×
27.06.2015
216.013.5adf

СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ КОМПОЗИЦИОННОГО МАТЕРИАЛА НА ОСНОВЕ ФОСФАТА КАЛЬЦИЯ

Вид РИД

Изобретение

Юридическая информация Свернуть Развернуть
Краткое описание РИД Свернуть Развернуть
Аннотация: Изобретение относится к области медицины и представляет собой способ получения композиционного материала на основе фосфата кальция, заключающийся в том, что получают частицы фосфата кальция в хитозановой матрице путем их осаждения in situ в растворе, содержащем высокомолекулярный хитозан и аспарагиновую или глутаминовую аминокислоту, с последующей сушкой, полученный порошок подвергают одноосному прессованию при удельном давлении 100-1500 МПа/см, после прессования форму нагревают в сушильном шкафу при 100-250ºC с последующим охлаждением до температуры 20-25ºC и выпрессовыванием готового образца. Изобретение обеспечивает упрощение процедуры получения биосовместимого композиционного материала на основе хитозана. 7 пр., 1 ил.
Основные результаты: Способ получения композиционного материала на основе фосфата кальция, отличающийся тем, что получают частицы фосфата кальция в хитозановой матрице путем их осаждения in situ в растворе, содержащем высокомолекулярный хитозан и аспарагиновую или глутаминовую аминокислоту, с последующей сушкой, полученный порошок подвергают одноосному прессованию при удельном давлении 100-1500 МПа/см, после прессования форму нагревают в сушильном шкафу при 100-250°C с последующим охлаждением до температуры 20-25°C и выпрессовыванием готового образца.
Реферат Свернуть Развернуть

Изобретение относится к области композиционных материалов для медицины, а именно травматологии и ортопедии, челюстно-лицевой хирургии и хирургической стоматологии, и может использоваться для изготовления консолидированных материалов, предназначенных для заполнения костных дефектов.

Поскольку костная ткань является композиционным материалом, содержащим фосфаты кальция (ФК) и органические компоненты (коллаген, коллагеновые и неколлагеновые белки), такой состав позволяет нести механические нагрузки, которые являются критичными, например, для керамических костных имплантатов. Поэтому перспективным является использование композиционных материалов, содержащих как неорганические (фосфаты кальция), так и органические компоненты. Помимо коллагена и желатина в качестве органического компонента может использоваться хитозан. Преимуществом хитозана является отсутствие опасных для человека факторов различных заболеваний, что связано с источником хитина и хитозана (как правило, панцири ракообразных, крабов и др. морских животных, не имеющих общих с человеком заболеваний). Кроме того, к достоинствам хитозана можно отнести также наличие у него бактерицидных свойств и отсутствие иммунной активности. Хитозан является биосовместимым и биодегадируемым натуральным полимером, что позволяет его использовать в различных областях медицины, в том числе для быстрого заживления ран, различной этимологии (Хитин и Хитозан. Получение, свойства и применение / Под ред. академика РАСХН К.Г. Скрябина. Наука. 2002. 365 стр.). Создать благоприятные условия для формирования естественной костной ткани возможно при использовании композиционных материалов на основе хитозана, содержащего фосфаты кальция.

Из уровня техники известны наиболее близкие по техническому решению и достигаемому эффекту к предлагаемому следующие изобретения: патент РФ №2376019 С2 «Пористые композиционные материалы на основе хитозана для заполнения костных дефектов». Пористые хитозановые губки получали следующим образом: порошок высокомолекулярного хитозана (молекулярная масса 450000-500000 г/моль) в количестве 1 г (33,3 мас. %) растворяли в водном растворе уксусной кислоты. Затем при перемешивании добавляли 1 г (33,3 мас. %) гранул гидроксиапатита (наполнителя) с размером гранул 100-300 мкм и 1 г (33,3 мас. %) порошка карбоната аммония. В результате получили пластичную композиционную губку с пористостью 85%. Недостатками данного изобретения являются необходимость использования в процессе получения губок лиофильной сушки, а также большое количество операций, предшествующих получению пористых хитозановых губок: синтез ФК, их сушка, дезагрегация, формование и спекание полученных ФК материалов.

Наиболее близким по техническому решению и достигаемому эффекту при получении консолидированных материалов из КМХА является изобретение (Заявка 2011126095/15, 15.12.2009, «Матрикс для костного имплантата и способ его получения»).

Костный матрикс содержит деминерализованный, или недеминерализованный, или обесклеченный костный матрикс, полученный из костей быка или трупа человека.

Недостатками вышеописанного изобретения являются использование ксеногенного материала, который может нести в себе возбудители опасных для человека инфекций, а также существенно больший размер частиц костного матрикса, в 10-100 раз превышающий размер частиц ФК в естественной костной ткани.

Задачей настоящего изобретения является создание биосовместимого материала, приближенного по структуре к естественной костной ткани человека, что состоит в наноразмерности частиц ФК в объеме хитозановой матрицы.

Техническим результатом настоящего изобретения является создание биосовместимого композиционного порошкового материала на основе хитозана (КМХА), содержащего кислые аминокислоты (аспарагиновую или глутаминовую) и фосфаты кальция, полученные in situ в растворе хитозана и аминокислоты, близкого по структуре к естественной костной ткани. Технический результат состоит также в упрощении процедуры получения КМХА, не требующей сложного дорогостоящего оборудования (например, лиофильной сушилки), и в сокращении числа операций, связанных с получением КМХА, а кроме того, с сохранением наноразмерности получаемых in situ ФК. Технический результат достигается тем, что получают частицы фосфата кальция в хитозановой матрице путем их осаждения in situ в растворе, содержащем высокомолекулярный хитозан и аспарагиновую или глутаминовую аминокислоту, с последующей сушкой, полученный порошок подвергают одноосному прессованию при удельном давлении 100-1500 МПа/см2, после прессования форму нагревают в сушильном шкафу при 100-250°C с последующим охлаждением до температуры 20-25°C и выпрессовыванием готового образца.

Сущность изобретения состоит в синтезе ФК in situ, в растворе, содержащем высокомолекулярный хитозан (М.м. 300000 кДа), аспарагиновую или глутаминовую кислоту. Далее полученный КМХА промывают дистиллированной водой, высушивают на воздухе, просеивают через сито с размером ячейки 96 мкм. Для изготовления эластичных объемных образцов вышеописанные порошки КМХА помещали в стальную пресс-форму и проводили двухстороннее одноосное прессование при удельном давлении прессования 100-1500 МПа, после чего образец в пресс-форме помещали в сушильный шкаф, нагретый до 100-250°C, на 30-60 мин и охлаждали до комнатной температуры (20-25°C), после чего выпрессовывали готовый образец. Для получения пористых образцов в состав пресс-порошка дополнительно вводили 5-15% масс. карбоната аммония.

При нагревании отпрессованного порошка до 100-250°C происходит размягчение КМХА, при этом частицы порошка КМХА приплавляются друг к другу. В присутствии карбоната аммония в пресс-порошке формируется взаимосвязанная поровая структура за счет углекислого газа, выделяющегося при термическом разложении карбоната аммония.

Пример 1

2 г аспарагиновой кислоты растворяли в 100 мл воды, затем в образовавшемся растворе кислоты (pH 3,5-4,0) растворяли 2 г хитозана высокомолекулярного (М.м. 300000 кДа). К образовавшемуся раствору добавляли 40 мл раствора нитрата кальция концентрации 1 моль/л, после чего к раствору при перемешивании добавляли по каплям 40 мл раствора двухзамещенного фосфата аммония концентрации 1 моль/л. pH смеси в конце синтеза 5,5-6,0. Образовавшийся осадок отделяли фильтрованием с отсасыванием на воронке Бюхнера, промывали водой до отрицательной реакции на ион аммония (проба с реактивом Неслера), затем - этанолом и сушили при комнатной температуре на воздухе. Полученный порошок пропускали через сито с диаметром ячейки 96 мкм. Порошок массой 0,4 г, полученный по примеру 1, помещали в стальную пресс-форму и проводили двухстороннее одноосное прессование при удельном давлении прессования 500 МПа, после чего образец в пресс-форме помещали в сушильный шкаф, нагретый до 200°C, на 30 мин, затем охлаждали пресс-форму до комнатной температуры (20-25°C), после чего выпрессовывали готовый образец. Образец имел плотную однородную структуру и прочность около 12 МПа.

Пример 2

0,1 г аспарагиновой кислоты растворяли в 100 мл воды, затем в образовавшемся растворе кислоты (pH 3,5-4,0) растворяли 0,5 г хитозана высокомолекулярного (М.м. 300000 кДа). Хитозан оставался в виде суспензии, хлопьев - ввиду недостаточного количества кислоты для растворения хитозана (pH смеси 6,5).

Пример 3

3 г аспарагиновой кислоты растворяли в 100 мл воды, затем в образовавшемся растворе кислоты (pH 2,5-3,0) растворяли 2 г хитозана высокомолекулярного (М.м. 300000 кДа). К образовавшемуся раствору добавляли 40 мл раствора нитрата кальция концентрации 1 моль/л, после чего к раствору при перемешивании добавляли по каплям 40 мл раствора двухзамещенного фосфата аммония концентрации 1 моль/л. pH смеси 4,5-4,8. Осадок не образовывался ввиду высокой кислотности смеси.

Пример 4

0,4 г порошка, полученного по примеру 1, помещали в стальную пресс-форму и проводили двухстороннее одноосное прессование при удельном давлении прессования 200 МПа, после чего образец в пресс-форме помещали в сушильный шкаф, нагретый до 350°C, на 30 мин, затем охлаждали пресс-форму до комнатной температуры (20-25°C), после чего выпрессовывали готовый образец. Образец имел черную окраску ввиду обугливания и прочность менее 1 МПа.

Пример 5

0,5 г порошка, полученного по примеру 1, где вместо аспарагиновой кислоты использована глутаминовая кислота, помещали в стальную пресс-форму и проводили двухстороннее одноосное прессование при удельном давлении прессования 1000 МПа, после чего образец в пресс-форме помещали в сушильный шкаф, нагретый до 150°C, на 60 мин, затем охлаждали пресс-форму до комнатной температуры (20-25°C), после чего выпрессовывали готовый образец. Образец имел плотную однородную беспористую структуру и прочность около 10 МПа.

Пример 6

0,5 г порошка, полученного по примеру 1, смешивали с 0,03 г карбоната аммония (0,57% масс.), полученный порошок помещали в стальную пресс-форму и проводили двухстороннее одноосное прессование при удельном давлении прессования 900 МПа, после чего образец в пресс-форме помещали в сушильный шкаф, нагретый до 250°C, на 40 мин, затем охлаждали пресс-форму до комнатной температуры (20-25°C), после чего выпрессовывали готовый образец. Образец имел пористую однородную структуру и прочность около 4,5 МПа.

Пример 7

0,4 г порошка, полученного по примеру 1, помещали в стальную пресс-форму и проводили двухстороннее одноосное прессование при удельном давлении прессования 500 МПа, после чего образец в пресс-форме помещали в сушильный шкаф, нагретый до 300°C, на 30 мин, затем охлаждали пресс-форму до комнатной температуры (20-25°C), после чего выпрессовывали готовый образец. Образец черного цвета имел прочность при изгибе менее 0,1 МПа вследствие деструкции хитозана при температуре 300°C.

Способ получения композиционного материала на основе фосфата кальция, отличающийся тем, что получают частицы фосфата кальция в хитозановой матрице путем их осаждения in situ в растворе, содержащем высокомолекулярный хитозан и аспарагиновую или глутаминовую аминокислоту, с последующей сушкой, полученный порошок подвергают одноосному прессованию при удельном давлении 100-1500 МПа/см, после прессования форму нагревают в сушильном шкафу при 100-250°C с последующим охлаждением до температуры 20-25°C и выпрессовыванием готового образца.
СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ КОМПОЗИЦИОННОГО МАТЕРИАЛА НА ОСНОВЕ ФОСФАТА КАЛЬЦИЯ
Источник поступления информации: Роспатент

Showing 41-50 of 120 items.
25.08.2017
№217.015.9fe0

Способ получения композиционного трехмерного каркаса для замещения костно-хрящевых дефектов

Изобретение относится к медицине и представляет собой способ получения композиционного трехмерного каркаса для замещения костно-хрящевых дефектов, включающий приготовление текучего гидрогеля, содержащего альгинат натрия и кальцийфосфатный наполнитель, нанесение гидрогеля на платформу,...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002606041
Дата охранного документа: 10.01.2017
25.08.2017
№217.015.a236

Способ получения структуры высокотемпературный сверхпроводник - диэлектрик - высокотемпературный сверхпроводник

Использование: для создания структур высокотемпературный сверхпроводник – диэлектрик – высокотемпературный сверхпроводник. Сущность изобретения заключается в том, что на слой высокотемпературного сверхпроводника 123-типа направляют поток атомных частиц, в качестве высокотемпературного...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002606940
Дата охранного документа: 10.01.2017
25.08.2017
№217.015.a359

Способ получения порошкового магнитотвёрдого сплава 30х20к2м2в системы железо-хром-кобальт

Изобретение относится к получению порошковых магнитотвердых сплавов. Способ получения порошкового магнитотвердого сплава 30Х20К2М2В системы железо-хром-кобальт включает приготовление шихты из порошков железа, хрома, кобальта, молибдена и вольфрама, формование полученной шихты, спекание,...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002607074
Дата охранного документа: 10.01.2017
25.08.2017
№217.015.a4f2

Способ получения катионзамещенного трикальцийфосфата

Изобретение относится к химической и медицинской отраслям промышленности и может быть использовано в производстве исходного биосовместимого материала, пригодного для изготовления плотной и пористой керамики, применяющейся в качестве скэффолдов в инженерии костной ткани, мишеней для создания...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002607743
Дата охранного документа: 10.01.2017
25.08.2017
№217.015.a8e2

Резорбируемый пористый кальцийфосфатный цемент

Изобретение относится к фармацевтической промышленности, а именно к резорбируемому пористому кальцийфосфатному цементу для заполнения костных челюстно-лицевых и стоматологических дефектов. Кальцийфосфатный цемент состоит из смеси порошков фосфатов кальция, а именно из железо- или...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002611345
Дата охранного документа: 21.02.2017
25.08.2017
№217.015.b20d

Брушитовый гидравлический цемент, упрочненный пористым каркасом из полилактида

Изобретение относится к медицине. Описан брушитовый гидравлический цемент, упрочненный пористым каркасом из полилактида для восстановления костных тканей, имеющий прочность не менее 40 МПа, содержащий порошок α-трикальцийфосфата, гранулы карбонатгидроксиапатита и затворяющую жидкость,...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002613182
Дата охранного документа: 15.03.2017
25.08.2017
№217.015.b601

Способ получения листового композиционного материала системы титан-алюминий

Изобретение может быть использовано при получении листового композиционного материала системы титан-алюминий для изготовления деталей летательных аппаратов, в том числе подвергаемых повышенным тепловым нагрузкам. Способ включает получение слоистой заготовки в виде пакета и последующую ее...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002614511
Дата охранного документа: 28.03.2017
25.08.2017
№217.015.b688

Способ получения наноразмерных порошков элементов и их неорганических соединений и устройство для его осуществления

Изобретение может быть использовано для получения наноразмерных порошков элементов и их неорганических соединений методом «испарения - конденсации» в потоке газа. Перерабатываемый материал подают в виде грубодисперсного порошка с размером частиц не менее 1 мм. Для его испарения используют поток...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002614714
Дата охранного документа: 28.03.2017
25.08.2017
№217.015.bc5d

Способ получения карбидов элементов и композиций элемент-углерод

Изобретение относится к порошковой металлургии. Описан способ получения нанопорошков систем металл-углерод, состоящих из карбидов металлов и композиций металл-углерод, из хлоридных и оксидных соединений металлов и углеводородов в термической плазме электрических разрядов, в котором процесс...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002616058
Дата охранного документа: 12.04.2017
25.08.2017
№217.015.bf42

Высокопрочная низколегированная конструкционная сталь

Изобретение относится к области металлургии, а именно к составам высокопрочных конструкционных сталей, используемых в оборудовании для холодной обработки давлением, в конструкциях летательных аппаратов, в транспортном, горнодобывающем и дорожно-строительном машиностроении, в деталях и...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002617070
Дата охранного документа: 19.04.2017
Showing 41-50 of 90 items.
25.08.2017
№217.015.a236

Способ получения структуры высокотемпературный сверхпроводник - диэлектрик - высокотемпературный сверхпроводник

Использование: для создания структур высокотемпературный сверхпроводник – диэлектрик – высокотемпературный сверхпроводник. Сущность изобретения заключается в том, что на слой высокотемпературного сверхпроводника 123-типа направляют поток атомных частиц, в качестве высокотемпературного...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002606940
Дата охранного документа: 10.01.2017
25.08.2017
№217.015.a359

Способ получения порошкового магнитотвёрдого сплава 30х20к2м2в системы железо-хром-кобальт

Изобретение относится к получению порошковых магнитотвердых сплавов. Способ получения порошкового магнитотвердого сплава 30Х20К2М2В системы железо-хром-кобальт включает приготовление шихты из порошков железа, хрома, кобальта, молибдена и вольфрама, формование полученной шихты, спекание,...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002607074
Дата охранного документа: 10.01.2017
25.08.2017
№217.015.a4f2

Способ получения катионзамещенного трикальцийфосфата

Изобретение относится к химической и медицинской отраслям промышленности и может быть использовано в производстве исходного биосовместимого материала, пригодного для изготовления плотной и пористой керамики, применяющейся в качестве скэффолдов в инженерии костной ткани, мишеней для создания...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002607743
Дата охранного документа: 10.01.2017
25.08.2017
№217.015.a8e2

Резорбируемый пористый кальцийфосфатный цемент

Изобретение относится к фармацевтической промышленности, а именно к резорбируемому пористому кальцийфосфатному цементу для заполнения костных челюстно-лицевых и стоматологических дефектов. Кальцийфосфатный цемент состоит из смеси порошков фосфатов кальция, а именно из железо- или...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002611345
Дата охранного документа: 21.02.2017
25.08.2017
№217.015.b20d

Брушитовый гидравлический цемент, упрочненный пористым каркасом из полилактида

Изобретение относится к медицине. Описан брушитовый гидравлический цемент, упрочненный пористым каркасом из полилактида для восстановления костных тканей, имеющий прочность не менее 40 МПа, содержащий порошок α-трикальцийфосфата, гранулы карбонатгидроксиапатита и затворяющую жидкость,...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002613182
Дата охранного документа: 15.03.2017
25.08.2017
№217.015.b601

Способ получения листового композиционного материала системы титан-алюминий

Изобретение может быть использовано при получении листового композиционного материала системы титан-алюминий для изготовления деталей летательных аппаратов, в том числе подвергаемых повышенным тепловым нагрузкам. Способ включает получение слоистой заготовки в виде пакета и последующую ее...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002614511
Дата охранного документа: 28.03.2017
25.08.2017
№217.015.b688

Способ получения наноразмерных порошков элементов и их неорганических соединений и устройство для его осуществления

Изобретение может быть использовано для получения наноразмерных порошков элементов и их неорганических соединений методом «испарения - конденсации» в потоке газа. Перерабатываемый материал подают в виде грубодисперсного порошка с размером частиц не менее 1 мм. Для его испарения используют поток...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002614714
Дата охранного документа: 28.03.2017
25.08.2017
№217.015.bc5d

Способ получения карбидов элементов и композиций элемент-углерод

Изобретение относится к порошковой металлургии. Описан способ получения нанопорошков систем металл-углерод, состоящих из карбидов металлов и композиций металл-углерод, из хлоридных и оксидных соединений металлов и углеводородов в термической плазме электрических разрядов, в котором процесс...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002616058
Дата охранного документа: 12.04.2017
25.08.2017
№217.015.bf42

Высокопрочная низколегированная конструкционная сталь

Изобретение относится к области металлургии, а именно к составам высокопрочных конструкционных сталей, используемых в оборудовании для холодной обработки давлением, в конструкциях летательных аппаратов, в транспортном, горнодобывающем и дорожно-строительном машиностроении, в деталях и...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002617070
Дата охранного документа: 19.04.2017
25.08.2017
№217.015.bfaf

Литейный магниевый сплав с редкоземельными металлами

Изобретение относится к области металлургии, а именно к магниевым сплавам, содержащим редкоземельные металлы, и может быть использовано в машиностроении, авиастроении и ракетной технике в качестве легкого высокопрочного конструкционного материала для изготовления различных деталей, особенно...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002617072
Дата охранного документа: 19.04.2017
+ добавить свой РИД