×
27.04.2015
216.013.46d6

СОСТАВ ЖИДКОСТИ ДЛЯ ПОЛУЧЕНИЯ ПОРИСТЫХ КЕРАМИЧЕСКИХ ОБРАЗЦОВ НА ОСНОВЕ ФОСФАТОВ КАЛЬЦИЯ ДЛЯ КОСТНОЙ ИНЖЕНЕРИИ ПРИ 3D ФОРМОВАНИИ И/ИЛИ 3D ПЕЧАТИ

Вид РИД

Изобретение

Юридическая информация Свернуть Развернуть
Краткое описание РИД Свернуть Развернуть
Аннотация: Изобретение относится к материалам, пригодным для метода 3D формования и/или 3D печати, и может быть использовано для получения формованных изделий на основе фосфатов кальция, применяемых в медицине для костной инженерии в качестве матриксов, обладающих биологической совместимостью и остеокондуктивностью. Предлагается состав жидкости для 3D формования и/или 3D печати пористых керамических образцов на основе фосфатов кальция, которая представляет собой водный раствор, содержащий сахарозу от 2 до 20 мас.% и этанол от 20 до 60 мас.%. Технический результат изобретения - сокращение времени сушки отформованных изделий с обеспечением определённой поровой структуры. По своим прочностным характеристикам и пористости образцы не уступают своим аналогам. 1 табл., 2 пр.
Основные результаты: Состав жидкости для получения пористых керамических образцов на основе фосфатов кальция для костной инженерии при 3D формовании и/или 3D печати, отличающийся тем, что дополнительно содержит этанол при следующем соотношении компонентов масс.%:сахароза - 2-20;этанол - 20-60;остальное - вода,где в качестве порошков при 3D формовании и/или 3D печати могут использоваться любые порошки фосфатов кальция, например порошки гидроксиапатита, порошки трикальцийфосфата, порошки тетракальцийфосфата и другие, а также их смеси в любой пропорции.
Реферат Свернуть Развернуть

Материалы на основе фосфатов кальция, применяемые в медицине для костной инженерии в качестве матриксов, обладают биологической совместимостью и остеокондуктивностью. При этом важнейшим элементом архитектуры матриксов является их пористость - ее количество и размер пор. Наиболее простым и перспективным методом, позволяющим по компьютерным моделям формировать пористые структуры с заданной конфигурации пор, является метод 3D печати. Для успешной реализации данного метода необходимы исходные материалы со свойствами, адаптированными к печати на струйном принтере. Используемые порошок и жидкость для принтера в процессе печати объемной модели должны взаимодействовать между собой с образованием каркаса за счет склеивания и/или связывания частиц порошка между собой. В результате после печати и последующей сушки получается пористый образец с заданной конфигурацией. В дальнейшем образцы подвергают термообработке с целью достижения требуемых свойств, например прочности и фазового состава.

Пористые керамические образцы получали с использованием гипса методом 3D печати (Lowmunkong, R., et al., Transformation of 3DP gypsum model to HA by treating in ammonium phosphate solution. Journal of Biomedical Materials Research Part B: Applied Biomaterials, 2006. 80(2): p.386-393). После 3D печати пористую гипсовую заготовку обрабатывали в растворе, содержащем фосфат аммония, после чего заготовку сушили и обжигали при температуре до 1250°C. В результате получали пористый образец (основная фаза трикальциевый фосфат (ТКФ)) с заданной формой и количеством пор. Недостатком данного способа является многостадийность получения керамики на основе фосфата кальция и низкая прочность образцов - около 2 МПа при сжатии.

Наиболее близкими по техническому решению является получение образцов пористых керамических кальцийфосфатных образцов на основе ТКФ и гидроксиапатита (ГА) (В.В. Смирнов, А.Ю. Федотов, Е.Н. Антонов, В.Н. Баграташвили, С.М. Баринов, М.А. Гольдберг, О.С. Антонова, Н.В. Петракова Керамические кальций-фосфатные материалы, полученные по технологии, адаптированной для 3D печати на струйном принтере. Материаловедение, 2012, №10 стр.43-47). В данном методе в качестве исходных компонентов применялись порошки ТКФ или ГА, которые склеивали между собой 10 масс.% раствором сахарозы. После формования образцы обжигали. Полученные образцы характеризовались прочностью до 13,2 МПа при сжатии при пористости 55-70%. Недостатком данного метода является продолжительная сушка образцов после их формования от 10-12 часов до 1 суток, что значительно удлиняет технологический процесс получения готовых изделии. Кроме того, недостаточно высушенные образцы имеют низкую прочность, что не позволяет вынимать их из 3D принтера. Это приводит к простою дорогостоящего технологического оборудования и повышению себестоимости образцов.

Технический результат предлагаемого изобретения - сокращение времени сушки кальцийфосфатных образцов после их формования с помощью 3D принтера. Сокращение времени сушки после формования образцов достигается за счет использования в качестве жидкости для 3D формовании и/или 3D печати водного раствора сахарозы, содержащего этанол в количестве от 20 до 60 масс.%. Содержание этанола в жидкости приводит к более быстрому удалению избыточного количества жидкости из образцов и, как следствие, более быстрой сушки образцов. При этом время сушки сокращается до 20-50 минут. После сушки образцы подвергают термической обработке при температуре не ниже 600°C с целью удаления сахарозы и получения прочных спеченных образцов заданного фазового состава. Технический результат предлагаемого изобретения достигается тем, что состав жидкости для получения пористых керамических образцов на основе фосфатов кальция для костной инженерии при 3D формовании и/или 3D печати отличается тем, что дополнительно содержит этанол при следующем соотношении компонентов масс.%:

сахароза - 2-20;

этанол - 20-60;

остальное - вода.

В качестве порошков при 3D формовании и/или 3D печати могут использоваться любые порошки фосфатов кальция, например порошки гидроксиапатита, порошки трикальцийфосфата, порошки тетракальцийфосфата и другие, а также их смеси в любой пропорции.

Полученные после 3D формования и/или 3D печати образцы прокаливают при температуре не ниже 600°C.

При использовании раствора с содержанием сахарозы менее 2 масс.% или при содержании этанола менее 20 масс.% образцы после сушки в заданном интервале времени (до 50 минут) имеют низкую прочность. При использовании растворов, содержащих более 60 масс.% этанола, или при содержании сахарозы более 20 масс.% после формования получаются неоднородные по структуре и/или непрочные образцы, что приводит к снижению прочности после их термообработки.

Пример 1. Из порошка трикальцийфосфата получали объемные образцы с использованием 3D принтера. В качестве жидкости для принтера использовали раствор - 10 масс.% сахарозы, 36 масс.% этанола, 54 масс.% воды. После печати образцы выдерживались при температуре 20-24°C (естественная сушка) в принтере в течение 25 минут. Затем образцы подвергали термообработке при температуре 1300°C. В результате были получены образцы с пористостью - 65% и прочностью при сжатии 15 МПа.

Пример 2. Из порошка гидроксиапатита получали объемные образцы с использованием 3D принтера. В качестве жидкости для принтера использовали раствор - 2 масс.% сахарозы, 60 масс.% этанола, 38 масс.% воды. После печати образцы выдерживались при температуре 20-24°C (естественная сушка) в принтере в течение 20 минут. Затем образцы подвергали термообработке при температуре 1250°C. В результате были получены образцы с пористостью - 60% и прочностью при сжатии 13 МПа.

Состав жидкости для получения пористых керамических образцов на основе фосфатов кальция для костной инженерии при 3D формовании и/или 3D печати, отличающийся тем, что дополнительно содержит этанол при следующем соотношении компонентов масс.%:сахароза - 2-20;этанол - 20-60;остальное - вода,где в качестве порошков при 3D формовании и/или 3D печати могут использоваться любые порошки фосфатов кальция, например порошки гидроксиапатита, порошки трикальцийфосфата, порошки тетракальцийфосфата и другие, а также их смеси в любой пропорции.
Источник поступления информации: Роспатент

Показаны записи 81-90 из 118.
20.05.2019
№219.017.5d26

Способ обескремнивания нефелинового концентрата и устройство для его осуществления

Изобретение относится к области металлургии, в частности к переработке нефелинового концентрата с получением из него синтетического боксита, содержащего до 80% AlO и до 1,5% SiO. Способ включает приготовление шихты из концентрата и углерода и карботермическую восстановительную плавку шихты в...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002688083
Дата охранного документа: 17.05.2019
11.07.2019
№219.017.b28b

Способ изготовления тонкой проволоки из биосовместимого сплава tinbtazr

Изобретение относится к способам изготовления тонкой проволоки из биосовместимого сплава TiNbTaZr для кава-фильтров и стентов. Способ включает выплавку заготовки и ее деформационно-термическую обработку. Возможность получения изделий повышенной прочности, пластичности и улучшенных...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002694099
Дата охранного документа: 09.07.2019
11.07.2019
№219.017.b29f

Устройство для измерения толщины и диэлектрической проницаемости тонких пленок

Изобретение относится к области оптического приборостроения и касается устройства для исследования толщины и диэлектрических свойств тонких пленок. Устройство включает в себя два лазера с различной длиной волны, делительный кубик, расширитель светового потока, линзу, два поляризатора,...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002694167
Дата охранного документа: 09.07.2019
14.08.2019
№219.017.bf38

Борированный порошок для плазменного напыления

Изобретение относится к материалу для нанесения покрытия, в частности борированному порошку для плазменного напыления. Может использоваться для формирования износостойких покрытий. Частицы борированного порошка для плазменного напыления, состоят из ядра и борсодержащей оболочки, которая...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002697147
Дата охранного документа: 12.08.2019
16.08.2019
№219.017.c0a8

Способ регистрации следовых количеств веществ в газовой среде

Изобретение относится к оптике и аналитической технике и может быть применено для определения наличия следовых количеств летучих веществ. Способ регистрации следовых количеств веществ в газовой среде, вызывающих поверхностную оптическую сенсибилизацию галоидного серебра под действием света в...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002697477
Дата охранного документа: 14.08.2019
16.08.2019
№219.017.c0ae

Способ получения биоцемента для заполнения костных дефектов на основе дикальцийфосфата дигидрата и сульфата кальция двуводного

Изобретение относится к медицине и касается получения биоцемента для заполнения костных дефектов. Для этого цементный раствор получают в результате смешения порошка трикальцийфосфата и сульфата кальция полуводного с водным раствором дигидроортофосфата магния 4-водного - раствор 50-66% соли...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002697396
Дата охранного документа: 14.08.2019
23.08.2019
№219.017.c2d7

Способ изготовления керамики на основе композита нитрид кремния - нитрид титана

Изобретение относится к способу получения керамического композита из нитрида кремния, упрочненного нитридом титана, обладающего совокупностью физико-механических свойств, таких как высокая прочность и твердость, низкий коэффициент термического расширения, износостойкость и электрическая...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002697987
Дата охранного документа: 21.08.2019
01.11.2019
№219.017.dc2d

Способ плазменного напыления с насадкой к плазмотрону и устройство для его осуществления

Изобретение относится к области металлургии, к напылению плазменных покрытий и может быть использовано для формирования износостойких, коррозионностойких и функциональных покрытий с минимальным содержанием оксидов, формирующихся в процессе напыления. Способ и устройство напыления покрытий при...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002704680
Дата охранного документа: 30.10.2019
01.11.2019
№219.017.dc41

Высокопрочная дисперсионно-твердеющая азотосодержащая коррозионно-стойкая аустенитная сталь

Изобретение относится к области металлургии, а именно к высокопрочным дисперсионно-твердеющим азотосодержащим коррозионно-стойким аустенитным сталям, используемым для изготовления высоконагруженных конструкций в машиностроении, судостроении, авиации и железнодорожном транспорте. Сталь содержит...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002704703
Дата охранного документа: 30.10.2019
04.11.2019
№219.017.de5f

Способ получения пористых материалов из альгината натрия и поливинилпирролидона, содержащих фосфаты кальция

Изобретение может быть использовано в реконструктивно-пластической хирургии для пластической реконструкции поврежденных костных тканей. Для получения пористых материалов из альгината натрия и поливинилпирролидона, содержащих фосфаты кальция, для заполнения костных дефектов проводят синтез in...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002705084
Дата охранного документа: 01.11.2019
Показаны записи 81-90 из 93.
04.11.2019
№219.017.de5f

Способ получения пористых материалов из альгината натрия и поливинилпирролидона, содержащих фосфаты кальция

Изобретение может быть использовано в реконструктивно-пластической хирургии для пластической реконструкции поврежденных костных тканей. Для получения пористых материалов из альгината натрия и поливинилпирролидона, содержащих фосфаты кальция, для заполнения костных дефектов проводят синтез in...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002705084
Дата охранного документа: 01.11.2019
27.12.2019
№219.017.f28e

Керамический материал с низкой температурой спекания на основе системы диоксида циркония - оксида алюминия - оксида кремния

Изобретение относится к области получения высокоплотной керамики на основе ZrO-AlO-SiO. Разработанные материалы могут быть использованы для получения огнеупорных изделий, высокотемпературных деталей машин и печного оборудования. Керамический материал имеет следующий химический состав, мас.%:...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002710341
Дата охранного документа: 25.12.2019
08.02.2020
№220.018.001a

Биорезорбируемая барьерная мембрана на основе полисахарида для направленной регенерации костной ткани

Группа изобретений относится к биорезорбируемой барьерной мембраны на основе альгината бария для направленной регенерации костной ткани, в которой пористость составляет до 95-98%, размер пор от 100 до 500 мкм, рН 6,8-7,4, прочность при растяжении 3-5 МПа, фазовый состав - 100 масс. % альгинат...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002713657
Дата охранного документа: 06.02.2020
15.02.2020
№220.018.02b4

Способ получения окрашенного однофазного пирофосфата кальция

Изобретение может быть использовано в производстве материалов для восстановления дефектов костной ткани, зубных пломб. Способ получения окрашенного однофазного пирофосфата кальция включает смешение лактата кальция с двузамещенным фосфатом аммония при их мольном соотношении, равном 1. Смешение...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002714188
Дата охранного документа: 12.02.2020
15.02.2020
№220.018.02d1

Способ определения площади контакта оправки и заготовки при винтовой прошивке

Изобретение относится к области обработки металлов давлением. Способ заключается в том, что заготовку прошивают на глубину, равную 0,5÷0,75 от ее исходной длины, процесс прошивки останавливают, заготовку снимают с оправки. Далее определяют размеры заготовки и оправки. На основе измерений в...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002714225
Дата охранного документа: 13.02.2020
07.06.2020
№220.018.24b3

Способ раскатки трубных заготовок

Изобретение относится к области обработки металлов давлением и может быть использовано для получения бесшовных труб раскаткой полых трубных заготовок в стане винтовой прокатки. Полую трубную заготовку - гильзу подвергают раскатке в четырехвалковом стане винтовой прокатки, все валки которого...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002722952
Дата охранного документа: 05.06.2020
12.06.2020
№220.018.25e9

Способ получения индивидуального композиционного имплантата на основе альгината натрия и фосфатов кальция для замещения костно-хрящевых дефектов методом трехмерной гелевой печати

Изобретение относится к области медицины и раскрывает способ получения индивидуального композиционного имплантата для замещения костно-хрящевых дефектов. Способ включает приготовление вязкотекучего композиционного материала, содержащего альгинат натрия и кальцийфосфатный наполнитель, нанесение...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002723217
Дата охранного документа: 09.06.2020
01.07.2020
№220.018.2d38

Способ фабрикации конструктов из фосфатов кальция

Группа изобретений относится к области медицины и раскрывает способ получения трехмерного материала на основе октокальцийфосфата каркасов с использованием магнитной левитации частиц фосфата кальция, а так же трехмерный материал, получаемый указанным способом. Способ характеризуется тем, что...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002725111
Дата охранного документа: 29.06.2020
20.04.2023
№223.018.4c47

Способ формирования пористого покрытия на рельефной поверхности

Изобретение относится к способу напыления трехмерных капиллярно-пористых (ТКП) покрытий на предварительно сформированную рельефную поверхность и может быть использовано в инженерной практике для повышения эффективности теплообмена на поверхности нагретых узлов в условиях смены агрегатного...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002763852
Дата охранного документа: 11.01.2022
12.05.2023
№223.018.5437

Керамический материал системы диоксида циркония-оксида алюминия-оксида кремния с пониженной температурой спекания

Изобретение относится к области получения высокопрочной керамики на основе диоксида циркония–оксида алюминия–оксида кремния для получения изделий медицинского назначения. Керамический материал получен из шихты, включающей, мас.%: тетрагональный диоксид циркония (содержание оксида иттрия 3...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002795518
Дата охранного документа: 04.05.2023
+ добавить свой РИД