×
14.02.2019
219.016.b9f5

КОМПОЗИТ ДЛЯ 3D-ПЕЧАТИ МЕДИЦИНСКИХ ИЗДЕЛИЙ

Вид РИД

Изобретение

Юридическая информация Свернуть Развернуть
Краткое описание РИД Свернуть Развернуть
Аннотация: Изобретение относится к композиционным материалам медицинского назначения, а именно к высокомолекулярным материалам с фосфорсодержащими неорганическими наполнителями, и может быть использовано для изготовления изделий медицинского назначения методом 3D-печати путем послойного нанесения расплава материала. Композит для 3D-печати медицинских изделий содержит полилактид, гидроксиапатит дисперсностью 20-100 нм, глицерин и сорбит при следующем соотношении компонентов, мас. %: полилактид 12,5-98,8; гидроксиапатит 1,0-75,0; глицерин 0,1-6,25; сорбит 0,1-6,25. Технический результат: увеличение прочности и улучшение биологических свойств медицинских изделий, изготовленных из композита предложенного состава. 1 табл.
Реферат Свернуть Развернуть

Изобретение относится к композиционным материалам медицинского назначения, а именно к высокомолекулярным материалам с фосфорсодержащими неорганическими наполнителями и может быть использовано для изготовления изделий медицинского назначения методом 3D-печати путем послойного нанесения расплава материала.

Известен полимерный композит для 3D-печати медицинских изделий [RU 2631890 С1, МПК (2006.01) A61L 27/12, A61L 27/14, A61L 27/46, опубл. 28.09.2017], состоящий из «жесткой» и «мягкой» фаз на основе биоразлагаемых и биосовместимых полимерных композиций. «Жесткая» фаза представлена кристаллической фазой полимерной матрицы, химическими и физическими сшивками и биоактивным компонентом в виде гидроксиапатита с размером частиц от 100 до 1000 нм, а «мягкая» фаза представлена аморфной фазой полимерной матрицы и пластификатором в виде полиэтиленгликоля при следующем соотношении компонентов, мас. %:

полилактид 80-47
гидроксиапатит 15-35
полиэтиленгликоль 4,6-15
химический агент для сшивки 0,4-3,0.

Этот композит имеет низкое содержание гидроксиапатита, что ограничивает сферу его применения. Высокая дисперсность гидроксиапатита не обеспечивает необходимую пластичность композита для высокой точности печати. Предел прочности на растяжение образцов, полученных из этого композита, составляет 43 МПа, а предел прочности на сжатие составляет 96 МПа.

Предлагаемое изобретение позволяет увеличить прочность и улучшить биологические свойства медицинских изделий, изготовленных из композита предложенного состава.

Композит для 3D-печати медицинских изделий, также как в прототипе, содержит полилактид и гидроксиапатит дисперсностью 100 нм.

Согласно изобретению используют гидроксиапат с размером частиц 20-100 нм и дополнительно введены глицерин и сорбит при следующем соотношении компонентов мас. %:

полилактид 12,5-98,8
гидроксиапатит 1,0-75,0
глицерин 0,1-6,25
сорбит 0,1-6,25.

Технический результат достигается тем, что гидроксиапатит вводится в полимер в нанодисперсном состоянии совместно с глицерином и сорбитом, придавая расплаву композита высокую пластичность, что позволяет печатать изделия сложной формы с точными геометрическими размерами методом послойной 3D-печати. Использование наноразмерного гидроксиапатита позволяет увеличить его содержание в композите. Использование глицерина и сорбита позволяет увеличить содержание гидроксиапатита, обеспечивая однородность смешения его с полилактидом. Совокупность этих факторов позволяет повысить прочностные характеристики.

Композит обладает совокупностью прочностных характеристик: предел прочности на сжатие увеличен до 98 МПа, предел прочности на растяжение - до 51 МПа. Количество циклов нагружения до полного разрушения составляет 4500-5000 циклов.

Так как повышение содержания гидроксиапатита улучшает биологические свойства материала, предложенный состав композита по сравнению с прототипом обеспечивает улучшение биологических свойств (биосовместимость и приживаемость) медицинских изделий из него и сферу его применения [Akkouch A.; Zhang Z.; Rouabhia М.A novel collagen/hydroxyapatite/poly(lactide-co-ε-caprolactone) biodegradable and bioactive 3D porous scaffold for bone regeneration. Journal of Biomedical Materials Research Part A 2011, Vol. 96, Iss. 4. - pp. 693-704. DOI: 10.1002/jbm.a.33033].

Присутствие гидроксиапатита способствует приведению рН в диапазон нормальных значений (7,3-7,4), что важно при деградации полилактида, значительно снижающего рН, и благоприятно влияет на приживаемость материала композита [Agrawal С.М.; Athanasiou K.A. Technique to control рН in vicinity of biodegrading PLA-PGA implants. Journal of Biomedical Materials Research 1997, Vol. 38, Iss. 2, - pp. 105-114. DOI: 10.1002/(SICI)1097-4636(199722)38:2<105::AID-JBM4>3.0.CO;2-U].

В таблице 1 приведены составы композитов и их механические свойства.

Пример 1.

В заранее приготовленный раствор полилактида (98,8 мас. %) (Natural Works Ingeo 40-43d, NatureWorks LLC, USA) в трихлорметане с вязкостью 1,5-2 Па⋅с добавили глицерин (0,1 мас. %) и сорбит (0,1 мас. %) при постоянном перемешивании. Полученную массу поместили в ультразвуковую ванну (42 кГц) с механическим перемешивающим устройством и примешивали гидроксиапатит (1 мас. %), синтезированный по жидкофазному методу [Toropkov N.E.; Vereshchagin V.I.; Petrovskaya T.S.; Antonkin N.S. Influence of synthesis conditions on the crystallinity of hydroxyapatite obtained by chemical deposition. IOP Conference Series: Materials Science and Engineering 2016, Vol. 156, №1. - pp. 6-13, DOI: 10.1088/1757-899X/156/1/012038], малыми порциями до получения однородной массы. При продолжении перемешивания массу высушивали и доводили до значения вязкости 5-7 Па⋅с. Вязкость определяли с помощью вискозиметра. Массу выливали на фторопластовую подложку и высушивали в сушильном шкафу при температуре 75-80°С в течение 6-7 часов до полного прекращения потери массы. В результате масса превратилась в твердый композит.

Композит измельчили в роторной дробилке до частиц со средним размером 1-4 мм (гранулят). Полученный гранулят загрузили в бункер шестеренчатого питателя печатной головки 3D-принтера.

Образцы для испытания механических характеристик печатали и испытывали в соответствии со стандартами: ГОСТ 33519-2015, ГОСТ 32656-2014, ГОСТ Р 57143-2016. Испытания прочности образцов на сжатие и разрыв проводили на испытательной машине Instron 5985, на циклическую усталость - Instron 8801.

Примеры 2 и 3 готовили аналогичным образом, меняя содержание гидроксиапатита, полилактида, глицерина и сорбита. Как видно из таблицы 1 механические свойства композитов, предложенных составов, превосходят свойства прототипа.

Источник поступления информации: Роспатент

Showing 51-60 of 255 items.
13.01.2017
№217.015.897c

Сверхпроводящий быстродействующий выключатель

Использование: для создания сверхпроводящего быстродействующего выключателя. Сущность изобретения заключается в том, что сверхпроводящий быстродействующий выключатель, содержащий отключающий элемент, выполненный в виде двух последовательно соединенных фольговых проводников из сверхпроводящего...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002602767
Дата охранного документа: 20.11.2016
13.01.2017
№217.015.89c9

Способ получения водорастворимой композиции наночастиц серебра

Изобретение относится к способам получения высокодисперсных коллоидных частиц или наночастиц серебра, которые могут быть использованы в биотехнологии, медицине и ветеринарии в составе препаратов с антибактериальным действием, а также в производстве катализаторов химических процессов. Способ...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002602741
Дата охранного документа: 20.11.2016
13.01.2017
№217.015.8afb

Резонансный свч компрессор

Изобретение относится к области радиотехники. Особенностью заявленного резонансного СВЧ компрессора является то, что резонатор выполнен планарно-объемным в форме меандра путем деления отрезка волновода длиной L=Nλ/2 на m одинаковых секций длиной L=kλ/2 каждая, где k=N/m - число вариант рабочей...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002604107
Дата охранного документа: 10.12.2016
13.01.2017
№217.015.8b06

Электромагнитный привод тормоза форсированного пуска асинхронного двигателя

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано в качестве быстродействующего электромагнитного привода тормоза в электродвигателях, требующих быстрого торможения и фиксации вала механизма в электроталях, лифтах, станках и т.д. Электромагнитный привод тормоза форсированного...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002604203
Дата охранного документа: 10.12.2016
25.08.2017
№217.015.9fa0

Устройство для генерации последовательно движущихся капель жидкости

Изобретение относится к области исследования свойств жидкостей, а именно к дозаторам с внешним управлением для повторяющегося отмеривания и выдачи заданных объемов жидкостей, и может быть использовано при проведении научных исследований в области гидродинамики, химии, биологии, медицины и др....
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002606090
Дата охранного документа: 10.01.2017
25.08.2017
№217.015.9ffc

Ионный диод с магнитной самоизоляцией

Изобретение относится к ускорительной технике и предназначено для получения мощных пучков заряженных частиц, которые используются для радиационно-пучкового модифицирования изделий из металлов с целью повышения их эксплуатационных характеристик. Ионный диод с магнитной самоизоляцией содержит...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002606404
Дата охранного документа: 10.01.2017
25.08.2017
№217.015.a748

Способ переработки растворов после карбонатного вскрытия вольфрамовых руд

Изобретение относится к способу переработки растворов после карбонатного вскрытия вольфрамовых руд. Способ включает извлечение вольфрама из раствора после карбонатного выщелачивания в фазу органического анионита, извлечение вольфрама из анионита в водный продуктивный раствор с получением из...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002608117
Дата охранного документа: 13.01.2017
25.08.2017
№217.015.af1d

Водогрейный жаротрубный котёл с турбулизаторами улиточного типа

Изобретение относится к теплоэнергетике и может быть использовано для нагрева теплоносителя в системах отопления и горячего водоснабжения для жилищно-коммунального хозяйства, бытовых и производственных нужд. Водогрейный жаротрубный котел с турбулизаторами улиточного типа содержит корпус,...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002610985
Дата охранного документа: 17.02.2017
25.08.2017
№217.015.b0d1

Устройство для оценки потока газа, переносимого всплывающими пузырьками, выходящими из дна водоемов

Изобретение относится к устройствам для дистанционной оценки потока газа, переносимого всплывающими пузырьками, выходящими из дна водоемов, и может быть использовано, например, для измерения потоков метана на шельфе, переносимого всплывающими пузырьками, выходящими из верхнего осадочного слоя...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002613335
Дата охранного документа: 16.03.2017
25.08.2017
№217.015.b286

Транзисторный преобразователь частоты

Изобретение относится к преобразовательной технике и может быть использовано в качестве источников питания индукционных и сварочных установок, в частотно-регулируемом электроприводе, во вторичных источниках электропитания. Транзисторный преобразователь частоты, содержащий неуправляемый...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002614045
Дата охранного документа: 22.03.2017
Showing 11-12 of 12 items.
17.04.2020
№220.018.156a

Способ получения гранулированной металлопорошковой композиции (фидстока) и композиция, полученная данным способом

Изобретение относится к области обработки металлических порошков, а именно к получению гранулированных материалов (фидстоков), используемых для получения металлических изделий методом инжекционного формования/литья под давлением и аддитивного производства. Проводят деагломерацию и...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002718946
Дата охранного документа: 15.04.2020
20.04.2023
№223.018.4ad3

Способ металлизации керамических изделий

Изобретение относится к металлизации керамики, используемой в электронной, радиотехнической и других отраслях промышленности, и может найти применение для изготовления электровакуумных приборов, гибридных интегральных схем и корпусов силовых модулей и мощных полупроводниковых приборов. Сущность...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002777312
Дата охранного документа: 02.08.2022
+ добавить свой РИД