Состав углепластика для устранения дефектов кости

Состав углепластика для устранения дефектов кости

Реферат

Изобретение относится к области медицины, а именно к челюстно-лицевой хирургии, и может быть использовано для устранения костных дефектов.

Известен состав углепластика для устранения дефектов костей "Остек", который содержит углеродную ткань ТГН-2М, полиамидную пленку 12/10 при следующем соотношении компонентов, мас.%:

Углеродная ткань ТГН-2М	65
Полиамидная пленка 12/10	35

представляющий из себя пресс-пакет, состоящий из чередующихся между собой углеродной ткани ТГН-2М, размером 100×100×034-7 слоев;

полиамидной пленки 12/10 в виде пленки размером 100×100×0,2-7 слоев (ТУ 48-4807-22989).

Однако указанный материал "Остек" при всех его положительных качествах имеет один серьезный недостаток - он рентгенопрозрачен со всеми вытекающими отсюда последствиями: при устранении различных костных дефектов у человека углеродным материалом "Остек" при контрольном исследовании рентгенологических снимков и компьютерных томограмм углеродный материал не визуализируется. В послеоперационном периоде невозможно проследить дальнейшую судьбу углеродных имплантатов, установленных во время операций.

Наиболее близким к предложенному является состав углепластика для устранения дефектов кости, содержащий углеродную ткань марки ТГН-2М, полиамидную пленку 12/10 и порошок металлического бора при следующем соотношении компонентов, мас.%:

Углеродная ткань ТГН-2М	45-65
Порошок металлического бора
с размерами частиц 20-50 мкм	2-20
Полиамидная пленка 12/10	остальное

[Патент РФ N2241495, A61L 27/08, A61F 2/28, 2003].

Недостатком указанного углепластика с порошком бора является то, что он недостаточно визуализируется на спиральной компьютерной томограмме и не виден вообще при рентгенологическом исследовании, что затрудняет послеоперационный контроль за установленным углеродным материалом в организме человека. Также при исследовании пациентов на спиральном компьютерном томографе увеличивается лучевая нагрузка в несколько раз. Порошок бора в больших количествах токсичен для живых организмов.

Техническим результатом данного изобретения является повышение рентгеноконтрастности и биосовместимости, уменьшение токсичности и канцерогенности, появление противовоспалительных и антисептических свойств материала.

Технический результат достигается тем, что в составе углепластика для устранения дефектов кости, содержащем углеродную ткань ТГН-2М, полиамидную пленку 12/10, отличительной особенностью является то, что он дополнительно содержит порошок серебра при следующем соотношении компонентов, мас.%:

Углеродная ткань ТГН-2М	57,5-62,5
Порошок серебра	2,5-7,5
Полиамидная пленка 12/10	остальное

Желательно, чтобы размер частиц порошка серебра составлял 20-50 мкм.

Предложенный состав углепластика обладает высокими физико-механическими свойствами, высокой рентгеноконтрастностью, не токсичен, не канцерогенен, обладает противовоспалительным и антисептическими свойствами.

Серебро имеет плотность 9,8 г/см³, обладает высокой химической стойкостью, устойчив на воздухе до температуры 197°С с учетом нагревания и повышенном давлении, что приводит к окислению, обладает способностью к подавлению гноеродной флоры в биологических тканях. Серебро в виде порошка равномерно рассевали между слоями ткани и полиамида и проводили термомеханическую обработку пресс-пакета, по нижеприведенной технологии. Серебро сохраняет первоначальные свойства и находится в виде механических включений в порах ткани.

Пример 1.

Материал получают следующим образом: 62,5 г углеродную ткань марки ТГН-2М перекладывают 35 г полиамидной пленки 12/10, между которой равномерно распределяют 2,5 г порошка серебра с размерами частиц 20-50 мкм. Таким образом, полученный материал, состоящий из чередующихся между собой слоев углеродной ткани марки ТГН-2М, размером 100×100×034-7 слоев, полиамидной пленки 12/10 размером 100×100×0,2-7 слоев и порошка серебра 20-50 мкм, равномерно распределенного между тканью и полиамидной пленкой, подвергают горячему прессованию при температуре 210±5°С, давлении 100 кг/см² и выдержке 1 час. Свойства углепластика приведены в таблице.

Пример 2.

Материал, состоящий из 60 г углеродной ткани марки ТГН-2М перекладывают 35 г полиамидной пленки 12/10 и 5 г порошком серебра с размерами частиц 20-50 мкм соответственно, подвергают горячему прессованию по примеру 1. Свойства углепластика приведены в таблице.

Пример 3.

Материал, состоящий из 57,5 г углеродной ткани марки ТГН-2М перекладывают 35 г полиамидной пленки 12/10 и 7,5 г порошком серебра, подвергают горячему прессованию по примеру 1. Соотношение компонентов материала составляют 57,5:35:7,5 соответственно. Свойства углепластика приведены в таблице.

Технологическое оборудование позволяет получать заготовки размером 20×200×300 мм, из которых изготавливают имплантаты, механической обработкой по чертежам или слепкам применительно индивидуально к пациенту.

При добавлении более 7,5% порошка серебра начинают меняться заданные физико-химические свойства углеродного материала, если добавлять менее 2,5% порошка серебра материал окажется не рентгеноконтрастным и хирург не сможет проследить его дальнейшую судьбу, степень его износа. Также материал не будет обладать достаточными противовоспалительными и антисептическими свойствами.

Таблица
Физико-механические свойства углепластика "Остек" и "Остека с бором" и "Остека с серебром".
№ п/п	Свойства	"Остек"	"Остек" с добавками бора	"Остек" с серебром
			2%	4%	6%	8%	12%	15%	2,5%	5%	7,5%
1	Плотность, г/см2	1,16	1,18	1,20	1,23	1,26	1,33	1,36	2,04	3,0	3,06
2	Пористость, %	36,9	33,7	30,1	26,2	21,5	16,8	14,7	17,2	12,1	7,8
3	Модуль упругости, МПа × 103	1,83	1,9	1,94	1,97	1,99	2,02	2,05	3,66	3,72	3,65
4	Прочность, МПа	при изгибе	49,6	50,5	51,3	51,5	52,6	54,1	56,4	73,0	69,5	61,1
при сжатии	13,1	14,6	16,3	17,9	19,2	21,2	22,7	36.9	37,3	43,1

Из таблицы видно, что при сравнительном анализе материала "Остек и "Остек с добавками бора" и предлагаемого состава "Остек с добавками серебра" плотность материала в предлагаемом составе больше, чем в известных углепластиках "Остек". Также из таблицы видно, что при увеличении процентного содержания добавок бора и серебра плотность материала увеличивается, пористость уменьшается, модуль упругости увеличивается, прочность при сжатии и изгибе также увеличивается.

Таким образом, предлагаемый состав с добавками серебра (плотность визуализации по шкале Хаунсфильда 800-900 ед.) по сравнению с известным «Остек с добавками бора» (плотность визуализации по шкале Хаусфильда 70-150 ед.) обладают большей рентгеноконтрастностью. "Остек" без добавок не обладает рентгеноконрастностью (плотность визуализации по шкале Хаусфильда 0 ед). Содержание бора в материале "Остек с добавками бора" достигает 12-15%, что отрицательно сказывается на биосовместимости материала, повышении токсичности и канцерогенности. Причем визуализация данного материала возможна только при использовании спирального компьютерного томографа в специальном программном режиме, при этом лучевая нагрузка увеличивается в несколько раз. Кроме того, возрастает стоимость лучевой диагностики.

Предлагаемый состав при меньшем содержании серебра обладает хорошей визуализацией при использовании рентгеновских методов исследования. Также указанный материал обладает достаточно высокими противовоспалительными и антисептическими свойствами, биосовместим, не токсичен и не канцерогенен. В материале не наблюдается коррозийных явлений, он обладает стойкостью к усталостным разрушениям, низкой величиной износа и упругостью, близкой к упругости кости и близкой к электропроводности тканей человеческого организма.

1. Состав углепластика для устранения дефектов кости, содержащий углеродную ткань марки ТГН-2М и полиамидную пленку 12/10, отличающийся тем, что состав дополнительно содержит порошок серебра при следующем соотношении компонентов, мас.%:

Углеродная ткань ТГН-2М	57,5-62,5
Порошок серебра	2,5-7,5
Полиамидная пленка 12/10	Остальное

2. Состав углепластика для устранения дефектов кости по п.1, отличающийся тем, что содержит порошок серебра с размерами частиц 20-50 мкм.