изобретение относится к области медицины, а именно к ортопедической и хирургической стоматологии, и может быть использовано при изготовлении внутрикостных имплантатов.

В настоящее время зубные имплантаты изготовляются из титана марки ВТ1-0. (Хирургическая стоматология: Учебник / Под ред. Х50 Т.Г. Робустовой. - 4-е изд., перераб. и доп.- М.: ОО «Издательство «Медицина», 2010. - 688 с: ил.).

Однако этот материал не может считаться оптимальным. По механическим свойствам он уступает сплавам титана (предел прочности титана марки ВТ1-0 составляет 200-400 МПа, предел прочности титана марки ВТ1-0 400-550 МПа, предел прочности титанового сплава марки ВТ-6 850-1000 МПа). Увеличение прочности в сплаве марки ВТ-6 достигается за счет введения в его состав алюминия и ванадия.

Однако исследованиями показано, что имеющийся в сплаве ванадий имеет токсическое действие на биологические объекты, а степень адгезии тканей к имплантатам из титановых сплавов несколько хуже, чем к нелегированному титану.

На сегодняшний день общепризнанным является положение о недопустимости содержания в токсических элементов в имплантируемых материалах. Тем более известно, что предельно допустимая концентрация ванадия составляет 0,1 мг/л.

Известно изобретение (патент RU48475U1 от 27.10.2005 г.) его технический результат - увеличение прочности соединения имплантата с костной тканью. В имплантате внутрикостная часть покрыта слоем отрицательно заряженного электрета, в частности, пленкой оксида тантала Та2О5, биосовместимого с тканями организма, толщина которого составляет более 0,5 микрон, стимулирующего остеогенез, повышающего противовоспалительную активность и предупреждающего послеоперационные осложнения. Электретная пленка наносится на имплантат методом ионно-плазменного реактивного напыления, что обеспечивает высокую адгезию пленки к поверхности имплантата, а также стерильность пленки и имплантата в целом. Получаемая пленка имеет плотную структуру и полностью покрывает внутрикостную поверхность имплантата, что исключает контакт посторонних включений с костной тканью, которые могут образоваться при механической обработке имплантата.

Однако пленки обладают низким сопротивлением и маленькими значениями ширины запрещенной зоны.

Наиболее близким к предлагаемому техническому решению является способ получения конструкции пластинчатого дентального имплантата с биосовместимым покрытием, содержащим зубопротезную часть, шейку и внутрикостную часть в виде пластины с клиновидной формой в ее поперечном сечении, перфорированную сквозными отверстиями, расположенными перпендикулярно продольной плоскости пластины, с определенным шагом, имеющего на поверхности внутрикостной части микропористое остеоинтеграционное покрытие, на поверхности которого имеется углеродная алмазоподобная беспористая пленка, синтезированная в процессе ионно-лучевой обработки в вакуумной среде углекислого газа (СО2) пучком ионов аргона (Аr+), обеспечивающая повышенную механическую прочность (патент РФ на полезную модель №174547 от 19.10.2017 г.).

Однако использование в качестве одного из компонентов при синтезе алмазоподобной беспористой пленки углекислого газа (СО2), являющимся одновременно источником углерода и источником кислорода, и внедряющимся в синтезируемую пленку, тем самым увеличивает долю атомов углерода с sp2-типом гибридизации (>65%), уменьшая электросопротивление и графитизируя алмазоподобное покрытие. Между тем пленки с высокой долей атомов углерода с sp2-типом гибридизации (>65%), являются графитоподобными. Эти пленки обладают низким сопротивлением, низким внутренним напряжением и маленькими значениями ширины запрещенной зоны, большими трудозатратами и стоимостью.

Поставлена задача получения имплантата из сплава марки ВТ-6 высокой прочности, с алмазоподобным диэлектрическим защитным нанопокрытием, препятствующим проникновению атомов ванадия в окружающую костную ткань.

Поставленная задача достигается тщательной обработкой каждого имплантата не менее 5 минут в плазме аргона, используя источник углерода - газообразный метан, а источником плазмы - газообразный аргон, с дальнейшим осаждением на поверхность имплантата алмазоподобного диэлектрического покрытия а-С:Н.

Предлагаемое техническое решение осуществляют следующим образом.

Первоначально каждый имплантат подвергают тщательной обработке в плазме аргона, не менее 5 минут, для удаления естественного оксида. В качестве источника углерода используют газообразный метан, а в качестве газа-источника плазмы - используют газообразный аргон. Далее наносят на поверхность имплантата алмазоподобное, диэлектрическое покрытие методом DLC - по технологии плазменного импульсного осаждения Diamond Like Carbon. Для осаждения пленок аморфного гидрогенизированного углерода используют установку "MicroSys 400". Осаждение покрытия а-С:Н осуществляют в камере при давлении метана 6 Па, напряжение смещения 100 В, время синтеза составляет 2040 секунд, при мощности 90 Вт. При этих условиях получают покрытие толщиной 273 нм и сопротивлением 120 ГОм⋅см.

На фиг. 1 представлена микрофотография поверхности имплантата из материала ВТ-6 без покрытия, где 1 - следы механической обработки в виде концентрических колец, на фиг. 2 представлены следы механической обработки в виде концентрических колец - 1, алмазоподобное диэлектрическое нанопокрытие - 2.

Как видно из фиг. 2, алмазоподобное диэлектрическое покрытие - 2, повторяя следы механической обработки имплантата - 1, в виде концентрических колец, указывает на сплошное его покрытие. Островковых включений не наблюдается, разрывы покрытия отсутствуют, электросопротивление максимальное.

Элементный анализ поверхности имплантата с покрытием включает следующие элементы:

С - 89,0 ат. % Al - 0,73 ат. %; Si - 0,01 ат. %; Ti - 10,03 ат. %; Fe - 0,03 ат. %; V - 0,05 ат. %. Как видно из данных элементного анализа поверхность имплантата также не содержит кислорода, содержание углерода максимальное. Содержание на поверхности ванадия (0,05 ат. %) значительно меньше, чем у сплава ВТ-6 (2,11 ат. %), что указывает на минимальную токсичность.

Таким образом, предлагаемый способ изготовления имплантатов из сплава марки ВТ-6 с алмазоподобным диэлектрическим защитным нанопокрытием является достаточно эффективным. В результате его использования получают высококачественное покрытие из стабильного алмазоподобного диэлектрического материала, обладающего высоким сопротивлением (>103 Ом см), высокой твердостью, низким трением и высокой химической стойкостью. Тогда как при исследовании поверхности имплантата ВТ-6 без покрытия включающий элементы: Al - 3,59-5,83 ат. %; Si - 0,08-0,14 ат. %; О - 39-53 ат. %; Ti - 41-52 ат. %; Fe - 0,06-0,1 ат. %; V - 2,0-2,11 ат. %, установлено что содержание на поверхности ванадия 2,11 ат. %, указывает на токсичность имплантата. Данные свойства снижают степень миграции химических элементов, особенно ванадия, из имплантата в межтканевую жидкость, что уменьшает или предотвращает блокирование ферментов, витаминов, нарушение биохимических процессов в ротовой полости и в организме в целом, наблюдаемые вследствие введения имплантатов.

Это дает возможность использования предлагаемого сплава марки ВТ-6 с алмазоподобным диэлектрическим защитным нанопокрытием для изготовления биосовместимых имплантатов.

Сопоставительный анализ заявляемого решения показал, что совокупность существенных признаков изготовления предлагаемых имплантатов из сплава марки ВТ-6 с алмазоподобным диэлектрическим защитным нанопокрытием, полученных по технологии плазменного импульсного осаждения Diamond Like Carbon (технология DLC), не известен из уровня техники, что соответствует условию патентоспособности «Новизна».

Из уровня техники не выявлено признаков, совпадающих с признаками предлагаемого технического решения, влияющих на достижение заявленного технического результата. Таким образом, предлагаемое техническое решение соответствует условию патентоспособности «Изобретательский уровень».

Предлагаемый способ изготовления имплантатов из сплава марки ВТ-6 с алмазоподобным диэлектрическим защитным нанопокрытием может быть использован в ортопедической и хирургической стоматологии, что соответствует условию патентоспособности «Промышленная применимость».

Способ изготовления внутрикостных имплантатов из сплава марки ВТ-6 с алмазоподобным диэлектрическим защитным нанопокрытием, включающий осаждение алмазоподобного покрытия на имплантат, отличающийся тем, что каждый имплантат тщательно обрабатывают в плазме аргона не менее 5 минут, используя газообразный метан в качестве источника углерода, а источника плазмы - газообразный аргон, с дальнейшим осаждением на поверхность имплантата алмазоподобного диэлектрического нанопокрытия а-С:Н, при давлении 6 Па, напряжением смещения 100 В, времени синтеза 2040 секунд, при мощности 90 Вт, причем покрытие имплантата не содержит кислорода, содержание углерода максимальное - 89,0 ат. %, содержание ванадия минимальное - 0,05 ат. %.



 

Похожие патенты:

Использование: для формирования нанопокрытий на парогенерирующей поверхности испарителя изделия. Сущность изобретения заключается в том, что способ формирования нанопокрытий на парогенерирующей поверхности испарителя тепловых труб путем осуществления на ней кипения наножидкости, для интенсификации процесса агрегации частиц и достижения разделения фаз дисперсной системы с последующим осаждением наночастиц на поверхностях генерации пара в наножидкость добавляют поверхностно-активные вещества (ПАВ) - флокулянты, реализующие необратимый процесс осаждения.

Изобретение относится к области физики и химии поверхности и может быть использовано для оценки физико-химических процессов, протекающих на поверхности материалов, в частности для оценки изменения морфологии поверхностей полупроводниковых материалов, используемых в сенсорах газов, газочувствительных и самоорганизующихся материалов при адсорбции на них газов-загрязнителей неорганического и органического типа.

Изобретение относится к области получения эластомерных композиций на основе полидиметилсилоксана и может использоваться для получения прочных силоксановых резин и герметиков.

Изобретение может быть использовано в гальванике, полимерной химии, медицине, биологии, а также при изготовлении масляных и полировальных финишных композиций. Индивидуальное взрывчатое вещество, в качестве которого используют тетрил, подрывают в водной оболочке или оболочке, содержащей 5% водный раствор уротропина или Трилона Б, при массовом соотношении заряда взрывчатого вещества и оболочки, равном 1:(10-14), в среде газообразных продуктов детонации предыдущих подрывов взрывчатого вещества в качестве неокислительной среды.
Изобретение относится к технологии получения полупроводниковых наноматериалов. Способ формирования тонких упорядоченных полупроводниковых нитевидных нанокристаллов (ННК) арсенида галлия на кремнии характеризуется тем, что на подложке кремния с кристаллографической ориентацией поверхности (111) или (100) формируют ингибиторный слой оксида кремния (SiO2) толщиной 80-120 нм методом термического прокисления в среде азот/пары воды при температуре Т=850-950°С при давлении, близком к атмосферному, после чего наносят слой электронного резиста, в котором формируют окна методом электронной литографии путем экспонирования электронным пучком с последующим проявлением, при этом процесс проявления останавливают путем промывки в растворителе и последующей сушки, затем осуществляют реактивное ионноплазменное травление в плазмообразующей смеси газов SF6 и Аr с формированием окон в ингибиторном слое оксида кремния, в которых методом молекулярно-пучковой эпитаксии с использованием источников Ga и As выращивают нитевидные нанокристаллы арсенида галлия по бескатализному методу или по автокаталитическому методу с применением в качестве катализатора Ga, напыляемого на подложку со сформированными окнами в ингибиторном слое.

Группа изобретений относится к области аналитической химии. Раскрыт способ выявления присутствия или отсутствия целевой молекулы в образце, предусматривающий введение образца в контакт с молекулой, содержащей расщепляемый линкер, при этом указанный расщепляемый линкер специфически расщепляется в присутствии указанной целевой молекулы; загрузку указанного образца в устройство, содержащее нанопору; создание конфигурации устройства с возможностью пропускания каркаса, выбранного из нуклеиновых кислот, пептидной нуклеиновой кислоты (PNA), дендримеров, линеаризованных белков или пептидов, через указанную нанопору, расщепляемого линкера, содержащего первый домен, который связывается с указанным каркасом, и второй домен, который связывается с молекулярным грузом, тем самым образуя комплекс, и при этом устройство содержит датчик для измерения тока; и определение с помощью датчика, был ли расщепляемый линкер расщеплен путем выявления индивидуальной сигнатуры тока при транслокации указанного комплекса через нанопору.

Изобретение относится к области биомедицинских исследований и нанотехнологий. Предложен способ определения генотоксичности наночастиц на ядерном материале эритроцитов периферической крови рыб в условиях in vitro.

Изобретение относится к области синтеза дисперсных мезопористых материалов для носителей катализаторов. Описан способ получения мезопористого γ-Al2O3 для каталитических систем, включающий осаждение гидроксидов.

Изобретение относится к водоочистке. Способ обесфторивания воды включает фильтрацию воды через фильтрующую конструкцию цилиндрической формы, в которой расположена система, состоящая из слоя диоксида кремния толщиной 5 см, слоя гранулированного активированного угля толщиной 10 см и слоя сорбента толщиной 0,5 см.
Изобретение относится к области нанотехнологии, медицины и пищевой промышленности. Способ получения нанокапсул сухого экстракта заманихи характеризуется тем, что сухой экстракт заманихи добавляют в суспензию каппа-каррагинана в петролейном эфире в присутствии 0,01 г сложного эфира глицерина с одной-двумя молекулами пищевых жирных кислот и одной-двумя молекулами лимонной кислоты в качестве поверхностно-активного вещества при перемешивании 700 об/мин, далее приливают метилэтилкетон, полученную суспензию нанокапсул отфильтровывают и сушат при комнатной температуре, при этом массовое соотношение ядро:оболочка составляет 1:1, 1:2 или 1:3.

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

Изобретение имеет отношение к способу получения композиционного нанопокрытия на наноструктурированном титане. Способ включает синтез кальцийфосфатных структур на поверхности наноструктурированного титана.

Изобретение относится к медицинским изделиям для направленной костной регенерации и может быть использовано для костной регенерации в стоматологии и челюстно-лицевой хирургии.

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

Изобретение относится к медицине. Способ изготовления внутрикостного имплантата содержит предварительную механическую обработку и очистку титановой основы.

Изобретение относится к порошковой металлургии, в частности к получению проницаемого пеноматериала из сверхупругого сплава системы титан-цирконий-ниобий. Может использоваться в медицине, в качестве костных имплантатов, и в других отраслях техники, в качестве фильтровальных элементов.

Изобретение относится к медицинской технике и раскрывает способ нанесения биоактивного покрытия на титановые имплантаты. Способ характеризуется тем, что готовят раствор для покрытия, представляющий собой электролит, содержащий ортофосфорную кислоту, биоактивный гидроксиапатит, нанодисперсный германий и дистиллированную воду с последующим нанесением покрытия на титановый имплантат посредством микродугового нанесения при длительности импульса - 150-200 мкс, частоте следования импульсов 1-45 Гц и напряжении 310-400 В в течение 12-20 мин при постоянном перемешивании электролита.

Изобретение относится к медицине, а именно к способу напыления биосовместимого покрытия. Способ напыления биосовместимого покрытия, модифицированного компонентом с низкой температурой разложения, включающий послойное нанесение электроплазменным напылением на титановую основу покрытия, состоящего из слоя титана и слоя гидроксиапатита (ГА), модифицированного бемитом, причём электроплазменное напыление слоя из гидроксиапатита, модифицированного бемитом, производят с дистанции напыления 50-60 мм в течение 6-8 с и токе дуги 320 А.

Изобретение относится к медицине, а именно к травматологии и ортопедии, и может быть использовано для лечения внутрикостных дефектов. Способ заполнения внутрикостного дефекта имплантатом включает инвазивную установку во внутрикостную полость имплантата.

Изобретение относится к медицине. Описан способ получения биоактивного покрытия на основе кремнийзамещенного гидроксиапатита, включающий воздушно-абразивную обработку с использованием порошка электрокорунда дисперсностью 250-300 мкм в течение 4-6 мин, затем для формирования покрытия проводят электроплазменное напыление подслоя из порошка титана с дисперсностью 100-150 мкм в течение 5-10 с при токе дуги 300 А с дистанции напыления 150-200 мм и расходе плазмообразующего газа 20 л/мин, после чего проводят электроплазменное напыление кремнийзамещенного гидроксиапатита с дисперсностью до 90 мкм в течение 12-15 с при токе дуги 350 А с дистанции напыления 50-100 мм и расходе плазмообразующего газа 20 л/мин.

Изобретение относится к медицинской технике, в частности к стоматологии, и может быть использовано в хирургической и ортопедической стоматологии для реабилитации больных с частичной или полной потерей зубов.
Наверх