PL178712B1

PL178712B1 - Sposób otrzymywania materiału na ubytki tkanki kostnej

Info

Publication number: PL178712B1
Application number: PL96313754A
Authority: PL
Inventors: Stanisław Błażewicz; Jan Chłopek; Anna Stoch
Original assignee: Akad Gorniczo Hutnicza
Priority date: 1996-04-11
Filing date: 1996-04-11
Publication date: 2000-06-30
Also published as: PL313754A1

Abstract

1. Sposób otrzymywania materiału na ubytki tkanki kostnej, z materiału węglowego, znamienny tym, że włókniste podłoże węglowe uprzednio nagrzane do temperatury 950-1100°C pokrywa się warstwąpirowęglową w atmosferze gazu obojętnego zawierającego metan, przy czym stosunek molowy gazu obojętnego do metanu wynosi od 2:1 do 5:1, a następnie podłoże poddaje się procesowi elektroinfiltracji związkami wapnia i fosforu poprzez zanurzenie go w alkoholowej zawiesinie cząstek fosforanu wapniowego, apo wyjęciu suszy się.

Description

Przedmiotem wynalazku jest sposób otrzymywania materiału na ubytki tkanki kostnej.

Najczęściej stosowanym sposobem uzupełniania ubytku kostnego jest autoprzeszczep. Jednak pobranie autoprzeszczepu wiąże się często z koniecznościądodatkowego okaleczenia pacjenta w miejscu pobrania przeszczepu, utratąwłasnej krwi, przedłużeniem czasu operacji, a także zwiększeniem narażenia na infekcję i inne powikłania pooperacyjne. Innym sposobem realizacj i uzupełniania ubytków kostnych są alloprzeszczepy, przy czym wysoka cena ich pobierania, przygotowania i przechowywania jest przyczyną, że metoda ta jest mało popularna. W wielu przypadkach dochodzi do reakcji immunologicznej i odrzucania przeszczepu, a także istnieje niebezpieczeństwo różnych zakażeń. W tej sytuacji coraz większego znaczenia nabierają biomateriały, którymi są; cement kostny, kształtki metalowe, ceramiczne i niektóre tworzywa organiczne.

Znany z polskiego opisu patentowego nr 138 450 sposób wytwarzania materiału na ubytki kości czaszki polega na tym, że co najmniej dwa krążki o tej samej średnicy wycięte z płaskiej dzianiny o splocie lewoprawym, wykonanej z przędzy polipropylenowej i poliestrowej, zszywa się po nałożeniu ich na siebie prawymi stronami do wewnątrz i poddaje obróbce wykończalniczej. Następnie nakłada się krążki na wypukłą stronę metalowej formy i poddaje obróbce termicznej w temperaturze 170-195°C, w czasie zapewniającym spojenie się przędz, po czym kształtki na formach zanurza się w wodzie destylowanej w celu utwardzenia.

Ponadto znany jest z polskiego opisu patentowego nr 140 173 sposób wytwarzania implantów chirurgicznych, który polega na tym, że kompozycje włókien szklanych i/lub mineralnych i/lub węglowych i/lub metalicznych i/lub organicznych układa się na przemian z mikrokapilarami szklanymi, poddaje formowaniu przez współspiekanie, korzystnie pod ciśnieniem. Następnie przez mechaniczne szlifowanie na docelowej powierzchni styku implantu z żywą tkanką otwiera się mikrokapilary szklane i nadaje finalny kształt, po czym zakończenie tak otrzymanych implan178 712 tów, przeznaczone do współpracy z główką stawową, korzystnie poddaje się ciśnieniowemu nasyceniu polietylenem lub polimetakrylanem metylu w znany sposób. Sposób polega również na tym, że włókna układa się na przemian z mikrokapilarami szklanymi, a do stref interwłóknistych i interkapilarnych wprowadza się materiał w postaci proszku, tworzący wiążącą spoinę wypełniającą - szklaną, ceramiczną lub z organicznej substancji wielkocząsteczkowej, następnie poddaje się formowaniu na zimno, korzystnie pod ciśnieniem oraz utwardza się detal przez polimeryzację lub spiekanie, po czym przez mechaniczne szlifowanie na docelowej powierzchni styku implantu z żywątkanką otwiera się mikrokapilary szklane i nadaje finalny kształt, następnie zakończenia tak otrzymanych implantów, przeznaczone do współpracy z główką stawową korzystnie poddaje się ciśnieniowemu nasyceniu polietylenem lub polimetakrylanem w znany sposób.

Znany jest także z polskiego opisu patentowego nr 140 343 element chirurgiczny do łączenia uszkodzonych kości, który ma postać płytki składającej się z warstw włókien tworzywa sztucznego nasyconego żywica chemo- lub termoutwardzalną. Warstwa składa się z ciągłych pasm włókien, korzystnie węglowych tak ułożonych, że włóknaj ednego pasma pokrywaj ą włókna następnego pasma tworząc splot płaski, w węzłach którego to splotu włókna jednego pasma krzyżują się pod kątem z włóknami pozostałych pasm. Natomiast w węzłach między rozsuniętymi pasmami znajdują się otwory mocujące.

Sposób otrzymywania materiału na ubytki tkanki kostnej, według wynalazku, polega na tym, że włókniste podłoże węglowe uprzednio nagrzane do temperatury 950-1100°C pokrywa się warstwąpirowęglową w atmosferze gazu obojętnego zawierającego metan, przy czym stosunek molowy gazu obojętnego do metanu wynosi od 2:1 do 5:1. Następnie podłoże poddaje się procesowi elektroinfiltracji związkami wapnia i fosforu poprzez zanurzenie go w alkoholowej zawiesinie cząstek fosforanu wapniowego, a po wyjęciu suszy się.

Jako podłoże węglowe stosuje się włókniste formy węgla biozgodnego w postaci włókien ciągłych, tkanin, włókien krótkich lub włókien w postaci waty.

Sposób według wynalazku polega również na tym, że włókniste podłoże węglowe z naniesioną warstwąpirowęglową poddaje się procesowi chemicznego nasycania związkami wapnia i fosforu poprzez zanurzenie go w wodnym roztworze jonów wapniowych i fosforanowych, a po wyjęciu odparowuje się wodę.

Sposób, według wynalazku, pozwala na uzyskanie materiału o strukturze zbliżonej biologicznie i funkcjonalnie do naturalnych tkanek w organizmie żywym. Dzięki wprowadzeniu związków wapnia i fosforu otrzymuje się materiał o podwyższonej aktywności biologicznej, a jego porowata struktura powoduje przerastanie żywej tkanki kostnej zarówno w obszarze powierzchniowym, jak i w całej objętości. Ponadto materiał ten łatwo daje się dopasować do wielkości i kształtu ubytku.

Przykład I. Włókniste podłoże węglowe w postaci włókniny o gramaturze 280 g/cm² o kształcie i wielkości ubytku tkanki kostnej umieszcza się piecu, do komory którego wprowadzono azot jako gaz ochronny i nagrzano podłoże do temperatury 1000°C. Następnie do komory podano metan w stosunku molowym względem azotu 1:3. Proces pokrywania podłoża warstwą pirowęglową prowadzi się w czasie 10 minut, po czym zamyka się dopływ metanu. Podłoże ochładza się do temperatury pokojowej i następnie umieszcza się go w wannie elektroforetycznej, zawierającej alkoholową zawiesinę cząstek fosforanu wapniowego o stężeniu 3% wagowych. Włókninę podwiesza się jako katodę, a anodę stanowi blaszka ze stali nierdzewnej, uformowana kształtem i wielkością odpowiednio do kształtu i wielkości włókniny. Jednostronną elektroinfiltrację prowadzi się w czasie 10 sekund przy napięciu 10 V. Po wyjęciu z wanny próbkę suszy się w temperaturze 50°C w celu usunięcia alkoholu.

Przykład II. Włókniste podłoże węglowe w postaci tkaniny o masie liniowej równej 302,3 g/m umieszcza się w piecu z atmosferą ochronną argonu. Piec ogrzewa się do temperatury 1050°C, po czym do komory wprowadza się metan w stosunku molowym do argonu 1:4, a proces pokrywania prowadzi się w czasie 25 minut. Po pokryciu warstwąpirowęglowątkaninę schładza się do temperatury pokojowej i poddaje procesowi elektroinfiltracji cząstkami fosforanu wapniowego z 4% zawiesiny alkoholu etylowego. Próbkę podwiesza się jako katodę umieszczając ją

178 712 między połączonymi ze sobą blaszkami ze stali nierdzewnej stanowiącymi anodę. Dwustronną elektroinfiltrację tkaniny prowadzi się w czasie 5 sekund przy napięciu 10 V, następnie suszy się i wycina z tak otrzymanego materiału kompozytowego element o kształcie i wielkości dopasowanej do miejsca implantacji.

Przykład III. Tkaninę węglowąz warstwąpirowęglowąotrzymanąjak w przykładzie II poddaje się procesowi chemicznego nasycania poprzez zanurzenie tkaniny w wodnym roztworze, zawierającym jony wapniowe o stężeniu 5 mM/l oraz jony HPO4²' o stężeniu 2 mM/l, przy pH ustalonym na poziomie 7-7,5. Czas nasycania wynosi 10 minut. Po wyjęciu próbkę tkaniny suszy się w suszarce w temperaturze 50°C w czasie 1 godziny.

Departament Wydawnictw UP RP. Nakład 60 egz. Cena 2,00 zł.

Claims

Zastrzeżenia patentowe

1. Sposób otrzymywania materiału na ubytki tkanki kostnej, z materiału węglowego, znamienny tym, że włókniste podłoże węglowe uprzednio nagrzane do temperatury 950-1100°C pokrywa się warstwą pirowęglową w atmosferze gazu obojętnego zawierającego metan, przy czym stosunek molowy gazu obojętnego do metanu wynosi od 2:1 do 5:1, a następnie podłoże poddaje się procesowi elektroinfiltracji związkami wapnia i fosforu poprzez zanurzenie go w alkoholowej zawiesinie cząstek fosforanu wapniowego, a po wyjęciu suszy się.
2. Sposób otrzymywania materiału według zastrz. 1, znamienny tym, że jako podłoże węglowe stosuje się włókniste formy węgla biozgodnego w postaci włókien ciągłych, tkanin, włókien krótkich lub włókien w postaci waty.
3. Sposób otrzymywania materiału na ubytki tkanki kostnej z materiału węglowego, znamienny tym, że włókniste podłoże węglowe uprzednio nagrzane do temperatury 950-1100°C pokrywa się warstwą pirowęglową w atmosferze gazu obojętnego zawierającego metan, przy czym stosunek molowy gazu obojętnego do metanu wynosi od 2:1 do 5:1, a następnie podłoże poddaje się procesowi chemicznego nasycenia związkami wapnia i fosforu poprzez zanurzenie go w wodnym roztworze jonów wapniowych i fosforanowych, a po wyjęciu odparowuje się wodę.
4. Sposób otrzymywania materiału według zastrz. 3, znamienny tym, że jako podłoże węglowe stosuje się włókniste formy węgla biozgodnego w postaci włókien ciągłych, tkanin, włókien krótkich lub włókien w postaci waty.