RU209141U1 - AUGMENT FOR IMPLANTATION - Google Patents

Abstract

Полезная модель относится к области создания конструкций имплантатов, предпочтительно, из титановых сплавов, изготавливаемых методами аддитивных технологий.Аугмент для имплантации выполнен в виде прямоугольной призмы, ограниченной гранями и ребрами, и имеющей внутреннюю структуру в виде объемной решетки с расположением узлов в вершинах элементарных геометрических фигур. Вдоль ребер прямоугольной призмы, соединяющих грани прямоугольной призмы, выполнены зоны сплошного материала.Зоны сплошного материала имеют форму стержней квадратного поперечного сечения. Аугмент для имплантации выполнен из титана или титанового сплава.The utility model relates to the field of creating implant structures, preferably from titanium alloys, manufactured by additive technologies. The implantation augment is made in the form of a rectangular prism, limited by faces and ribs, and having an internal structure in the form of a three-dimensional lattice with nodes located at the vertices of elementary geometric shapes . Along the edges of the rectangular prism, connecting the faces of the rectangular prism, there are zones of solid material. The zones of solid material are in the form of rods of a square cross section. The implantation augment is made of titanium or titanium alloy.

Description

Полезная модельт относится к области травматологии и ортопедии, а точнее к области создания конструкций имплантатов, предпочтительно, из титановых сплавов, изготавливаемых методами аддитивных технологий.The utility model relates to the field of traumatology and orthopedics, and more specifically to the field of creating implant structures, preferably from titanium alloys manufactured by additive technologies.

Известны конструкции имплантатов, применяемых в травматологии и ортопедии, представляющие собой стержневые системы и изготовленные из титана или титановых сплавов методом литья [1] или прокатки [2]. Они применяются, в основном, для протезирования коленных суставов. Структура титанового литья или проката представляет собой сплошной (беспористый) металл, получаемый методом отливки в печах вакуумно-дугового переплава и последующей обработкой давлением, включая прессование, ковку и прокатку, а при необходимости и горячую объемную штамповку [3].Known designs of implants used in traumatology and orthopedics, which are rod systems and made of titanium or titanium alloys by casting [1] or rolling [2]. They are mainly used for prosthetic knee joints. The structure of titanium casting or rolled products is a solid (non-porous) metal obtained by casting in vacuum-arc remelting furnaces and subsequent pressure treatment, including pressing, forging and rolling, and, if necessary, hot forging [3].

Недостатком упомянутых структур имплантатов является отсутствие пор, которые могут выполнять несколько функций. Во-первых, наличие пор снижает массу имплантата, приближая ее к массе костного материала. Во-вторых, определенная архитектура расположения пор позволяет обеспечить улучшение совместимости с костью за счет прорастания костной ткани в поровое пространство. В-третьих, пористые структуры обеспечивают более приемлемый для имплантатов уровень физико-механических свойств: упругости, демпфируемости и т.д. [4, 5].The disadvantage of the mentioned structures of the implants is the lack of pores, which can perform several functions. First, the presence of pores reduces the mass of the implant, bringing it closer to the mass of the bone material. Secondly, a certain architecture of the pore arrangement allows for improved compatibility with the bone due to the growth of bone tissue into the pore space. Thirdly, porous structures provide a more acceptable level of physical and mechanical properties for implants: elasticity, damping, etc. [4, 5].

Такой недостаток устранен в других технических объектах, которые представляют собой пористые структуры, создаваемые тем или иным способом [6].This disadvantage is eliminated in other technical objects, which are porous structures created in one way or another [6].

Например, патентами US 2017252165 [7] и RU 2576610 [8] предложена группа изобретений, в которой пористая структура имплантата содержит ряд ветвей, причем каждая ветвь имеет первый конец, второй конец и непрерывное удлиненное тело между указанными первым и вторым концами, причем указанное тело имеет толщину и длину; и содержит ряд узлов, причем каждый узел содержит пересечение одного из концов первой ветви с телом второй ветви, при этом в каждом узле пересекаются не более двух ветвей. Имплантат такой конструкции имеет тем самым открытую пористость, т.е. все его поры сообщаются с внешней средой либо сами по себе, либо через соседние поры.For example, patents US 2017252165 [7] and RU 2576610 [8] propose a group of inventions in which the porous structure of the implant contains a number of branches, each branch having a first end, a second end and a continuous elongated body between the specified first and second ends, and the specified body has thickness and length; and contains a number of nodes, each node containing the intersection of one of the ends of the first branch with the body of the second branch, with no more than two branches intersecting at each node. An implant of this design thus has an open porosity, i.e. all its pores communicate with the external environment either by themselves or through neighboring pores.

Пористые структуры имплантатов неоднократно усложнялись различными методами. Патентами [9, 10] предусмотрено создание хирургического имплантата, обеспечивающего улучшение совместимости с костью и/или устойчивости к износу. Имплантат состоит из поверхностной и центральной областей. При этом доля объема пор в пределах пористой поверхностной области составляет от 20 до 50%. Поры взаимно соединены и, по существу, равномерно распределены в пределах пористой поверхностной области. По меньшей мере некоторые из пор имеют размер в диапазоне от 100 до примерно 750 мкм. Пористая поверхностная область имеет толщину по меньшей мере примерно 1 мм, а предпочтительно - от примерно 2 до примерно 5 мм. Различные области в пределах пористой поверхностной области имеют различное распределение размеров пор и/или различную долю объема пор, так что в пределах пористой поверхностной области существует градиент размеров пор и/или доли объема пор. Область сердцевины имеет плотность от 0,7 до 1,0 от теоретической плотности. Область сердцевины и/или пористая поверхностная область выполнены из титана, титана коммерческой чистоты, нержавеющей стали, сплавов на основе титана, титан-алюминий-ванадиевых сплавов, титан-алюминий-ниобиевых сплавов или сплавов на основе кобальта-хрома. Область сердцевины и/или пористая поверхностная область выполнены из сплавов Ti-6Al-4V, Ti-6Al-7Nb, Stellite 211 или нержавеющей стали 316L.The porous structures of implants have been repeatedly complicated by various methods. Patents [9, 10] provide for the creation of a surgical implant that improves bone compatibility and/or wear resistance. The implant consists of a superficial and a central region. In this case, the proportion of the pore volume within the porous surface region ranges from 20 to 50%. The pores are mutually connected and substantially evenly distributed within the porous surface region. At least some of the pores have a size in the range of 100 to about 750 microns. The porous surface region has a thickness of at least about 1 mm, and preferably from about 2 to about 5 mm. Different regions within a porous surface region have a different pore size distribution and/or a different pore volume fraction such that a gradient of pore sizes and/or pore volume fraction exists within the porous surface region. The core region has a density of 0.7 to 1.0 of the theoretical density. The core region and/or the porous surface region is made of titanium, commercial grade titanium, stainless steel, titanium-based alloys, titanium-aluminum-vanadium alloys, titanium-aluminum-niobium alloys, or cobalt-chromium-based alloys. The core region and/or the porous surface region are made of Ti-6Al-4V, Ti-6Al-7Nb, Stellite 211, or 316L stainless steel.

В соответствии с патентом US 7674426 [11] пористая биосовместимая металлическая деталь (ортопедический имплантат) содержит металлическую матрицу с порами с извлекаемым другим материалом. Извлекаемый материал удаляют перед спеканием первого порошкового металла. В конечном варианте изготовления пористость составляет от 50% до 90%. Недостатком аналога является нерегулярный вид пор и неравномерно распределенная пористость.In accordance with US Pat. No. 7,674,426 [11], a porous biocompatible metal part (orthopedic implant) contains a metal matrix with pores with other material being extracted. The material to be removed is removed before the first powder metal is sintered. In the final embodiment, the porosity is from 50% to 90%. The disadvantage of analogue is the irregular appearance of the pores and unevenly distributed porosity.

По патенту US 2011125284 [12] имплантат имеет пористую часть, которая определяется множеством твердых областей, где присутствует материал, и оставшейся множественностью областей пор, где материал отсутствует, местоположения, по меньшей мере, большей части множественности твердых областей определяется одной или несколькими математическими функциями. Характер пористой части может быть систематически изменен путем изменения одной или нескольких констант в математических функциях, а часть выполняется процессом изготовления твердых свободных форм. С помощью упомянутых математических функций имплантат может быть представлен как ячеистое тело, узлы которого входят в состав стереографических многоугольников, повторяющих кристаллические решетки, например, алмаза.According to US patent 2011125284 [12], the implant has a porous part, which is defined by a plurality of hard regions where the material is present, and the remaining plurality of pore regions where the material is absent, the location of at least most of the plurality of hard regions is determined by one or more mathematical functions. The nature of the porous part can be systematically changed by changing one or more constants in mathematical functions, and the part is made by the process of making solid freeforms. Using the mentioned mathematical functions, an implant can be represented as a cellular body, the nodes of which are part of stereographic polygons that repeat the crystal lattices of, for example, diamond.

Исследователи из голландских организаций (Faculty of Mechanical, Maritime and Materials Engineering, Delft University of Technology (TU Delft), Department of Orthopedics and Department of Rheumatology, University Medical Center Utrecht, Department of Metallurgy and Materials Engineering, KU Leuven) опубликовали результаты изучения аддитивно изготовленных пористых биоматериалов с открытой пористостью и порами, изготовленными из шести типов ячеек и определили их механические и морфологические свойства [13]. Эти типы ячеек: усеченный куб, усеченный кубооктаэдр, ромбокубооктаэдр и ромбический додекаэдр. Изменение формы элементарной ячейки позволяет регулировать уровень физико-механических характеристик, в том числе, модуля упругости. Таким образом, разработка новых структур пористых имплантатов ведется по пути изменения конфигурации ячеистого строения. Недостатком известных технических решений является создание такой архитектуры ячеек, для которых характерна открытая пористость. Из-за этого упругость имплантата зависит только от упругости системы ячеек и от упругости материала, из которого они изготовлены.Researchers from Dutch organizations (Faculty of Mechanical, Maritime and Materials Engineering, Delft University of Technology (TU Delft), Department of Orthopedics and Department of Rheumatology, University Medical Center Utrecht, Department of Metallurgy and Materials Engineering, KU Leuven) published the results of the study additively manufactured porous biomaterials with open porosity and pores made from six types of cells and determined their mechanical and morphological properties [13]. These cell types are: truncated cube, truncated cuboctahedron, rhombicuboctahedron, and rhombic dodecahedron. Changing the shape of the elementary cell allows you to adjust the level of physical and mechanical characteristics, including the modulus of elasticity. Thus, the development of new structures of porous implants is carried out along the path of changing the configuration of the cellular structure. The disadvantage of the known technical solutions is the creation of such an architecture of cells, which are characterized by open porosity. Because of this, the elasticity of the implant depends only on the elasticity of the system of cells and on the elasticity of the material from which they are made.

Известен аугмент костной ткани по патенту RU 174437 [14], который включает криволинейную и плоские поверхности, при этом плоские поверхности выполнены пористыми, а криволинейная - полированной, и два сквозных отверстия для крепежных винтов, выполненных таким образом, что шляпки винтов располагаются заподлицо с полированной поверхностью. Результатом применения аугмента является повышение приживаемости элемента протеза за счет исключения отторжения и дополнительного травмирования окружающих тканей. Криволинейная поверхность аугмента, образующая суставную поверхность, выполнена полированной, что обеспечивает хорошее скольжение пары трения в суставе. Таким образом, в данном случае аугмент является непосредственным заменителем сустава, а не имплантатом для замещения дефекта кости.A bone tissue augment is known according to patent RU 174437 [14], which includes curved and flat surfaces, while the flat surfaces are porous, and the curvilinear one is polished, and two through holes for fixing screws, made in such a way that the screw heads are flush with the polished surface. The result of the use of the augment is an increase in the survival rate of the prosthesis element due to the exclusion of rejection and additional trauma to the surrounding tissues. The curved surface of the augment, which forms the articular surface, is polished, which ensures good sliding of the friction pair in the joint. Thus, in this case, the augment is a direct replacement of the joint, and not an implant to replace a bone defect.

Метод замещения дефекта кости имплантатом на основе никель титанового сплава описан в патенте RU 2161457 [15]. В нем же описан аугмент в виде цилиндрического пористого имплантата из титан-никелида марки ТН-1П. Однако во многих случаях возникает необходимость применять не цилиндрические имплантаты, а призматические.The method for replacing a bone defect with an implant based on a nickel-titanium alloy is described in patent RU 2161457 [15]. It also describes an augment in the form of a cylindrical porous implant made of titanium-nickel grade TN-1P. However, in many cases it becomes necessary to use not cylindrical implants, but prismatic ones.

Наиболее близким аналогом к заявляемому объекту является объект, описанный в источнике [16]. Он представляет собой аугмент для имплантации, выполненный в виде прямоугольной призмы, ограниченной гранями и ребрами, и имеющей внутреннюю структуру в виде объемной решетки с расположением узлов в вершинах элементарных геометрических фигур, например, куба. Наличие объемной решетки с расположением узлов в вершинах элементарных геометрических фигур позволяет снизить модуль упругости имплантата и создать условия для прорастания костных тканей через сквозные каналы, образованные ячейками решетки. Однако при выполнении призмы, имеющей внутреннюю структуру в виде объемной решетки, сама структура получается слишком пористой, в результате снижается прочность конструкции в целом, что является недостатком наиболее близкого аналога. На фиг. 1 показана структура аугмента по ближайшему аналогу. Из рисунка видно, что на поверхность граней выходят тонкие ветви решетки, которые легко могут быть сломаны при даже небольшом силовом воздействии.The closest analogue to the claimed object is the object described in the source [16]. It is an augment for implantation, made in the form of a rectangular prism, limited by edges and edges, and having an internal structure in the form of a three-dimensional lattice with nodes located at the vertices of elementary geometric shapes, such as a cube. The presence of a three-dimensional lattice with nodes located at the vertices of elementary geometric figures makes it possible to reduce the modulus of elasticity of the implant and create conditions for the growth of bone tissues through the through channels formed by the cells of the lattice. However, when performing a prism having an internal structure in the form of a three-dimensional lattice, the structure itself is too porous, resulting in reduced strength of the structure as a whole, which is a disadvantage of the closest analogue. In FIG. 1 shows the structure of the augment according to the closest analogue. It can be seen from the figure that thin branches of the lattice emerge on the surface of the faces, which can easily be broken even with a small force impact.

Технический результат заключается в повышении прочностных свойств имплантата в виде прямоугольной призмы.The technical result consists in increasing the strength properties of the implant in the form of a rectangular prism.

Предлагаемый аугмент для имплантации выполнен в виде прямоугольной призмы, ограниченной гранями и ребрами. Он имеет внутреннюю структуру в виде объемной решетки с расположением узлов в вершинах элементарных геометрических фигур.The proposed augment for implantation is made in the form of a rectangular prism, limited by edges and ribs. It has an internal structure in the form of a three-dimensional lattice with nodes located at the vertices of elementary geometric shapes.

Аугмент отличается тем, что вдоль ребер прямоугольной призмы, соединяющих грани прямоугольной призмы, выполнены зоны сплошного материала. Наличие зон сплошного материала позволяет повысить прочность конструкции имплантата в целом, поскольку сплошной материал имеет заведомо более высокую прочность, чем ячеистый, выполненный в виде пространственной решетки. Вместе с тем, такая конструкция позволяет сохранить условия для прорастания костных тканей через внутреннюю структуру пространственной решетки.The augment is distinguished by the fact that along the edges of the rectangular prism, connecting the faces of the rectangular prism, there are zones of solid material. The presence of zones of solid material makes it possible to increase the strength of the implant structure as a whole, since a solid material has a known higher strength than a cellular material made in the form of a spatial lattice. At the same time, this design allows preserving the conditions for the germination of bone tissues through the internal structure of the spatial lattice.

Зоны сплошного материала имеют форму стержня квадратного поперечного сечения. Такая форма позволяет сохранить конфигурацию ребер имплантата как прямоугольной призмы.The solid material zones have the shape of a rod with a square cross section. This shape allows you to save the configuration of the implant ribs as a rectangular prism.

Аугмент отличается тем, что он выполнен из титана или титанового сплава. Это позволяет изготовить его из материала, рекомендованного стандартами для целей имплантации. Изменяя параметры пространственной решетки, можно добиться снижения модуля упругости материала в интервале 4…30 ГПа, что приближает по упругим свойствам объект к параметрам кости человека.The augment is different in that it is made of titanium or a titanium alloy. This allows you to make it from a material recommended by the standards for implantation purposes. By changing the parameters of the spatial lattice, it is possible to achieve a decrease in the elastic modulus of the material in the range of 4–30 GPa, which brings the object closer in terms of elastic properties to the parameters of a human bone.

На фиг. 1 показана структура аугмента, выполненная по рекомендациям наиболее близкого аналога.In FIG. 1 shows the structure of the augment, made according to the recommendations of the closest analogue.

На фиг. 2 приведен общий вид аугмента предлагаемой конструкции, на фиг. 3 показан тот же аугмент, развернутый для показа каналов, созданных структурой решетки, на просвет.In FIG. 2 shows a general view of the augment of the proposed design, Fig. Figure 3 shows the same augment expanded to show the channels created by the grating structure through transmission.

На фиг. 4 показан аугмент предлагаемой конструкции, выполненный аддитивным методом 3D-печати из титанового порошка.In FIG. 4 shows an augment of the proposed design, made by additive 3D printing from titanium powder.

Аугмент для имплантации выполнен в виде прямоугольной призмы 1 (фиг. 2), ограниченной гранями 2 и ребрами 3. Он имеет внутреннюю структуру в виде объемной решетки 4 (фиг. 3) с расположением узлов в вершинах элементарных геометрических фигур, в данном случае, куба. Наличие решетки обеспечивает существование каналов 5 для прорастания костных тканей.The augment for implantation is made in the form of a rectangular prism 1 (Fig. 2), bounded by faces 2 and ribs 3. It has an internal structure in the form of a three-dimensional lattice 4 (Fig. 3) with nodes located at the vertices of elementary geometric shapes, in this case, a cube . The presence of the lattice ensures the existence of channels 5 for the germination of bone tissue.

Вдоль ребер прямоугольной призмы, соединяющих грани прямоугольной призмы, выполнены зоны сплошного материала 6 (фиг. 2). Наличие зон сплошного материала позволяет повысить прочность конструкции имплантата в целом, поскольку сплошной материал имеет заведомо более высокую прочность, чем ячеистый, выполненный в виде пространственной решетки. Вместе с тем, такая конструкция позволяет сохранить условия для прорастания костных тканей через внутреннюю структуру пространственной решетки.Along the edges of the rectangular prism connecting the faces of the rectangular prism, there are zones of solid material 6 (Fig. 2). The presence of zones of solid material makes it possible to increase the strength of the implant structure as a whole, since a solid material has a known higher strength than a cellular material made in the form of a spatial lattice. At the same time, this design allows preserving the conditions for the germination of bone tissues through the internal structure of the spatial lattice.

Зоны сплошного материала имеют форму стержня квадратного поперечного сечения. Такая конструкция показана на фиг. 4, здесь приведена фотография аугмента, он получен аддитивным методом 3D-печати из титанового порошка.The solid material zones have the shape of a rod with a square cross section. Such a design is shown in Fig. 4, here is a photograph of the augment, it was obtained by the additive 3D printing method from titanium powder.

Аугмент для имплантации может быть выполнен из титана или титанового сплава. В последнем случае можно добиться получения более высоких прочностных свойств.Augment for implantation can be made of titanium or titanium alloy. In the latter case, higher strength properties can be obtained.

Практика имплантации в области ортопедии показывает, что размеры прямоугольной призмы должны находиться в интервале 10…20 мм. При этом, если структура пространственной решетки будет ограничена размерами на 10% меньше, чем при отсутствии зон сплошного материала, то площадь сечения, через которую должна прорастать костная ткань, ощутимо не изменится.The practice of implantation in the field of orthopedics shows that the dimensions of a rectangular prism should be in the range of 10…20 mm. At the same time, if the structure of the spatial lattice is limited by dimensions 10% smaller than in the absence of zones of solid material, then the cross-sectional area through which the bone tissue must grow will not change significantly.

С учетом парности стержней квадратного поперечного сечения толщина зон сплошного материала может составлять 0,1*(10…20)/2=(0,5…1) мм. Прочность конструкции может измениться ощутимо, так как беспористая конструкция стержней обладает значительно более высоким временным сопротивлением, чем пространственная решетка.Taking into account the pairing of rods with a square cross section, the thickness of the solid material zones can be 0.1 * (10 ... 20) / 2 = (0.5 ... 1) mm. The strength of the structure can change significantly, since the non-porous design of the rods has a significantly higher tensile strength than the spatial lattice.

Это доказывается следующим расчетом. Предел прочности титана марки Grade 1 ELI (для медицинского применения) равен σ_вTi=200 МПа [17]. При изготовлении из него аугмента с применением пространственной решетки Ti с диаметром перемычек решетки 120 мкм, номинальным размером пор 500 мкм и при достижении пористости 85% предел прочности будет снижен до σ_в0=13 МПа [18]. При испытании на сжатие, принятым в практике аттестации ячеистых структур [19] часть нагрузки будет воспринята пространственной решеткой. Усилие разрушения такой конструкции составит Р₀=σ_в0*а*b, где а и b - стороны прямоугольной призмы.This is proved by the following calculation. The tensile strength of Grade 1 ELI titanium (for medical use) is σ _{in Ti} =200 MPa [17]. When an augment is made from it using a spatial Ti lattice with a lattice bridge diameter of 120 μm, a nominal pore size of 500 μm, and upon reaching a porosity of 85%, the tensile strength will be reduced to σ ₀ = 13 MPa [18]. When testing for compression, adopted in the practice of certification of cellular structures [19], part of the load will be perceived by the spatial lattice. The force of destruction of such a structure will be P ₀ = _σ in 0 * a * b, where a and b are the sides of a rectangular prism.

При выполнении зон сплошного материала по контуру объемной решетки, усилие разрушения в первом приближении будет складываться из Р₀ и усилия разрушения контура Р₁=0,1*4*σ_вTi *a*b. Увеличение усилия разрушения составит величину (Р₀+Р₁)/Р₀=1+Р₁\Р₀=1+0,l*4*σ_вTi/σ_в0=1+0,1*4*200/13=6,15. Здесь показано, что несмотря на малую площадь усиленного контура имплантата, повышение прочности становится ощутимо, поскольку прочность сплошного титана значительно, в 200/13=15 раз, больше прочности пространственной решетки.When performing zones of solid material along the contour of the volumetric lattice, the destruction force in the first approximation will be the sum of P ₀ and the destruction force of the contour P ₁ \ _u003d 0.1 * 4 * σ in Ti *a * b. The increase in the destruction force will be the value (P ₀ + P ₁ ) / P ₀ \u003d 1 + P ₁ \ P ₀ \u003d 1 + 0,l * 4 * σ in Ti / σ in ₀ \ _u003d 1 + 0.1 * 4 * 200 / 13 = 6.15. It is shown here that despite the small area of the reinforced contour of the implant, the increase in strength becomes noticeable, since the strength of solid titanium is significantly, 200/13=15 times, greater than the strength of the spatial lattice.

Предел прочности титанового сплава для медицинского применения Ti-6Al-4V ELI (extra low interstitials) по сравнению с пределом прочности титана Grade 1 ELI окажется выше, но пластичность его окажется ниже. В зависимости от предъявляемых требований можно осуществить выбор материала. Но в том и другом случаях прочность окажется выше при применении имплантата заявляемой конструкции.The tensile strength of titanium alloy for medical use Ti-6Al-4V ELI (extra low interstitials) will be higher than the tensile strength of Grade 1 ELI titanium, but its ductility will be lower. Depending on the requirements, you can choose the material. But in both cases, the strength will be higher when using the implant of the proposed design.

ЛИТЕРАТУРАLITERATURE

1. Патент RU 2397738. Протез сустава из титанового сплава. Заявка: 2007135065/14, 27.02.2006. Опубликовано: 27.08.2010 Бюл. №24. Автор(ы): БАЛИКТАЙ Севки (DE), КЕЛЛЕР Арнольд (DE). Патентообладатель(и): ВАЛЬДЕМАР ЛИНК ГМБХ унд КО. КГ (DE). МПК A61F 2/36.1. Patent RU 2397738. Titanium alloy joint prosthesis. Application: 2007135065/14, 02/27/2006. Published: 27.08.2010 Bull. No. 24. Author(s): BALIKTAI Sevki (DE), KELLER Arnold (DE). Patentee(s): WALDEMAR LINK GMBH und CO. KG (DE). IPC A61F 2/36.

2. Патент RU 2383654. Наноструктурный технически чистый титан для биомедицины и способ получения прутка из него. МПК C22F 1/18, В82В 3/00. Заявка: 2008141956/02, 22.10.2008. Опубликовано: 10.03.2010. Бюл. №7. Валиев Р.З., Семенова И.П., Якушина Е.Б., Салимгареева Г.X. Патентообладатель: Уфимский государственный авиационный технический университет", ООО "НаноМеТ".2. Patent RU 2383654. Nanostructured commercially pure titanium for biomedicine and a method for producing a rod from it. IPC C22F 1/18, B82B 3/00. Application: 2008141956/02, 10/22/2008. Published: 03/10/2010. Bull. No. 7. Valiev R.Z., Semenova I.P., Yakushina E.B., Salimgareeva G.Kh. Patentee: Ufa State Aviation Technical University, NanoMeT LLC.

3. Тарасов А.Ф., Алтухов А.В., Шейкин С.Е., Байцар В.А. Моделирование процесса штамповки заготовок имплантатов с применением схем интенсивного пластического деформирования. Вестник Пермского национального исследовательского политехнического университета. Механика. 2015. №2. С. 139-150.3. Tarasov A.F., Altukhov A.V., Sheikin S.E., Baitsar V.A. Simulation of the stamping process of implant blanks using schemes of severe plastic deformation. Bulletin of the Perm National Research Polytechnic University. Mechanics. 2015. №2. pp. 139-150.

4. Логинов Ю.Н. Развитие методов математического моделирования пластической деформации металлических пористых сред. Научно-технические ведомости СПбПУ. Естественные и инженерные науки. 2005. №40. С. 64-70.4. Loginov Yu.N. Development of methods for mathematical modeling of plastic deformation of metallic porous media. Scientific and technical statements of SPbPU. Natural and engineering sciences. 2005. No. 40. pp. 64-70.

5. Loginov, Yu.N., Golodnov, A.I., Stepanov, S.I., Kovalev, E.Yu. Determining the Young's modulus of a cellular titanium implant by FEM simulation. AIP Conference Proceedings. 2017. V. 1915. P. 030010. DOI: 10.1063/1.5017330.5. Loginov, Yu.N., Golodnov, A.I., Stepanov, S.I., Kovalev, E.Yu. Determining the Young's modulus of a cellular titanium implant by FEM simulation. AIP Conference Proceedings. 2017. V. 1915. P. 030010. DOI: 10.1063/1.5017330.

6. Loginov Y., Stepanov S., Khanykova E. Effect of pore architecture of titanium implants on stress-strain state upon compression. Solid State Phenomena. 2017. V. 265. P. 606-610. DOI: 10.4028/www.scientific.net/SSP.265.606.6. Loginov Y., Stepanov S., Khanykova E. Effect of pore architecture of titanium implants on stress-strain state upon compression. Solid State Phenomena. 2017. V. 265. P. 606-610. DOI: 10.4028/www.scientific.net/SSP.265.606.

7. Патент US 2017252165 (Al). Опубл. 2017-09-07. POROUS IMPLANT STRUCTURES. SHARP JEFFREY [US]; JANI SHILESH С [US]; GILMOUR LAURA J [US]; LANDON RYAN L [US]. Заявитель(и): SMITH & NEPHEW INC [US] МПК 61F 2/28; A61F 2/30. Заявка US 201715603936 201705247. Patent US 2017252165 (Al). Published 2017-09-07. POROUS IMPLANT STRUCTURES. SHARP JEFFREY [US]; JANI SHILESH C [US]; GILMOUR LAURA J [US]; LANDON RYAN L [US]. Applicant(s): SMITH & NEPHEW INC [US] IPC 61F 2/28; A61F 2/30. Application US 201715603936 20170524

8. Патент RU 2576610. ПОРИСТЫЕ СТРУКТУРЫ ИМПЛАНТАТОВ. МПК A61L 27/56. Авторы ШАРП Джеффри (US), ДЖАНИ Шилеш (US), ГИЛМОР Лора (US), ЛЭНДОН Райан (US). Патентообладатель: СМИТ ЭНД НЕФЬЮ, ИНК. (US) Заявка: 2012109229/15, 19.08.2010. Дата публикации заявки: 27.09.2013. Опубл.: 10.03.2016.8. Patent RU 2576610. POROUS STRUCTURES OF IMPLANTS. IPC A61L 27/56. Contributors SHARP Geoffrey (US), JANI Shilesh (US), GILMORE Laura (US), LANDON Ryan (US). Patentee: SMITH AND NEFUE, INC. (US) Application: 2012109229/15, 08/19/2010. Date of publication of the application: 27.09.2013. Published: 03/10/2016.

9. Патент US 2004243237. Surgical implant. Опубл. 2004-12-02. UNWIN PAUL [GB]; BLUNN GORDON [GB]; JACOBS MICHAEL HERBERT [GB]; ASHWORTH MARK ANDREW [GB]; WU XINHUA [GB]. Заявитель(и): они же и STANMORE IMPLANTS WORLDWIDE LIMITED. МПК A61F 2/28; A61F 2/30; A61F 2/44; A61L27/00; A61L 27/04; A61L 27/06; A61L 27/56; A61F 2/00. Номер заявки: US 20040486627, 20040622.9. Patent US 2004243237. Surgical implant. Published 2004-12-02. UNWIN PAUL [GB]; BLUNN GORDON [GB]; JACOBS MICHAEL HERBERT [GB]; ASHWORTH MARK ANDREW [GB]; WU XINHUA [GB]. Applicant(s): They are also STANMORE IMPLANTS WORLDWIDE LIMITED. IPC A61F 2/28; A61F 2/30; A61F 2/44; A61L27/00; A61L 27/04; A61L 27/06; A61L 27/56; A61F 2/00. Application number: US 20040486627, 20040622.

10. Патент RU 2305514. Способ изготовления хирургического имплантата (варианты) и хирургический имплантат. Заявка 2004107133/14. МПК: A61F 002/28. Опубликовано: 10.09.2007. Заявитель Стэнмор Имплантс Уорлдвайд ЛТД. Авторы: АНВИН Пол (GB), БЛАНН Гордон (GB), ДЖЕКОБС Майкл Герберт (GB), ЭШВОРТ Марк Эндрю (GB), ВУ Ксинхуа (GB).10. Patent RU 2305514. Method for manufacturing a surgical implant (variants) and a surgical implant. Application 2004107133/14. IPC: A61F 002/28. Published: 10.09.2007. Applicant Stanmore Implants Worldwide LTD. Contributors: Paul UNWIN (GB), Gordon BLUNN (GB), Michael Herbert JACOBS (GB), Mark Andrew ASHWORTH (GB), WU Xinghua (GB).

11. Патент US 7674426. Porous metal articles having a predetermined pore character. GROHOWSKI JOSEPH A JR [US] Заявитель: PRAXIS POWDER TECHNOLOGY, INC. МПК: B22F 3/11. Опубл. 2010-03-09. Дата приоритета: 2004-07-02.11. Patent US 7674426. Porous metal articles having a predetermined pore character. GROHOWSKI JOSEPH A JR [US] Applicant: PRAXIS POWDER TECHNOLOGY, INC. IPC: B22F 3/11. Published 2010-03-09. Priority date: 2004-07-02.

12. Патент US 2011125284 (A1). Опубл. 2011-05-26. Improvements in or Relating to Joints and/or Implants. GABBRIELLI RUGGERO, TURNER IRENE GLADYS, BOWEN CHRISTOPHER RHYS, MAG A LIN I EMANUELE. Заявитель(и): они же и UNIVERSITY OF BATH, RENISHAW PLC. МПК: A61F 2/02; A61F 2/30; B23P 17/00. Заявка US 20080994666, 2008090812. Patent US 2011125284 (A1). Published 2011-05-26. Improvements in or Relating to Joints and/or Implants. GABBRIELLI RUGGERO, TURNER IRENE GLADYS, BOWEN CHRISTOPHER RHYS, MAG A LIN I EMANUELE. Applicant(s): aka UNIVERSITY OF BATH, RENISHAW PLC. IPC: A61F 2/02; A61F 2/30; B23P 17/00. Application US 20080994666, 20080908

13. Seyed Mohammad Ahmadi, Saber Amin Yavari, Ruebn Wauthle, Behdad Pouran, Jan Schrooten, Harrie Weinans, Amir A. Zadpoor. Additively Manufactured Open-Cell Porous Biomaterials Made from Six Different Space-Filling Unit Cells: The Mechanical and Morphological Properties. Materials. 2015, V. 8. P. 1871-1896.13. Seyed Mohammad Ahmadi, Saber Amin Yavari, Ruebn Wauthle, Behdad Pouran, Jan Schrooten, Harrie Weinans, Amir A. Zadpoor. Additively Manufactured Open-Cell Porous Biomaterials Made from Six Different Space-Filling Unit Cells: The Mechanical and Morphological Properties. materials. 2015, V. 8. P. 1871-1896.

14. Патент на полезную модель RU 174437. Аугмент костной ткани для замещения губчатой кости и суставной поверхности. Ветошкин А.А., Богословский Д.Н. МПК A61F 2/28, A61F 2/30 Заявка: 2017103214, 01.02.2017. Опубл. 12.10.2017. Бюл. №29.14. Utility model patent RU 174437. Bone tissue augmentation to replace spongy bone and articular surface. Vetoshkin A.A., Bogoslovsky D.N. IPC A61F 2/28, A61F 2/30 Application: 2017103214, 02/01/2017. Published 10/12/2017. Bull. No. 29.

15. Патент RU 2161457. Способ остеотомии при изолированных компрессионных переломах наружного мыщелка большеберцовой кости. Казанцев А.Б., Миронов А.Н., Ланшаков В.А., Петров Л.Н. МПК А61В 17/56, A61L 27/06. Заявка: 99104031/14, 01.03.1999. Опубл: 10.01.2001 Бюл. №1.15. Patent RU 2161457. Method of osteotomy for isolated compression fractures of the lateral condyle of the tibia. Kazantsev A.B., Mironov A.N., Lanshakov V.A., Petrov L.N. IPC A61B 17/56, A61L 27/06. Application: 99104031/14, 03/01/1999. Published: 01/10/2001 Bull. No. 1.

16. Yong-Keun Ahn, Hyung-Giun Kim, Hyung-Ki Park, Gun-Hee Kim, Kyung-Hwan Jung, Chang-Woo Lee, Won-Yong Kim, Sung-Hwan Lim, Byoung-Soo Lee. Mechanical and microstructural characteristics of commercial purity titanium implants fabricated by electron-beam additive manufacturing. Materials Letters. 2017. V. 187. P. 64-67.16. Yong-Keun Ahn, Hyung-Giun Kim, Hyung-Ki Park, Gun-Hee Kim, Kyung-Hwan Jung, Chang-Woo Lee, Won-Yong Kim, Sung-Hwan Lim, Byoung-Soo Lee. Mechanical and microstructural characteristics of commercial purity titanium implants fabricated by electron-beam additive manufacturing. Material Letters. 2017. V. 187. P. 64-67.

17. ГОСТ P ИСО 5832-2 - 2014. Имплантаты для хирургии. Металлические материалы. Часть 2. Нелегированный титан. М.: Стандартинформ. 2015. 7 с. 17. GOST P ISO 5832-2 - 2014. Implants for surgery. metal materials. Part 2. Unalloyed titanium. M.: Standartinform. 2015. 7 p.

18. S. Amin Yavari, S.M. Ahmadi, J. van der Stok, R. Wauthle, A.C. Riemslag, M. Janssen, J. Schrooten, H. Weinans, A.A. Zadpoor. Effects of bio-functionalizing surface treatments on the mechanical behavior of open porous titanium biomaterials. Journal of the mechanical behavior of biomedical materials. 2014. V. 36. P. 109-119.18. S. Amin Yavari, S.M. Ahmadi, J. van der Stok, R. Wauthle, A.C. Riemslag, M. Janssen, J. Schrooten, H. Weinans, A.A. Zadpoor. Effects of bio-functionalizing surface treatments on the mechanical behavior of open porous titanium biomaterials. Journal of the mechanical behavior of biomedical materials. 2014. V. 36. P. 109-119.

19. Логинов Ю.Н., Попов A.A., Степанов С.И., Ковалев Е.Ю. Испытание на осадку пористого имплантата, полученного аддитивным методом из титанового сплава / Титан. 2017. №2 (55). С. 16-20.19. Loginov Yu.N., Popov A.A., Stepanov S.I., Kovalev E.Yu. Settlement test of a porous implant obtained by an additive method from a titanium alloy / Titan. 2017. No. 2 (55). pp. 16-20.

Claims (2)

1. Аугмент для имплантации, выполненный в виде прямоугольной призмы, ограниченной гранями и ребрами, и имеющей внутреннюю структуру в виде объемной решетки с расположением узлов в вершинах элементарных геометрических фигур, отличающийся тем, что вдоль ребер прямоугольной призмы, соединяющих грани прямоугольной призмы, выполнены зоны сплошного материала, имеющих форму стержней квадратного поперечного сечения.1. Augment for implantation, made in the form of a rectangular prism, bounded by faces and ribs, and having an internal structure in the form of a three-dimensional lattice with nodes located at the vertices of elementary geometric figures, characterized in that zones are made along the edges of the rectangular prism connecting the faces of the rectangular prism solid material having the form of rods of square cross section. 2. Аугмент для имплантации по п. 1, отличающийся тем, что он выполнен из титана или титанового сплава.2. Augment for implantation according to claim 1, characterized in that it is made of titanium or a titanium alloy.

Images