RU2379005C2 - Имплантат межпозвонковый подвижный из изотропного пиролитического углерода - Google Patents
Имплантат межпозвонковый подвижный из изотропного пиролитического углерода Download PDFInfo
- Publication number
- RU2379005C2 RU2379005C2 RU2007148049/14A RU2007148049A RU2379005C2 RU 2379005 C2 RU2379005 C2 RU 2379005C2 RU 2007148049/14 A RU2007148049/14 A RU 2007148049/14A RU 2007148049 A RU2007148049 A RU 2007148049A RU 2379005 C2 RU2379005 C2 RU 2379005C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- implant
- pyrolytic carbon
- carbon
- isotropic pyrolytic
- implants
- Prior art date
Links
- 239000007943 implant Substances 0.000 title claims abstract description 60
- 239000002296 pyrolytic carbon Substances 0.000 title claims abstract description 25
- ZOXJGFHDIHLPTG-UHFFFAOYSA-N Boron Chemical compound [B] ZOXJGFHDIHLPTG-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 3
- 229910052796 boron Inorganic materials 0.000 claims abstract description 3
- 229910052710 silicon Inorganic materials 0.000 claims abstract description 3
- 239000010703 silicon Substances 0.000 claims abstract description 3
- 239000003575 carbonaceous material Substances 0.000 claims description 17
- RTAQQCXQSZGOHL-UHFFFAOYSA-N Titanium Chemical compound [Ti] RTAQQCXQSZGOHL-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 10
- 239000010936 titanium Substances 0.000 claims description 10
- 229910052719 titanium Inorganic materials 0.000 claims description 10
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 8
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 claims description 4
- 238000005275 alloying Methods 0.000 claims description 2
- 239000006260 foam Substances 0.000 claims description 2
- 239000002114 nanocomposite Substances 0.000 claims description 2
- 210000000988 bone and bone Anatomy 0.000 abstract description 12
- 230000006378 damage Effects 0.000 abstract description 4
- 239000003814 drug Substances 0.000 abstract description 3
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract description 3
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract description 3
- 230000006835 compression Effects 0.000 abstract description 2
- 238000007906 compression Methods 0.000 abstract description 2
- 238000001356 surgical procedure Methods 0.000 abstract description 2
- 210000000115 thoracic cavity Anatomy 0.000 abstract description 2
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 10
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 10
- 239000000463 material Substances 0.000 description 9
- 238000000034 method Methods 0.000 description 9
- 210000001519 tissue Anatomy 0.000 description 9
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 7
- 239000000758 substrate Substances 0.000 description 5
- 230000007797 corrosion Effects 0.000 description 4
- 238000005260 corrosion Methods 0.000 description 4
- 238000011161 development Methods 0.000 description 4
- 230000018109 developmental process Effects 0.000 description 4
- BASFCYQUMIYNBI-UHFFFAOYSA-N platinum Chemical compound [Pt] BASFCYQUMIYNBI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 208000027418 Wounds and injury Diseases 0.000 description 3
- 239000000919 ceramic Substances 0.000 description 3
- 230000003412 degenerative effect Effects 0.000 description 3
- 239000010439 graphite Substances 0.000 description 3
- 229910002804 graphite Inorganic materials 0.000 description 3
- 230000033001 locomotion Effects 0.000 description 3
- 238000010883 osseointegration Methods 0.000 description 3
- 239000004033 plastic Substances 0.000 description 3
- 229920003023 plastic Polymers 0.000 description 3
- 102000004169 proteins and genes Human genes 0.000 description 3
- 108090000623 proteins and genes Proteins 0.000 description 3
- MTHLBYMFGWSRME-UHFFFAOYSA-N [Cr].[Co].[Mo] Chemical compound [Cr].[Co].[Mo] MTHLBYMFGWSRME-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000000428 dust Substances 0.000 description 2
- 229910021397 glassy carbon Inorganic materials 0.000 description 2
- PCHJSUWPFVWCPO-UHFFFAOYSA-N gold Chemical compound [Au] PCHJSUWPFVWCPO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910052737 gold Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000010931 gold Substances 0.000 description 2
- 210000003709 heart valve Anatomy 0.000 description 2
- 208000014674 injury Diseases 0.000 description 2
- 150000002739 metals Chemical class 0.000 description 2
- VNWKTOKETHGBQD-UHFFFAOYSA-N methane Chemical compound C VNWKTOKETHGBQD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 210000002381 plasma Anatomy 0.000 description 2
- 229910052697 platinum Inorganic materials 0.000 description 2
- 238000011160 research Methods 0.000 description 2
- 230000035882 stress Effects 0.000 description 2
- 230000001988 toxicity Effects 0.000 description 2
- 231100000419 toxicity Toxicity 0.000 description 2
- RBSXHDIPCIWOMG-UHFFFAOYSA-N 1-(4,6-dimethoxypyrimidin-2-yl)-3-(2-ethylsulfonylimidazo[1,2-a]pyridin-3-yl)sulfonylurea Chemical compound CCS(=O)(=O)C=1N=C2C=CC=CN2C=1S(=O)(=O)NC(=O)NC1=NC(OC)=CC(OC)=N1 RBSXHDIPCIWOMG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 208000008822 Ankylosis Diseases 0.000 description 1
- 208000006386 Bone Resorption Diseases 0.000 description 1
- 229920000049 Carbon (fiber) Polymers 0.000 description 1
- 206010007269 Carcinogenicity Diseases 0.000 description 1
- 206010021703 Indifference Diseases 0.000 description 1
- 208000003618 Intervertebral Disc Displacement Diseases 0.000 description 1
- 206010023198 Joint ankylosis Diseases 0.000 description 1
- 208000007623 Lordosis Diseases 0.000 description 1
- 241000283973 Oryctolagus cuniculus Species 0.000 description 1
- 208000008558 Osteophyte Diseases 0.000 description 1
- 208000001132 Osteoporosis Diseases 0.000 description 1
- -1 Polyethylene Polymers 0.000 description 1
- 239000004698 Polyethylene Substances 0.000 description 1
- 239000004699 Ultra-high molecular weight polyethylene Substances 0.000 description 1
- 210000001015 abdomen Anatomy 0.000 description 1
- 210000003815 abdominal wall Anatomy 0.000 description 1
- 230000001133 acceleration Effects 0.000 description 1
- 230000032683 aging Effects 0.000 description 1
- 210000003484 anatomy Anatomy 0.000 description 1
- 238000013459 approach Methods 0.000 description 1
- 230000009286 beneficial effect Effects 0.000 description 1
- 210000004369 blood Anatomy 0.000 description 1
- 239000008280 blood Substances 0.000 description 1
- 210000004204 blood vessel Anatomy 0.000 description 1
- 230000024279 bone resorption Effects 0.000 description 1
- 230000007670 carcinogenicity Effects 0.000 description 1
- 231100000260 carcinogenicity Toxicity 0.000 description 1
- 230000003749 cleanliness Effects 0.000 description 1
- 239000011248 coating agent Substances 0.000 description 1
- 238000000576 coating method Methods 0.000 description 1
- 239000002131 composite material Substances 0.000 description 1
- 238000010276 construction Methods 0.000 description 1
- 239000013078 crystal Substances 0.000 description 1
- 238000005520 cutting process Methods 0.000 description 1
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 1
- 230000007850 degeneration Effects 0.000 description 1
- 239000004053 dental implant Substances 0.000 description 1
- 230000008021 deposition Effects 0.000 description 1
- 238000013461 design Methods 0.000 description 1
- 238000005553 drilling Methods 0.000 description 1
- 230000035784 germination Effects 0.000 description 1
- 238000000227 grinding Methods 0.000 description 1
- 230000002439 hemostatic effect Effects 0.000 description 1
- 229920006158 high molecular weight polymer Polymers 0.000 description 1
- 210000004394 hip joint Anatomy 0.000 description 1
- 229930195733 hydrocarbon Natural products 0.000 description 1
- 150000002430 hydrocarbons Chemical class 0.000 description 1
- 238000010348 incorporation Methods 0.000 description 1
- 230000004054 inflammatory process Effects 0.000 description 1
- 238000009434 installation Methods 0.000 description 1
- 150000002500 ions Chemical class 0.000 description 1
- 230000002427 irreversible effect Effects 0.000 description 1
- 210000004705 lumbosacral region Anatomy 0.000 description 1
- 210000002751 lymph Anatomy 0.000 description 1
- 210000001165 lymph node Anatomy 0.000 description 1
- 238000003754 machining Methods 0.000 description 1
- 230000003211 malignant effect Effects 0.000 description 1
- 239000011159 matrix material Substances 0.000 description 1
- 238000003801 milling Methods 0.000 description 1
- 238000012544 monitoring process Methods 0.000 description 1
- 230000000877 morphologic effect Effects 0.000 description 1
- 231100000956 nontoxicity Toxicity 0.000 description 1
- 210000000056 organ Anatomy 0.000 description 1
- 230000002188 osteogenic effect Effects 0.000 description 1
- 238000005498 polishing Methods 0.000 description 1
- 229920000573 polyethylene Polymers 0.000 description 1
- 230000002035 prolonged effect Effects 0.000 description 1
- 238000000197 pyrolysis Methods 0.000 description 1
- 238000011069 regeneration method Methods 0.000 description 1
- 230000001954 sterilising effect Effects 0.000 description 1
- 238000004659 sterilization and disinfection Methods 0.000 description 1
- 210000002784 stomach Anatomy 0.000 description 1
- 230000008467 tissue growth Effects 0.000 description 1
- 230000017423 tissue regeneration Effects 0.000 description 1
- JUWGUJSXVOBPHP-UHFFFAOYSA-B titanium(4+);tetraphosphate Chemical compound [Ti+4].[Ti+4].[Ti+4].[O-]P([O-])([O-])=O.[O-]P([O-])([O-])=O.[O-]P([O-])([O-])=O.[O-]P([O-])([O-])=O JUWGUJSXVOBPHP-UHFFFAOYSA-B 0.000 description 1
- 238000007514 turning Methods 0.000 description 1
- 229920000785 ultra high molecular weight polyethylene Polymers 0.000 description 1
Images
Landscapes
- Prostheses (AREA)
- Materials For Medical Uses (AREA)
Abstract
Изобретение относится к медицинской технике и может быть использовано в хирургии позвоночника для коррекции повреждений и нестабильности в телах позвонков человека во всех отделах позвоночника (шейном, грудном, поясничном). Имплантат изготовлен из монолитного изотропного пиролитического углерода, без легирующих элементов или легированного бором или кремнием, с пределом прочности на сжатие не менее 450 МПа. Изобретение обеспечивает повышение биосовместимости, биомеханических свойств, износостойкости и улучшение остеоинтеграции имплантата в костных тканях. 4 з.п. ф-лы, 2 табл., 1 ил.
Description
Изобретение относится к медицинской технике и может быть использовано в хирургии позвоночника для коррекции повреждений и нестабильности в телах позвонков человека во всех отделах позвоночника (шейном, грудном, поясничном).
При необратимых изменениях анатомической структуры межпозвонковых дисков вследствие болезни или травмы прибегают к их протезированию. Для протезирования межпозвонковых дисков применяют неподвижные и подвижные имплантаты. Протезирование подвижными имплантатами восстанавливает полностью мобильность оперированного сегмента.
В последнее время наблюдается тенденция к возрастанию количества больных с клиническими проявлениями дегенеративных процессов в позвоночнике и межпозвонковых дисках в поздних стадиях. Костный анкилоз, который возникает при протезировании неподвижными имплантатами, имеет при этом ряд недостатков. К ним относят нарушение функциональной мобильности оперированного позвоночного сегмента, ускорение дегенеративных процессов в смежных уровнях, усиление боли в позвоночнике. Наиболее перспективным является протезирование пораженных межпозвонковых дисков подвижными имплантатами.
За последние 35 лет было предложено большое количество подвижных имплантатов, однако большинство из них не дошло до клинического применения.
Подвижный имплантат должен воссоздавать биомеханические функции естественного диска. Он должен уменьшать механические нагрузки на смежные диски, предупреждать развитие в них дегенеративных процессов. После установки имплантата восстанавливается высота дискового промежутка и увеличиваются межпозвонковые отверстия, что предупреждает компрессию корешков. Установка имплантата должна восстановить нормальный объем движений, высоту дискового промежутка и лордоз.
Кроме того, материалы, из которых изготавливают имплантаты, должны удовлетворять ряду требований:
- Отсутствие токсичности и коррозии
- Прочность
- Технологичность
- Износостойкость
- Близкие к кости физико-механические свойства.
Несоответствие материала хотя бы по одному из параметров снижает функциональную ценность имплантата и сроки его функционирования. Оптимальное сочетание характеристик материала обеспечивает биосовместимость (в т.ч. биомеханическую) имплантата.
Требования к подвижному имплантату очень высокие. При трении его поверхностей не должна образовываться пыль, он не должен ломаться или стираться. Кроме того, он должен быть биологически инертен для организма, не приводить к развитию воспалительного процесса. Углы наклонов имплантата должны восстанавливать объем движений в трех плоскостях - сгибание-разгибание, латеральное сгибание, аксиальную ротацию.
Биомеханически и с учетом типа трущихся поверхностей различают подвижные имплантаты: металл-металл, металл-керамика, металл-пластик.
В настоящее время известны 4 различных типа подвижных имплантатов, разрешеных к клиническому применению.
«FlexiCore» - искусственный диск (SpineCore, Inc., Summit, NJ) полуфиксированной конструкции типа металл-металл с кобальтохромомолибденовыми пластинами. Подвижная часть выполнена в виде шара диаметром 13 мм. Она является центром ротации между двумя пластинами. На внешней поверхности пластин имеются шипы для фиксации к позвонкам.
Протез «Maverick» (Medtronic Sofamor Danek, Inc., Memphis, TN) - это полуфиксированная конструкция типа металл-металл. Конструкция протеза подобна описанной выше модели, но на его пластинах имеется выступающая поверхность с отверстиями для фиксации шурупов к телам позвонков.
Имплантаты типа металл-металл потенциально опасны из-за металлической пыли, образующейся в процессе трения. Применение металлических имплантатов всегда осложняется гальвано-электрическими явлениями, приводящими к металлозу окружающих тканей и коррозии деталей. Металлам свойственно вызывать резорбцию костной ткани.
Диск «ProDisc» (Spine Solutions, Inc., New York, NY) разработан Thierry Mamay в конце 80-х годов. «ProDisc» состоит из металлических пластин и ультравысокомолекулярного полиэтилена. Полиэтилен фиксирован к нижней пластине. Это диск полуфиксированной конструкции. В тела позвонков он фиксируется центральным гребнем, который имеется на пластинах. Результаты применения «ProDisc» еще не опубликованы.
В качестве прототипа выбран искусственный диск «Charite» (DePuy Spine, Raynham, MA), который состоит из двух кобальтохромомолибденовых пластин и свободно расположенного между ними ультравысокомолекулярного полимерного эллипсоида [1, 2]. Пластина фиксируются к телам шипами. С 1998 г. пластины покрываются слоем фосфата титана. Это покрытие обеспечивает инкорпорацию пластин в кость [3]. В настоящее время выпускаются диски 5 размеров.
Имплантаты типа металл-пластик могут изнашиваться со временем и обладают «холодной текучестью» и старением, типичной для пластика, что приводит к деформации и разрушению имплантата. Кроме того, продукты износа полимерных материалов нередко вызывают злокачественные перерождения окружающих тканей.
Целью изобретения является повышение биосовместимости, биомеханических свойств, износостойкости и улучшение остеоинтеграции имплантата в костных тканях с помощью имплантатов из изотропного пиролитического углерода.
Достижение указанной цели обеспечивается тем, что:
- имплантат межпозвонковый подвижный изготовлен из монолитного изотропного пиролитического углерода, без легирующих элементов или легированного бором или кремнием, с пределом прочности на сжатие не менее 450 МПа;
- на каждом торце имплантата имеется слой пористого углеродного материала, химически прочно связанный с изотропным пиролитическим углеродом;
- слой пористого углеродного материала представляет собой пену на основе углеродного нанокомпозита;
- он имеет на каждом торце шипы из титана;
- шипов из титана выполнено 4 или 6.
Перечисленные отличия предлагаемого имплантата сообщают ему ряд важных преимуществ по сравнению с прототипом.
Развитие техники получения многочисленных видов углеродных материалов наряду с выявленной совместимостью с живой тканью привело к активизации исследований, разработке новых и композиционных материалов на основе углерода для медицины. К настоящему времени достоверно установлено, что углеродные материалы не имеют конкурентов по степени удовлетворения биохимических и физико-механических требований, предъявляемым к медицинским изделиям.
К этим требованиям относятся:
- отсутствие токсичности и канцерогенности;
- неизменность под воздействием биологических сред произвольной активности;
- отсутствие коррозионных явлений при контакте с живыми тканями;
- близость физико-механических свойств;
- отсутствие усталостных напряжений и, как следствие, долговечность имплантатов;
- наличие у поверхности имплантатов остеогенной активности;
- низкий износ в условиях трения и индифферентность продуктов износа, накапливающихся в лимфатических узлах;
- способность стимулировать рост тканей или регенерацию основной ткани;
- электропроводность, близкая к тканевой, без выделения ионов в окружающую среду;
- возможность получения поверхности практически любого класса чистоты и простого изготовления пористой структуры;
- безусловной и быстрой стерилизации любого вида.
Ни один из применяемых в настоящее время для эндопротезов и имплантатов металлов или видов керамики, не способен выполнить эти требования.
Сродство углеродных материалов с биологическими тканями определяется не только низкой химической активностью, но и проявлением биоактивности, в результате которой поверхность углеродных материалов покрывается ориентированной и организованной пленкой белкового происхождения, аналогичной замещаемой ткани.
Скорость и ориентация осаждаемой пленки белкового происхождения зависит от поверхностных свойств углеродного материала. Например, поверхностная энергия изотропного пиролитического углерода составляет 50 эрг/см2, но в контакте с плазмой крови или лимфой резко снижается до 20-30 эрг/см2. Эта величина свободной поверхностной энергии наиболее выгодна для длительного контакта с биологическими средами.
Материалы, используемые для изготовления эндопротезов и имплантатов, по величине нормального электрохимического потенциала в плазме крови можно расположить в следующий ряд: стеклоуглерод (+0,329 мВ), платина (+0,332 мВ), золото (+0,334 мВ), пирографит (+0,344 мВ). Известно, что стеклоуглерод обладает аморфной структурой, а пирографит близок к монокристаллу. Можно сказать, что таким образом все углеродные материалы с различной структурой, имея нормальный электрохимический потенциал в пределах от +0,329 мВ до +0,344 мВ, т.е. сравнимый с этими показателями наиболее пассивных из всех элементов золота и платины. Углеродные материалы наиболее близки по электрохимическому потенциалу к биологической среде живого организма.
Как показали морфологические исследования, проведенные на кроликах в Московском научно-исследовательском институте глазных болезней им. Гемгольца с использованием прочного мелкодисперсного графита МПГ-6, синтактической углеродной пены, углеродного войлока Карботекстим-М и углеродной ткани ТГН-2М, все углеродные материалы в течение года не отторгались, не изменяли своей формы и обрастали соединительной пленкой белкового происхождения.
Поэтому по показателям биосовместимости, токсичности и коррозии углеродные материалы являются лучшими для использования в качестве имплантатов.
Изотропный пиролитический углерод имеет однородную, изотропную, мелкокристаллическую структуру. Изотропный пиролитический углерод благодаря своим уникальным свойствам (высокая плотность, прочность, износостойкость, биологическая совместимость с кровью и тканями организма) нашел применение в медицине. Из него изготавливают основные элементы искусственных клапанов сердца. К настоящему времени в мире изготовлены, поставлены и успешно функционируют сотни тысяч искусственных клапанов сердца. А это один из самых ответственных имплантатов человека. Сейчас проводятся работы по изготовлению из этого материала зубных имплантатов и элементов тазобедренных суставов.
Основные физико-механические и теплофизические свойства изотропного пиролитического углерода приведены в таблице 1.
Самый нагруженный у человека поясничный отдел позвоночника подвергается большим нагрузкам. Нагрузки варьируют от 400 Н в положении стоя до 7000 Н при подъеме тяжестей. Биомеханические исследования показали, что тело позвонка (без явлений остеопороза) в норме выдерживает нагрузку до 10000 Н. Физико-механические свойства изотропного пиролитического углерода наиболее близки к свойствам кости, как это показано в таблице 2. При этом нагрузка, которую может выдержать имплантат из изотропного пиролитического углерода, составляет более 30000 Н, что, более чем в 3 раза, выше максимальных физиологических нагрузок. Из таблицы видно, что физико-механические свойства титана на порядок выше свойств кости. Поэтому при одинаковых деформациях в титане и кости будут возникать различные напряженные состояния, что и является основной причиной расшатывания металлических имплантатов.
Использование изотропного пиролитического углерода для изготовления имплантатов позволит значительно повысить их биомеханические свойства.
Для улучшения остеоинтеграции на каждом торце имплантата имеются шипы из титана (например, 4 или 6), которые врезаются в костные ткани позвонков и обеспечивают первичную фиксацию имплантата. Вторичная и полная фиксация имплантата достигается за счет прорастания костной ткани в пористый углеродный материал, который в этом процессе служит матрицей.
Еще одним из преимуществ изготовления имплантатов из изотропного пиролитического углерода является их технологичность и относительно низкая стоимость. Изотропный пиролитический углерод обрабатывается на токарных, фрезерных, сверлильных, шлифовальных и полировальных станках с помощью стандартных режущих инструментов. Мелкозернистая структура изотропного пиролитического углерода позволяет изготавливать изделия толщиной 0,8-1 мм с кромками 0,03 мм и получать поверхности 12-13 класса чистоты.
Изобретение поясняется чертежом. На чертеже изображен имплантат подвижный для замены межпозвоночного диска, который состоит из двух частей, взаимодействующих друг с другом по сферической поверхности. Имплантат подвижный, таким образом, представляет собой сферический шарнир с тремя степенями свободы, что позволяет совершать движения в трех плоскостях - сгибание-разгибание, латеральное сгибание, аксиальную ротацию. Каждая из частей имплантата состоит из изотропного пиролитического углерода 1, прочно химически связанным с ним слоем пористого углеродного материала 2 и шипов из титана 3.
Реализуют предлагаемое изобретение следующим образом. Изотропный пиролитический углерод получается при пиролизе углеводородного сырья при высокой температуре путем отложения на внутренней поверхности специальной графитовой подложки. В данном случае вместо графитовой подложки берется подложка из пористого углеродного материала. Затем с этой подложкой проводится процесс получения изотропного пиролитического углерода. При отложении изотропного пиролитического углерода между подложкой из пористого углеродного материала и откладывающейся пластиной изотропного пиролитического углерода образуется химическая связь с прочностью соединения не ниже прочности самого материала. После окончания процесса получения пластины изотропного пиролитического углерода путем механической обработки получается элемент имплантата подвижного со стержнями из титана на каждом торце. Имплантат моется в специальном растворе в ультразвуковой ванне при температуре около 100°С. Затем имплантат упаковывается и стерилизуется или в потребительской таре, или непосредственно перед операцией любым методом.
Операция установки имплантата производится следующим образом. Имплантаты могут быть внедрены с переднего или заднего доступов. Задний доступ используется при необходимости удаления остеофитов или грыжи межпозвонкового диска. В этих случаях, имплантаты могут быть установлены с заднего доступа, при этом не надо делать дополнительный разрез в брюшной стенке (через живот).
Чаще всего имплантаты все-таки устанавливают через передний доступ к позвоночному столбу, разрез выполняется по переднебоковой стенке живота. Крупные кровеносные сосуды и органы аккуратно смещаются в сторону, удаляется нужный межпозвонковый диск, а на его место устанавливается имплантат. Между сосудами и дисковым промежутком прокладывают гемостатическую губку, устанавливают дренаж. Рану послойно зашивают.
После установки имплантата хирург проводит контроль с помощью передвижного рентгеновского аппарата.
При изготовлении имплантатов из изотропного пиролитического углерода будут повышены биосовместимость, биомеханические свойства, износостойкость и улучшена остеоинтеграция имплантата в костных тканях.
Источники информации
1. Link H.D., Buttner-Janz К., Link S.B. Charite artificial disc: history, design, and biomechanics (Искусственный диск Charite: история, дизайн и биомеханика), in Kaech D.L., Jinkins J.R. (eds.): Spinal Restabilization Procedures. Amsterdam: Elsevier Science, 2002, pp 293-316.
2. McAfee P.С. Artificial disc prosthesis: the Link S.B. Charite III (Протез искусственного диска Charite) in Kaech D.L., Jinkins J.R. (eds.): Spinal Restabilization Procedures. Amsterdam: Elsevier Science, 2002, pp 299-310.
3. McAfee P.C., Cunningham B.W., Orbegoso C.M. et al. Analysis of porous ingrowth in intervertebral disc prostheses: a nonhuman primate model (Анализ пористого прорастания в протезах межпозвоноковых дисков: нечеловеческая приматная модель). Spine. 28:332-340, 2003.
| Таблица 1 | ||
| Физико-механические и теплофизические свойства изотропного пиролитического углерода | ||
| № пп | Характеристика | Свойства |
| 1 | Плотность, кг/м3 | (1,80-2,10)×103 |
| 2 | Микротвердость, МПа | 1000-1500 |
| 3 | Предел прочности при изгибе, МПа | 300-360 |
| 4 | Предел прочности при сжатии, МПа | 450-600 |
| 5 | Коэффициент теплопроводности, Вт/(м·К) | 23-25 |
| 6 | Коэффициент теплового линейного расширения, К-1 (293-473 К) | 5,5×10-6 |
| 7 | Удельное электросопротивление, Ом·м | (1,4-1,6)×10-5 |
| Таблица 2 | ||||
| Физико-механические свойства материалов | ||||
| Модуль упругости, ГПа | Плотность, кг/м3 | Предел прочности, МПа | Коэффициент Пуассона | Материал |
| 110 | 4,5×103 | 600 | 0,32 | Титан |
| 350 | 3,99×103 | 500 | 0,3 | Керамика |
| 15 | 2,4×103 | 100 | 0,3 | Костная ткань |
| 20-23 | (1,8-2,1)×103 | 450 | 0,3 | Изотропный пиролитический углерод |
Claims (5)
1. Имплантат межпозвонковый подвижный для замены межпозвонкового диска, отличающийся тем, что он изготовлен из монолитного изотропного пиролитического углерода без легирующих элементов или легированного бором или кремнием с пределом прочности на сжатие не менее 450 МПа.
2. Имплантат по п.1, отличающийся тем, что на каждом торце имплантата имеется слой пористого углеродного материала, химически прочно связанный с изотропным пиролитическим углеродом.
3. Имплантат по п.2, отличающийся тем, что слой пористого углеродного материала представляет собой пену на основе углеродного нанокомпозита.
4. Имплантат по п.1, отличающийся тем, что он имеет на каждом торце шипы из титана.
5. Имплантат по п.4, отличающийся тем, что шипов из титана выполнено 4 или 6.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2007148049/14A RU2379005C2 (ru) | 2007-12-25 | 2007-12-25 | Имплантат межпозвонковый подвижный из изотропного пиролитического углерода |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2007148049/14A RU2379005C2 (ru) | 2007-12-25 | 2007-12-25 | Имплантат межпозвонковый подвижный из изотропного пиролитического углерода |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2007148049A RU2007148049A (ru) | 2009-06-27 |
| RU2379005C2 true RU2379005C2 (ru) | 2010-01-20 |
Family
ID=41026799
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2007148049/14A RU2379005C2 (ru) | 2007-12-25 | 2007-12-25 | Имплантат межпозвонковый подвижный из изотропного пиролитического углерода |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2379005C2 (ru) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2465870C1 (ru) * | 2011-02-28 | 2012-11-10 | Общество с ограниченной ответственностью "Эндокарбон" | Протез межпозвоночного диска |
| US9173748B2 (en) | 2009-08-07 | 2015-11-03 | Ebi, Llc | Toroid-shaped spinal disc |
| RU233525U1 (ru) * | 2024-08-26 | 2025-04-24 | Валерий Федорович Татаринов | Эндопротез для замещения межпозвонковых дисков в шейном отделе позвоночника |
Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4997432A (en) * | 1988-03-23 | 1991-03-05 | Waldemar Link Gmbh & Co. | Surgical instrument set |
| RU2080841C1 (ru) * | 1993-06-28 | 1997-06-10 | Частное предприятие "Алекс" | Эндопротез межпозвонкового диска |
| RU2131174C1 (ru) * | 1993-05-17 | 1999-05-27 | Нортроп Грамман Норден Системз Инкорпорейтед | Цветная электролюминесцентная индикаторная панель (варианты) |
| WO2002089701A2 (en) * | 2001-05-04 | 2002-11-14 | Ldr Medical | Intervertebral disc prosthesis and fitting tools |
-
2007
- 2007-12-25 RU RU2007148049/14A patent/RU2379005C2/ru not_active IP Right Cessation
Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4997432A (en) * | 1988-03-23 | 1991-03-05 | Waldemar Link Gmbh & Co. | Surgical instrument set |
| RU2131174C1 (ru) * | 1993-05-17 | 1999-05-27 | Нортроп Грамман Норден Системз Инкорпорейтед | Цветная электролюминесцентная индикаторная панель (варианты) |
| RU2080841C1 (ru) * | 1993-06-28 | 1997-06-10 | Частное предприятие "Алекс" | Эндопротез межпозвонкового диска |
| WO2002089701A2 (en) * | 2001-05-04 | 2002-11-14 | Ldr Medical | Intervertebral disc prosthesis and fitting tools |
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| LINK H.D. et al. Charite artificial disc: history, design and biomechanics in Kaech D.L., jinkins J.R.: Spinal restabilization procedures. Amsterdam: Elsevier science, 2002, p.293-316. * |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US9173748B2 (en) | 2009-08-07 | 2015-11-03 | Ebi, Llc | Toroid-shaped spinal disc |
| RU2465870C1 (ru) * | 2011-02-28 | 2012-11-10 | Общество с ограниченной ответственностью "Эндокарбон" | Протез межпозвоночного диска |
| RU233525U1 (ru) * | 2024-08-26 | 2025-04-24 | Валерий Федорович Татаринов | Эндопротез для замещения межпозвонковых дисков в шейном отделе позвоночника |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| RU2007148049A (ru) | 2009-06-27 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| Hulbert | The use of alumina and zirconia in surgical implants | |
| Sahoo et al. | Tribology of materials for biomedical applications | |
| Aherwar et al. | Current and future biocompatibility aspects of biomaterials for hip prosthesis. | |
| Ghalme et al. | Biomaterials in hip joint replacement | |
| Park et al. | Biomaterials | |
| Mantripragada et al. | An overview of recent advances in designing orthopedic and craniofacial implants | |
| US7270679B2 (en) | Implants based on engineered metal matrix composite materials having enhanced imaging and wear resistance | |
| EP2635240B1 (en) | Anatomic total disc replacement | |
| US7867279B2 (en) | Intervertebral disc prosthesis | |
| Datta et al. | Advanced materials in biological implants and surgical tools | |
| Smith et al. | Cervical arthroplasty: material properties | |
| Yu et al. | Polyetheretherketone for orthopedic applications: A review | |
| Park et al. | Hard tissue replacements | |
| RU2379005C2 (ru) | Имплантат межпозвонковый подвижный из изотропного пиролитического углерода | |
| Affatato | Perspectives in total hip arthroplasty: advances in biomaterials and their tribological interactions | |
| Vuono‐Hawkins et al. | Materials and design concepts for an intervertebral disc spacer. II. Multidurometer composite design | |
| Boulila et al. | Failure of total hip arthroplasty (THA): State of the art | |
| Poitout | Biomaterials used in orthopedics | |
| Scariano et al. | Exploring tribology and material contact science in spine surgery: implications for implant design | |
| RU2382619C2 (ru) | Имплантат межпозвонковый неподвижный из изотропного пиролитического углерода | |
| Gloria et al. | Composite materials for spinal implants | |
| Stanley et al. | Replacing joints with pyrolytic carbon | |
| RU111429U1 (ru) | Узел трения эндопротеза сустава | |
| RU2831669C1 (ru) | Имплантат межостистый углеродный | |
| Popescu et al. | Some problems biocompatible materials used for making Endoprostheses Ankle |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| HE4A | Change of address of a patent owner |
Effective date: 20190702 |
|
| MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20201226 |