RU2342103C1 - Osteal implant structure and method of its manufacturing - Google Patents
Osteal implant structure and method of its manufacturing Download PDFInfo
- Publication number
- RU2342103C1 RU2342103C1 RU2007113683/14A RU2007113683A RU2342103C1 RU 2342103 C1 RU2342103 C1 RU 2342103C1 RU 2007113683/14 A RU2007113683/14 A RU 2007113683/14A RU 2007113683 A RU2007113683 A RU 2007113683A RU 2342103 C1 RU2342103 C1 RU 2342103C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- wire material
- mold
- implant
- shape
- flat
- Prior art date
Links
- 239000007943 implant Substances 0.000 title claims abstract description 43
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 20
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 title claims abstract description 10
- 239000000463 material Substances 0.000 claims abstract description 75
- 238000003825 pressing Methods 0.000 claims abstract description 15
- 230000000737 periodic effect Effects 0.000 claims abstract description 11
- 210000000988 bone and bone Anatomy 0.000 claims description 26
- 238000004804 winding Methods 0.000 claims description 3
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 abstract description 11
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract description 5
- 239000003814 drug Substances 0.000 abstract description 2
- 230000001133 acceleration Effects 0.000 abstract 1
- 230000006835 compression Effects 0.000 abstract 1
- 238000007906 compression Methods 0.000 abstract 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract 1
- 230000001105 regulatory effect Effects 0.000 abstract 1
- 239000010410 layer Substances 0.000 description 14
- 239000011148 porous material Substances 0.000 description 7
- RTAQQCXQSZGOHL-UHFFFAOYSA-N Titanium Chemical compound [Ti] RTAQQCXQSZGOHL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- 238000005245 sintering Methods 0.000 description 6
- 238000005520 cutting process Methods 0.000 description 5
- 229910045601 alloy Inorganic materials 0.000 description 4
- 239000000956 alloy Substances 0.000 description 4
- 230000035784 germination Effects 0.000 description 4
- 238000004659 sterilization and disinfection Methods 0.000 description 4
- 239000010936 titanium Substances 0.000 description 4
- 238000005452 bending Methods 0.000 description 3
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 3
- 230000001954 sterilising effect Effects 0.000 description 3
- 229910052719 titanium Inorganic materials 0.000 description 3
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 2
- 229910044991 metal oxide Inorganic materials 0.000 description 2
- 150000004706 metal oxides Chemical class 0.000 description 2
- 229910001220 stainless steel Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000010935 stainless steel Substances 0.000 description 2
- 229910052715 tantalum Inorganic materials 0.000 description 2
- GUVRBAGPIYLISA-UHFFFAOYSA-N tantalum atom Chemical compound [Ta] GUVRBAGPIYLISA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910001020 Au alloy Inorganic materials 0.000 description 1
- VYZAMTAEIAYCRO-UHFFFAOYSA-N Chromium Chemical compound [Cr] VYZAMTAEIAYCRO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910000531 Co alloy Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910000599 Cr alloy Inorganic materials 0.000 description 1
- ZOKXTWBITQBERF-UHFFFAOYSA-N Molybdenum Chemical compound [Mo] ZOKXTWBITQBERF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910001069 Ti alloy Inorganic materials 0.000 description 1
- QCWXUUIWCKQGHC-UHFFFAOYSA-N Zirconium Chemical compound [Zr] QCWXUUIWCKQGHC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- NKRHXEKCTWWDLS-UHFFFAOYSA-N [W].[Cr].[Co] Chemical compound [W].[Cr].[Co] NKRHXEKCTWWDLS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 1
- 239000011651 chromium Substances 0.000 description 1
- 238000004140 cleaning Methods 0.000 description 1
- 229910017052 cobalt Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010941 cobalt Substances 0.000 description 1
- GUTLYIVDDKVIGB-UHFFFAOYSA-N cobalt atom Chemical compound [Co] GUTLYIVDDKVIGB-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000013078 crystal Substances 0.000 description 1
- 230000006378 damage Effects 0.000 description 1
- 230000032798 delamination Effects 0.000 description 1
- 239000004744 fabric Substances 0.000 description 1
- 239000000835 fiber Substances 0.000 description 1
- 230000035876 healing Effects 0.000 description 1
- 230000013632 homeostatic process Effects 0.000 description 1
- 238000002513 implantation Methods 0.000 description 1
- 239000011229 interlayer Substances 0.000 description 1
- 238000009940 knitting Methods 0.000 description 1
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 1
- 229910052750 molybdenum Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011733 molybdenum Substances 0.000 description 1
- 238000000465 moulding Methods 0.000 description 1
- 229910052758 niobium Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010955 niobium Substances 0.000 description 1
- GUCVJGMIXFAOAE-UHFFFAOYSA-N niobium atom Chemical compound [Nb] GUCVJGMIXFAOAE-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000000399 orthopedic effect Effects 0.000 description 1
- 238000010883 osseointegration Methods 0.000 description 1
- 230000003647 oxidation Effects 0.000 description 1
- 238000007254 oxidation reaction Methods 0.000 description 1
- 230000000704 physical effect Effects 0.000 description 1
- 230000008707 rearrangement Effects 0.000 description 1
- 238000013517 stratification Methods 0.000 description 1
- 210000001519 tissue Anatomy 0.000 description 1
- 230000000472 traumatic effect Effects 0.000 description 1
- 238000009941 weaving Methods 0.000 description 1
- 229910052726 zirconium Inorganic materials 0.000 description 1
Images
Landscapes
- Metal Rolling (AREA)
- Prostheses (AREA)
- Materials For Medical Uses (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к области медицины, а именно к способу получения и структуре биологически совместимого пористого костного имплантата с особыми физическими свойствами для улучшения прорастания (остеоинтеграции) костной ткани, и может быть использовано в ортопедии.The invention relates to medicine, in particular to a method for producing and structure of a biocompatible porous bone implant with special physical properties to improve the germination (osseointegration) of bone tissue, and can be used in orthopedics.
Известны материал для имплантата и способ его изготовления, международная заявка PCT/US 2005/017575, WO 2005/114120, приоритет США от 19.05.2004 г., публикация от 01.12.2005 г.Материал представляет собой переплетенную проволоку, которая прессуется до заданной плотности. Переплетение выполняется на специальном вязальном оборудовании. Проволока может быть изготовлена из сплава кобальта и хрома, кобальта, молибдена, сплава золота, титана и его сплава, тантала и его сплава, нержавеющей стали, ниобия и его сплава.Known material for the implant and method of its manufacture, international application PCT / US 2005/017575, WO 2005/114120, US priority dated 05/19/2004, published on 12/01/2005. The material is a bound wire that is pressed to a given density . Weaving is carried out on special knitting equipment. The wire can be made of an alloy of cobalt and chromium, cobalt, molybdenum, an alloy of gold, titanium and its alloy, tantalum and its alloy, stainless steel, niobium and its alloy.
Недостатком данного материала и способа является ограниченность вариантов формы костных имплантатов. Эта ограниченность связана с пресс-материалом, который имеет определенную форму вязаного полотна. Технология изготовления такого материала довольно трудоемка и требует специального оборудования.The disadvantage of this material and method is the limited options for the shape of bone implants. This limitation is associated with the press material, which has a certain shape of a knitted fabric. The manufacturing technology of such material is quite laborious and requires special equipment.
Наиболее близкими к заявляемым являются способ и структура костного имплантата по патенту США №-3906550 «Prosthetic device having a porous fiber metal structure», с приоритетом от 27.12.1973 г., опубликованный 23.09.1975 г., МПК A61F 1/24, кл. США 3/1.912.Closest to the claimed are the method and structure of the bone implant according to US patent No. 3906550 "Prosthetic device having a porous fiber metal structure", with priority from 12/27/1973, published 09/23/1975, IPC A61F 1/24, cl . U.S. 3 / 1.912.
Способ изготовления структуры костного имплантата по прототипу включает подготовку проволочного материала, заполнение им пресс-формы и прессование. Подготовка проволочного материала заключается в нарезке из него отрезков длиной от 1,3 до 3,8 см синусоидальной формы с отношением амплитуды к периоду 0,24 или больше. Проволочный материал выполнен из титана или сплава кобальт-хром-вольфрам, нержавеющей стали, тантала или циркония. Далее отрезки проволочного материала засыпают в пресс-форму, прессуют до получения структуры с пористостью от 10 до 70% и нагревают для спекания в точках контакта отрезков. Таким образом получают структуру костного имплантата, представляющую собой спрессованный проволочный материал требуемой формы. Указанная проволочная структура может покрывать часть поверхности протеза или может быть обернута вокруг штифта, обеспечивая контакт протеза с поврежденными костями и возможность прорастания костной ткани в эту структуру. Кроме того, данная структура может быть сформирована в виде отдельных элементов требуемой формы.A method of manufacturing a bone implant structure according to the prototype includes the preparation of wire material, filling the mold and pressing. The preparation of the wire material consists in cutting lengths from 1.3 to 3.8 cm of a sinusoidal shape from it with a ratio of amplitude to period of 0.24 or more. The wire material is made of titanium or an alloy of cobalt-chromium-tungsten, stainless steel, tantalum or zirconium. Next, pieces of wire material are poured into the mold, pressed to obtain a structure with a porosity of 10 to 70% and heated for sintering at the contact points of the segments. Thus, a bone implant structure is obtained, which is a compressed wire material of the desired shape. The specified wire structure can cover part of the surface of the prosthesis or can be wrapped around a pin, providing contact of the prosthesis with damaged bones and the possibility of germination of bone tissue in this structure. In addition, this structure can be formed as separate elements of the desired shape.
Недостатком способа и структуры по прототипу является необходимость дополнительной, помимо прессования, обработки, что требует специального высокотемпературного оборудования для спекания проволочного материала в точках контакта. Такая обработка уменьшает эластичность структуры из-за появления точек жесткого соединения отрезков проволочного материала в местах спекания, а также изменяет ее химические свойства и биологическую совместимость из-за возможного окисления проволочного материала при его нагреве. Нарезка проволочного материала перед прессованием также ухудшает свойства структуры, что проявляется в появлении острых кромок, травмирующих костную ткань при ее прорастании в имплантат.The disadvantage of the method and structure of the prototype is the need for additional, in addition to pressing, processing, which requires special high-temperature equipment for sintering wire material at the contact points. This treatment reduces the elasticity of the structure due to the appearance of hard points of the wire segments in the sintering sites, and also changes its chemical properties and biological compatibility due to the possible oxidation of the wire material when it is heated. Cutting the wire material before pressing also worsens the properties of the structure, which is manifested in the appearance of sharp edges that injure bone tissue when it sprouts into the implant.
При создании данного изобретения решалась задача разработки гибкой технологии получения структуры костного имплантата различной формы с целью расширения области применения структуры, а также создания биологически совместимой структуры костного имплантата с определенными свойствами, в том числе заданной пористостью.When creating this invention, the problem was solved of developing a flexible technology for obtaining the structure of a bone implant of various shapes in order to expand the scope of the structure, as well as creating a biologically compatible structure of a bone implant with certain properties, including a given porosity.
Техническим результатом при решении данной задачи является расширение функциональных возможностей и уменьшение трудоемкости способа, а также повышение эластичности и прочности структуры, что способствует ускорению приживления имплантата.The technical result in solving this problem is to expand the functionality and reduce the complexity of the method, as well as increase the elasticity and strength of the structure, which helps to accelerate the engraftment of the implant.
Указанный технический результат достигается тем, что по сравнению с известной структурой костного имплантата, содержащей спрессованный нетканый проволочный материал требуемой формы, заявляемая структура выполнена из непрерывной заготовки проволочного материала периодической плоской или объемной формы. Для придания заготовке объемной формы короткие последовательные ее участки отклоняются заданным образом от оси исходной проволоки под углом около 90° друг к другу. Заготовка проволочного материала выполнена с отклонением от оси амплитудой А, выбранной в соответствии с соотношением: 4d≤A≤20d, где d - диаметр проволочного материала, и шагом τ=kA, где k=1,0±0,5. Заготовка может быть выполнена плоской или объемной пилообразной или волнообразной формы, а также в виде объемной спирали.The specified technical result is achieved in that, in comparison with the known structure of the bone implant containing pressed non-woven wire material of the desired shape, the inventive structure is made of a continuous blank of wire material of a periodic flat or volumetric shape. To give the workpiece a three-dimensional shape, its short successive sections deviate in a predetermined manner from the axis of the initial wire at an angle of about 90 ° to each other. The billet of the wire material is made with a deviation from the axis of amplitude A, selected in accordance with the ratio: 4d≤A≤20d, where d is the diameter of the wire material, and step τ = kA, where k = 1.0 ± 0.5. The workpiece can be made flat or volumetric sawtooth or wave-shaped, as well as in the form of a volumetric spiral.
Указанный технический результат достигается также тем, что по сравнению с известным способом изготовления структуры костного имплантата, включающим подготовку нетканого проволочного материала, заполнение им пресс-формы и прессование, в заявляемом изобретении проволочный материал предварительно формуют в виде непрерывной заготовки периодической плоской или объемной формы. Перед прессованием дополнительно готовят пресс-материал с упорядоченной послойной и перекрестной в смежных слоях укладкой заготовки. Пресс-материал готовят внутри или вне пресс-формы. Перед заполнением пресс-формы дополнительно возможно сворачивание в рулон. Кроме того, пресс-материал можно подготовить вне пресс-формы путем клубочной намотки.The specified technical result is also achieved by the fact that, in comparison with the known method for manufacturing a bone implant structure, including preparing a non-woven wire material, filling a mold and pressing it, in the claimed invention the wire material is preformed in the form of a continuous batch of a periodic flat or volumetric shape. Before pressing, an additional press material is prepared with an ordered layer-by-layer and cross-laying of the workpiece in adjacent layers. The mold material is prepared inside or outside the mold. Before filling the mold, roll-up is additionally possible. In addition, the mold material can be prepared outside the mold by coiling.
Такой подход позволяет готовить пресс-материал разной формы в виде коврика, рулона, шара и др. Непрерывная периодическая плоская или объемная форма заготовки позволяет увеличить внутреннее межслойное сцепление пресс-материала при его прессовании. Кроме того, этой же цели служит послойная укладка заготовки с перекрещиванием в смежных слоях. Способ укладки заготовки и форма пресс-материала зависят от назначения и окончательной формы имплантата, однако в любом случае должно быть выполнено послойное перекрещивание элементов заготовки. При прессовании это обеспечивает изотропность свойств структуры имплантата и позволяет изготовить ее практически любой формы. Предлагаемая проволочная структура обеспечивает равномерное по площади сопротивление прорастающей костной ткани, вызывая напряжения, необходимые для поддержания ее гомеостаза. Это предъявляет специфические требования к структуре имплантата, такие как эластичность и прочность.This approach allows you to prepare the press material of various shapes in the form of a rug, roll, ball, etc. Continuous periodic flat or three-dimensional shape of the workpiece allows you to increase the internal interlayer adhesion of the press material when it is pressed. In addition, layer-by-layer laying of the workpiece with crossing in adjacent layers serves the same purpose. The method of laying the workpiece and the shape of the press material depend on the purpose and final shape of the implant, however, in any case, layer-by-layer crossing of the workpiece elements should be performed. During pressing, this ensures the isotropy of the properties of the implant structure and allows it to be manufactured in almost any shape. The proposed wire structure provides uniform in area resistance to the germinating bone tissue, causing stresses necessary to maintain its homeostasis. This places particular demands on the structure of the implant, such as elasticity and strength.
Материалом, наиболее толерантным костной ткани, является титан, однако он чрезвычайно требователен в обработке. Если титан нагревается во время формовки, например, в процессе спекания, как в прототипе, то возникает опасность его охрупчивания или локального изменения химического состава (появления окислов металла). Прессование при комнатной температуре, используемое в заявляемом способе, позволяет сохранить исходный химический состав и прочностные свойства титанового проволочного материала. Пластическая деформация пресс-материала выполняется так, что непрерывная заготовка деформируется, но не рвется, а получаемая структура обладает повышенной эластичностью и прочностью. Получаемая структура не имеет острых кромок, обусловленных нарезкой проволочного материала, как это имеет место в прототипе. Благодаря гладким, закругленным краям пор отсутствуют локальные механические перенапряжения при прорастании биологических тканей в структуру имплантата, что снижает также вероятность их расслоения, а отсутствие травмирующих острых кромок ускоряет приживление имплантата. Кроме того, поскольку все поры имплантата - сквозные, облегчается предстерилизационная очистка объема имплантата и его обеззараживание, что уменьшает риск осложнений после имплантации.The material that is most tolerant of bone tissue is titanium, but it is extremely demanding in processing. If titanium is heated during molding, for example, during sintering, as in the prototype, then there is a risk of embrittlement or local changes in the chemical composition (occurrence of metal oxides). Pressing at room temperature, used in the present method, allows you to save the original chemical composition and strength properties of titanium wire material. Plastic deformation of the press material is carried out so that the continuous workpiece is deformed, but not torn, and the resulting structure has increased elasticity and strength. The resulting structure does not have sharp edges due to the cutting of the wire material, as is the case in the prototype. Due to the smooth, rounded edges of the pores, there are no local mechanical overstresses when the biological tissues grow into the implant structure, which also reduces the likelihood of their delamination, and the absence of traumatic sharp edges accelerates the implant engraftment. In addition, since all pores of the implant are pass-through, the pre-sterilization cleaning of the implant volume and its disinfection are facilitated, which reduces the risk of complications after implantation.
Предлагаемая структура может быть самостоятельным имплантатом или объединена с силовыми элементами.The proposed structure can be an independent implant or combined with power elements.
Непрерывность заготовки позволяет:Continuity of the workpiece allows you to:
- легко автоматизировать процесс приготовления пресс-материала;- easy to automate the process of preparing the press material;
- обеспечить в процессе упорядоченной укладки постоянство периода укладки заготовки в слое, что в итоге приводит к малому разбросу размеров пор в структуре имплантата;- to ensure in the process of orderly laying the constancy of the period of laying the workpiece in the layer, which ultimately leads to a small variation in pore size in the structure of the implant;
- изменять заданным образом период укладки заготовки в слое, что в итоге приводит к изменению размеров пор в структуре имплантата желаемым образом (например, к уменьшению размеров пор от боковой поверхности к оси цилиндра);- change in a specified way the period of laying the preform in the layer, which ultimately leads to a change in the pore size in the implant structure in the desired way (for example, to reduce the pore size from the side surface to the axis of the cylinder);
- избежать появления в структуре имплантата острых кромок, что облегчает приживление имплантата;- to avoid the appearance of sharp edges in the structure of the implant, which facilitates the implant engraftment;
- обеспечить возможность эффективной стерилизации имплантата и равномерное его заполнение костной тканью при ее прорастании, так как все поры заявляемой структуры - сквозные.- to provide the possibility of effective sterilization of the implant and its uniform filling with bone tissue during its germination, since all pores of the claimed structure are through.
Возможность выполнения заготовки проволочного материала периодической плоской или объемной формы с выбранными амплитудой и шагом позволяет:The ability to perform the procurement of wire material of a periodic flat or volumetric shape with selected amplitude and pitch allows you to:
- создавать «жесткие» структуры имплантата, используя для этого пилообразную форму заготовки и малую величину амплитуды изгиба и шага (4...8d);- create “rigid” implant structures using the sawtooth shape of the workpiece and a small amplitude of bending and pitch (4 ... 8d);
- создавать «мягкие», то есть более эластичные, структуры имплантата, используя волнообразную форму заготовки и большие величины амплитуды изгиба и шага (12...20d).- create “soft”, that is, more elastic, implant structures using the wave-like shape of the workpiece and large values of the amplitude of bending and pitch (12 ... 20d).
При амплитуде A≤4d проволочный материал представляет собой жесткую структуру, что ведет к его разрушению или перестройке его кристаллической решетки в местах изгиба. При амплитуде A≥20d утрачивается сцепление элементов заготовки в пресс-материале, и наблюдается расслоение структуры имплантата при прессовании.At an amplitude of A≤4d, the wire material is a rigid structure, which leads to its destruction or rearrangement of its crystal lattice in places of bending. At amplitude A≥20d, the adhesion of the workpiece elements in the press material is lost, and the stratification of the implant structure during pressing is observed.
На фиг.1 изображена структура костного имплантата на примере заживления трещины кости.Figure 1 shows the structure of a bone implant as an example of the healing of a bone crack.
На фиг.2 представлено схематическое изображение процесса получения непрерывной заготовки проволочного материала объемной пилообразной формы.Figure 2 presents a schematic representation of a process for producing a continuous billet of wire material of a sawtooth shape.
На фиг.3 изображен пример подготовки пресс-материала внутри пресс-формы с упорядоченной послойной и перекрестной в смежных слоях автоматизированной укладкой заготовки.Figure 3 shows an example of the preparation of the press material inside the mold with an ordered layer-by-layer and cross in adjacent layers automated laying of the workpiece.
На фиг.4 изображен пример подготовки пресс-материала вне пресс-формы с упорядоченной послойной и перекрестной в смежных слоях ручной укладкой заготовки.Figure 4 shows an example of the preparation of the press material outside the mold with an ordered layer-by-layer and cross-layering in adjacent layers of the manual laying of the workpiece.
На фиг.5 изображен пример подготовки пресс-материала вне пресс-формы с дополнительным сворачиванием в рулон перед заполнением пресс-формы.Figure 5 shows an example of preparation of the mold material outside the mold with additional folding into a roll before filling the mold.
На фиг.6 изображен пример подготовки пресс-материала путем клубочной намотки.Figure 6 shows an example of the preparation of the press material by clew winding.
На фиг.7 изображен вариант заготовки плоской и объемной волнообразной формы.In Fig.7 shows a variant of the workpiece flat and volumetric wave-like shape.
На фиг.8 изображен вариант заготовки в виде объемной спирали.On Fig shows a variant of the workpiece in the form of a volumetric spiral.
На фиг.9 изображен вариант заготовки плоской и объемной пилообразной формы.In Fig.9 shows a variant of the workpiece flat and volume sawtooth.
На фиг.1-9 обозначено:Figure 1-9 indicated:
1 - структура костного имплантата;1 - structure of a bone implant;
2 - исходный проволочный материал;2 - source wire material;
3 - первая пара профилированных валков;3 - the first pair of profiled rolls;
4 - заготовка плоской формы;4 - blank flat shape;
5 - вторая пара профилированных валков;5 - the second pair of profiled rolls;
6 - заготовка объемной формы;6 - bulk blank;
7 - пресс-форма;7 - a mold;
8 - пресс-материал.8 - press material.
Способ изготовления структуры костного имплантата 1 включает в себя подготовку нетканого проволочного материала 2, заполнение им пресс-формы 7 и прессование. Проволочный материал 2 предварительно формуют в виде непрерывной заготовки периодической плоской 4 или объемной 6 формы. Перед прессованием заготовку 4 или 6 дополнительно формуют в пресс-материал 8 с упорядоченной послойной и перекрестной в смежных слоях укладкой заготовки. Пресс-материал 8 формуют внутри или вне пресс-формы 7. Перед заполнением возможно сворачивание в рулон. Пресс-материал можно подготовить также путем клубочной намотки заготовки.A method for manufacturing the structure of a bone implant 1 includes preparing a
Структура костного имплантата 1 содержит спрессованный нетканый проволочный материал требуемой формы. Структура выполнена из непрерывной заготовки проволочного материала периодической плоской 4 или объемной 6 формы. Заготовка 4 или 6 проволочного материала выполнена с изгибами амплитудой А, выбранной в соответствии с соотношением: 4d≤A≤20d, где d - диаметр проволочного материала, и шагом τ=kA, где k=1,0±0,5. Заготовка проволочного материала выполнена плоской 4 или объемной 6 волнообразной или пилообразной формы. Заготовка 6 может быть выполнена в виде объемной спирали.The structure of the bone implant 1 contains a compressed non-woven wire material of the desired shape. The structure is made of a continuous billet of wire material of a periodic flat 4 or
В примере реализации заявляемого способа подготовку проволочного материала производили следующим образом. Исходный проволочный материал 2 представлял собой титановую проволоку марки ВТ 1-00 диаметром 110 мкм. Проволоку подавали в профилированные валки 3. После них она приобретала плоскую изогнутую форму с амплитудой А, равной 1000 мкм, и периодом τ, равным 1100 мкм. Таким образом была получена непрерывная заготовка 4 периодической плоской пилообразной формы. Для получения заготовки объемной формы ее подавали в профилированные валки 5, которые изгибали ее относительно оси подачи на 90° по отношению к изгибу заготовки плоской формы. На выходе получалась непрерывная заготовка 6 периодической объемной пилообразной формы. Далее из данной заготовки готовили пресс-материал 8 (в соответствии с фиг.3) с упорядоченной послойной и перекрестной в смежных слоях автоматизированной укладкой заготовки 6 внутри пресс-формы 7. После прессования получили структуру костного имплантата 1 цилиндрической формы диаметром 10 и длиной 20 мм и пористостью (50±5)%.In an example implementation of the proposed method, the preparation of wire material was carried out as follows. The
Таким образом, по сравнению с прототипом заявляемый способ позволяет уменьшить трудоемкость изготовления структуры костного имплантата, так как не требуется дополнительной операции резки заготовки, ее спекания, а также специального оборудования для высокотемпературной ее обработки. Кроме того, получение пористой структуры заявляемым способом позволяет сохранить исходный химический состав проволочного материала и избежать его «охрупчивания» и образования окислов металла, которые возможны при высокотемпературном спекании материала. Многообразие форм заготовок из проволочного материала и получаемого из них пресс-материала позволяет расширить возможности использования имплантатов заявляемой структуры в медицинской практике.Thus, compared with the prototype of the claimed method allows to reduce the complexity of manufacturing the structure of the bone implant, since it does not require additional operations of cutting the workpiece, its sintering, as well as special equipment for high-temperature processing. In addition, obtaining a porous structure of the claimed method allows you to save the original chemical composition of the wire material and to avoid its "embrittlement" and the formation of metal oxides, which are possible with high-temperature sintering of the material. The variety of shapes of blanks from wire material and the resulting press material allows us to expand the possibilities of using implants of the claimed structure in medical practice.
Данная структура обладает повышенной эластичностью и прочностью. Кроме того, по сравнению с прототипом структура не имеет острых кромок, обусловленных нарезкой проволочного материала перед закладкой его в пресс-форму, что облегчает приживление имплантата. Поскольку все поры заявляемой пористой структуры - сквозные, обеспечивается возможность эффективной стерилизации структуры имплантата и равномерное его заполнение костной тканью при ее прорастании.This structure has increased elasticity and strength. In addition, compared with the prototype, the structure does not have sharp edges due to the cutting of the wire material before laying it in the mold, which facilitates the engraftment of the implant. Since all the pores of the claimed porous structure are through, the possibility of effective sterilization of the implant structure and its uniform filling with bone tissue during its germination is ensured.
Claims (8)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2007113683/14A RU2342103C1 (en) | 2007-04-12 | 2007-04-12 | Osteal implant structure and method of its manufacturing |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2007113683/14A RU2342103C1 (en) | 2007-04-12 | 2007-04-12 | Osteal implant structure and method of its manufacturing |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2007113683A RU2007113683A (en) | 2008-10-27 |
| RU2342103C1 true RU2342103C1 (en) | 2008-12-27 |
Family
ID=40376721
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2007113683/14A RU2342103C1 (en) | 2007-04-12 | 2007-04-12 | Osteal implant structure and method of its manufacturing |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2342103C1 (en) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2415655C1 (en) * | 2009-07-30 | 2011-04-10 | Лариса Теодоровна Волова | Method of manufacturing intra-tissue porous implants |
Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US3906550A (en) * | 1973-12-27 | 1975-09-23 | William Rostoker | Prosthetic device having a porous fiber metal structure |
| EP0191152A1 (en) * | 1985-01-08 | 1986-08-20 | GebràDer Sulzer Aktiengesellschaft | Metallic implant for bones |
| SU1676616A1 (en) * | 1989-08-07 | 1991-09-15 | Кемеровский государственный медицинский институт | Appliance for fastening an endoprosthesis to a tubular bone |
| RU2157151C2 (en) * | 1998-11-26 | 2000-10-10 | Дамбаев Георгий Цыренович | Bone graft |
| US6945448B2 (en) * | 2002-06-18 | 2005-09-20 | Zimmer Technology, Inc. | Method for attaching a porous metal layer to a metal substrate |
-
2007
- 2007-04-12 RU RU2007113683/14A patent/RU2342103C1/en not_active IP Right Cessation
Patent Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US3906550A (en) * | 1973-12-27 | 1975-09-23 | William Rostoker | Prosthetic device having a porous fiber metal structure |
| EP0191152A1 (en) * | 1985-01-08 | 1986-08-20 | GebràDer Sulzer Aktiengesellschaft | Metallic implant for bones |
| SU1676616A1 (en) * | 1989-08-07 | 1991-09-15 | Кемеровский государственный медицинский институт | Appliance for fastening an endoprosthesis to a tubular bone |
| RU2157151C2 (en) * | 1998-11-26 | 2000-10-10 | Дамбаев Георгий Цыренович | Bone graft |
| US6945448B2 (en) * | 2002-06-18 | 2005-09-20 | Zimmer Technology, Inc. | Method for attaching a porous metal layer to a metal substrate |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2415655C1 (en) * | 2009-07-30 | 2011-04-10 | Лариса Теодоровна Волова | Method of manufacturing intra-tissue porous implants |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| RU2007113683A (en) | 2008-10-27 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US20250153420A1 (en) | Porous Structures Produced By Additive Layer Manufacturing | |
| US20250058514A1 (en) | Porous Structures Produced By Additive Layer Manufacturing | |
| US10709539B2 (en) | Three-dimensional polymeric medical implants | |
| CN105395296B (en) | Pattern implant and method | |
| US12251145B2 (en) | Flexible construct for femoral reconstruction | |
| EP2762172B1 (en) | Three-Dimensional Polymeric Medical Implants | |
| KR20100035706A (en) | Implantable mesh for musculoskeletal trauma, orthopedic reconstruction and soft tissue repair | |
| CN103857415B (en) | Dental implants, vascular implants and tissue implants made of porous three-dimensional structures of polytetrafluoroethylene | |
| US20170239051A1 (en) | Surgical membrane | |
| JP2016527924A (en) | Porous dental implants | |
| RU2342103C1 (en) | Osteal implant structure and method of its manufacturing | |
| Bairikov et al. | Reconstruction of mandibular defects using individual vascularized autografts combined with macroporous titanium fiber material | |
| CN110169846A (en) | A kind of structure and its application method of stress-induced bone uptake implant | |
| CN108853603B (en) | A kind of biodegradable medical zinc alloy patch and its preparation method and use | |
| TWI536955B (en) | Bionic fixing apparatus | |
| CN214805278U (en) | Individualized biological fixed bone plate | |
| JP4524776B2 (en) | Method for producing porous body for living body | |
| WO2025247746A1 (en) | Method for manufacturing a medical bone connecting device | |
| CN119732775A (en) | Manufacturing method of artificial meniscus | |
| JPS63109867A (en) | Living body prosthesis | |
| Kong | 3D Printed Soft Bioimplants and Biological Machinery | |
| Kim et al. | Application of 3D printing and modelling techniques in the orthotic fields | |
| US20170304490A1 (en) | Absorbable device for bone regeneration | |
| CN106109064A (en) | A kind of spinal fusion device |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20090413 |