×
10.04.2019
219.017.07ff

Результат интеллектуальной деятельности: СПОСОБ СОЗДАНИЯ НАНОЧАСТИЦ В БИОЦЕМЕНТЕ - ГИДРОКСИЛАПАТИТЕ

Вид РИД

Изобретение

Аннотация: Изобретение относится к области медицины. Описан гидроксилапатит с частицами наноразмеров, который может быть использован в качестве костезамещающего материала при осуществлении различного рода операций, связанных с поломкой или утратой больным кости или ее частей. Изобретение направлено на создание в готовых изделиях гидроксилапатита частиц наноразмеров без применения термообработки. Указанный результат достигается тем, что готовые изделия при комнатной температуре подвергают воздействию тормозного излучения, генерируемого в гидроксилапатите быстрыми электронами, испускаемыми радиоизотопным источником Sr+Y, в интервале поглощенных доз излучения от 3,3 до 66 рад. Результат изобретения это уменьшение хрупкости костезамещающего материала. 1 табл.

Изобретение относится к области медицины. Гидроксилапатит с частицами наноразмеров может быть использован в качестве костезамещающего материала при осуществлении различного рода операций, связанных с поломкой или утратой больным кости или ее частей.

Наиболее близким к заявляемому способу является способ создания в гидроксилапатите частиц наноразмеров [1]. Недостатками прототипа являются: во-первых, использование микроволнового излучения, которое позволяет получить частицы со средним размером 220 нм, не являющиеся наночастицами, во-вторых, необходимость термообработки для получения частиц наноразмеров, в-третьих, получение наночастиц в исходном материале, а не в готовых изделиях.

Заявляемое изобретение направлено на создание в готовых изделиях гидроксилапатита частиц наноразмеров без применения термообработки.

Указанный результат достигается тем, что готовые изделия при комнатной температуре подвергают воздействию тормозного излучения, генерируемого в гидроксилапатите быстрыми электронами, испускаемыми радиоизотопным источником 90Sr+90Y, в интервале поглощенных доз излучения от 3,3 до 66 рад.

Отличительными признаками заявляемого изобретения являются:

- облучение готовых изделий, выполненных из гидроксилапатита;

- облучение готовых изделий при комнатной температуре;

- использование радиоизотопного источника быстрых электронов 90Sr+90Y;

- значение нижнего предела поглощенной дозы излучения, равное 3,3 рад;

- значение верхнего предела поглощенной дозы излучения, равное 66 рад.

Экспериментально установлено, что средние размеры блоков (кристаллитов) гидроксилапатита превышают 100 нм, если значения поглощенной дозы излучения менее 3,3 рад.

Экспериментально установлено, что средние размеры блоков гидроксилапатита превышают 100 нм, если значения поглощенной дозы излучения более 66 рад.

Экспериментально установлено, что средние размеры блоков гидроксилапатита составляют менее 100 нм, если значения поглощенной дозы излучения лежат в интервале 3,3-66 рад.

Сущность заявляемого изобретения поясняется нижеследующим описанием.

В качестве эмиттера электронов использовался радиоизотопный источник 90Sr+90Y, содержащий смесь радиоактивных изотопов стронция 90 и иттрия 90 [2]. Этот источник электронов обладает рядом преимуществ по сравнению с обычно используемыми ускорителями электронов, главными из которых являются: отсутствие потребления электроэнергии, большой срок службы, малые габариты и простота эксплуатации. Энергетический спектр электронов источника Sr90Y90 весьма широк: он простирается от практически нулевых энергий до Е0=2,27 МэВ. Кривая распределения бета-частиц по энергиям имеет максимум Е≈1/3Е0=0,76 МэВ.

Средние размеры блоков (кристаллитов)) определялись методом рентгеновской дифрактометрии [3] при помощи автоматизированного рентгеновского дифрактометра марки "ДРОН-4". Использовалось излучение CoKα, монохроматизированное отражением от пирографита на дифрагированном пучке. Применялось шаговое сканирование: шаг 0,1 угл. град, время регистрации τ в точке 10 с, интервал 30-100 (в брегговских углах 2θ).

Для определения среднего размера блоков использовались программы OUTSET и PROFILE [4], а также аналитический метод [5].

Программа PROFILE основана на мозаичной модели кристалла [3]. Расчет размеров мозаичных блоков связан с некоторыми ограничениями, обусловленными принципиальными возможностями метода аппроксимации [3]. Так, этот метод не способен определить размер блоков мозаики, если он превышает 250 нм [6].

Проверка достижения заявленного технического результата осуществлялась следующим образом. Из гидроксилапатита Са5[(PO4)3ОН] [7] изготавливались образцы, имеющие форму цилиндров ⌀ 9 мм и высотой ≈9 мм. С одной из плоских поверхностей они облучались быстрыми электронами от радиоизотопного источника 90Sr+90Y. Один из образцов, находящийся в исходном состоянии, и облученные образцы исследовались методом рентгеновской дифрактометрии. Исследования облученных образцов проводилось на плоских поверхностях, противоположных облученным электронами, т.е. на эти поверхности действовало только тормозное излучение, генерируемое электронами.

В таблице приведены результаты экспериментов.

Средние размеры блоков мозаики в образцах гидроксилапатита, определенные при помощи двух методов расчета на поверхностях, противоположных облученным электронами

Dпогл.γ,рад D, нм
Метод расчета
PROFILE [4] Аналитический метод [5]
0 227±59 144,2±63,4
3,3+0,7 116±21 75,2±23,2
6,6+0,7 96±10 64,7±13,0
13,2±0,7 49±2 36,9±5,6
66±1,3 112±24 74,5±26,6
660±1,3 220±61 138,4±63,3

Из таблицы очевидно, что в интервале поглощенных доз излучения от 3,3 до 66 рад значение средних размеров блоков (кристаллитов) D составляет менее 100 нм, причем при Dпогл=13,2 рад достигается минимальный средний

размер блоков. За пределами интервала 3,3-66 рад значения D превосходят 100 нм. Согласно общепринятому в научной литературе определению [8], к наночастицам относятся частицы, размер которых не превышает 100 нм. Таким образом, только в интервале поглощенных доз излучения 3,3-66 рад при облучении образцов гидроксилапатита тормозным излучением образуются наночастицы.

Заметим, что при анализе результатов, помещенных в табл.1, мы пользуемся данными, полученными при помощи метода [5], а не метода [4], поскольку метод [5] более адекватно отражает реальность [5].

Заметим также, что, хотя при рентгеновском измерении образцу гидроксилапатита передается поглощенная доза излучения, равная 16,1±0,5 кГр, что на 3-5 порядков больше доз, представленных в табл.1, она не сказывается на результатах измерения.

Образцы гидроксилапатита с минимальными размерами блоков (кристаллитов) обладают уникальными механическими характеристиками:

модуль упругости уменьшается в 6 раз, деформация сжатия при максимальном механическом напряжении возрастает в 2 раза, предельная деформация сжатия - ≈ в 1,75 раза по сравнению с образцами, находящимися в исходном состоянии.

Источники информации

1. Заявка США US 2005/226939 А1 от 13.10.2005. INt.Cl7 A61E 5/055, A61К 33/42; US C1 424/602, 423/308 "Production of nano-sized hydroxyapatite particles" Заявитель National University of Singapore (Прототип).

2. Яворский Б.М., Детлаф А.А. Справочник по физике. // М.: Физматгиз, 1963-848 с.

3. Горелик С.С., Расторгуев Л.Н., Скаков Ю.А. Рентгенографический и электронно-оптический анализ. Изд. 4-е. - М.: МИСиС, 2002. - 360 с.

4. Шелехов Е.В., Свиридова Т.А. Программы для рентгеновского анализа поликристаллов. // Металловедение и термическая обработка металлов. - 2000. - №8. - С.16-19.

5. Коршунов А.Б. Аналитический метод определения параметров тонкой кристаллической структуры по уширению рентгеновских линий. // Заводская лаборатория. Диагностика материалов. - 2004. - Т.70, №2. - С.27-32.

6. Кристаллография, рентгенография и электронная микроскопия. / Я.С.Уманский, Ю.А.Скаков, А.Н.Иванов, Л.Н.Расторгуев. - М.: Металлургия, 1982. - 632 с.

7. Получение гидроксилапатита гидролизом α-Са3(PO4)2 / Синицына О.В., Вересов А.Г., Ковалева Е.С. и др. // Известия Академии Наук. Серия химическая, 2005, №1. - С.78-85.

8. Гуткин М.Ю., Овидько И.А. Предел текучести и пластическая деформация нанокристаллических материалов. // Успехи механики. - 2003. - №1. - С.68-125.

Способ создания наночастиц в изделии из гидроксилапатита посредством радиационной обработки, заключающийся в том, что изделие при комнатной температуре подвергают воздействию тормозного излучения, генерируемого быстрыми электронами, испускаемыми радиоизотопным источником Sr+Y, в интервале поглощенных доз излучения от 3,3 до 66 рад.
Источник поступления информации: Роспатент

Показаны записи 1-1 из 1.
19.04.2019
№219.017.3299

Нанобиоцемент и способ его получения в готовых изделиях из гидроксилапатита

Изобретение относится к области медицины. Описан нанобиоцемент, который может быть использован в качестве костезамещающего материала при осуществлении различного рода операций, связанных с поломкой или утратой больным кости или ее частей. В готовых изделиях гидроксилапатита, облученных быстрыми...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002409393
Дата охранного документа: 20.01.2011
Показаны записи 21-30 из 68.
10.07.2015
№216.013.5b67

Способ получения гибридного материала (варианты) для перезаряжаемых химических источников тока

Изобретение относится к катодному органо-неорганическому гибридному материалу для вторичных литий-ионных источников тока состава (CHN)*xVO*yHO, где х=0.10-0.12, y=0.7-0.9 в виде наносвитков длиной от 100 до 500 нм и диаметром от 10 до 20 нм с площадью поверхности 60 м/г и диаметром пор 20-30...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002554940
Дата охранного документа: 10.07.2015
10.07.2015
№216.013.5d11

Способ получения анодного оксида алюминия с высокоупорядоченной пористой структурой и способ формирования массивов анизотропных наноструктур на его основе

Изобретение относится к способу получения пористой пленки с высокоупорядоченной системой пор, образующих строгую гексагональную решетку, а также к способу формирования высокоупорядоченных массивов анизотропных структур. В качестве исходного материала для осуществления способа получения пористой...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002555366
Дата охранного документа: 10.07.2015
27.09.2015
№216.013.7f59

Способ очистки внутренней и наружной поверхности труб

Изобретение относится к трубному производству и может быть использовано при производстве труб, например длинномерных, методом холодной прокатки. Способ включает одновременную очистку внутренней и наружной поверхности труб от технологической смазки непосредственно в процессе прокатки. Уменьшение...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002564198
Дата охранного документа: 27.09.2015
10.10.2015
№216.013.8118

Способ упрочнения поверхности режущего инструмента из твердых сплавов на основе карбида вольфрама с кобальтовой связкой

Изобретение относится к области металлургии, преимущественно к способам радиационного упрочнения поверхностей изделий из твердых сплавов, в частности режущего инструмента из твердых сплавов на основе карбида вольфрама с кобальтовой связкой. Способ упрочнения поверхности режущего инструмента из...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002564645
Дата охранного документа: 10.10.2015
10.02.2016
№216.014.c2ce

Стойка опоры

Настоящее изобретение касается конструкции стойки опоры, в частности стойки сборной опоры, и может быть использовано при проектировании и возведении опор различного назначения для линий электропередачи, связи и т.п. Стойка опоры выполнена в виде трубчатой конструкции, стенки которой армированы...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002574430
Дата охранного документа: 10.02.2016
20.03.2016
№216.014.c869

Пост комплексного контроля дефектов буксовых узлов и колес движущихся вагонов

Изобретение относится к контрольным системам и используется для дефектации колес и диагностики подшипников буксовых узлов колесных пар. В пост комплексного контроля дефектов буксовых узлов и колес движущихся вагонов введены модуль контроля динамических нагрузок, выполненный из установленных...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002578005
Дата охранного документа: 20.03.2016
10.04.2016
№216.015.31fb

Криоаппликатор

Изобретение относится к криогенной технике и может использоваться в криомедицине. Криоаппликатор содержит депо для жидкого криоагента, выполненное из проницаемо-пористого никелида титана в форме продолговатого цилиндра с рабочим участком на торце одного конца и термоизолированной рукоятью на...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002580037
Дата охранного документа: 10.04.2016
13.01.2017
№217.015.6f9e

Неперетачиваемый штамп из кобальтсодержащего твердого сплава с износостойким приповерхностным слоем

Изобретение относится к области металлургии и горного дела, а именно к неперетачиваемому штампу из кобальтсодержащего твердого сплава. Упомянутый неперетачиваемый штамп имеет приповерхностный слой кобальтсодержащего твердого сплава, модифицированный гидроксидом кобальта Co(OH) и...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002596537
Дата охранного документа: 10.09.2016
13.01.2017
№217.015.7847

Способ формирования износостойкого приповерхностного слоя в кобальтсодержащем твердосплавном изделии в виде штампа

Изобретение относится к области металлургии и горного дела, преимущественно к способам модификации изделий из твердых сплавов, применяемых в горном деле, и для холодной и горячей механической обработки неметаллов, металлов и металлических сплавов, например, резанием. Способ формирования...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002599315
Дата охранного документа: 10.10.2016
13.01.2017
№217.015.78e3

Способ получения композиционного материала для замещения костных дефектов с использованием гидролитической конверсии

Изобретение относится к медицине и биотехнологии. Описан способ получения композиционного материала для замещения костных дефектов, включающий: подготовку порошковой смеси, содержащей порошок альфа-Ca(PO); подготовку пасты при добавлении жидкости затворения в виде водного раствора, содержащего...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002599022
Дата охранного документа: 10.10.2016
+ добавить свой РИД