RU2458707C1 - Method for making intraosseous dental implant with ion-beam modification of plasma-deposited multilayer bioactive coating - Google Patents

Method for making intraosseous dental implant with ion-beam modification of plasma-deposited multilayer bioactive coating Download PDF

Info

Publication number
RU2458707C1
RU2458707C1 RU2011109937/15A RU2011109937A RU2458707C1 RU 2458707 C1 RU2458707 C1 RU 2458707C1 RU 2011109937/15 A RU2011109937/15 A RU 2011109937/15A RU 2011109937 A RU2011109937 A RU 2011109937A RU 2458707 C1 RU2458707 C1 RU 2458707C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
microns
titanium
implant
layer
dispersion
Prior art date
Application number
RU2011109937/15A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Владимир Владимирович Перинский (RU)
Владимир Владимирович Перинский
Орынгали Джулдгалиевич Муктаров (RU)
Орынгали Джулдгалиевич Муктаров
Ирина Владимировна Перинская (RU)
Ирина Владимировна Перинская
Владимир Николаевич Лясников (RU)
Владимир Николаевич Лясников
Original Assignee
Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Саратовский государственный технический университет" (СГТУ)
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Саратовский государственный технический университет" (СГТУ) filed Critical Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Саратовский государственный технический университет" (СГТУ)
Priority to RU2011109937/15A priority Critical patent/RU2458707C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2458707C1 publication Critical patent/RU2458707C1/en

Links

Images

Landscapes

  • Materials For Medical Uses (AREA)
  • Prostheses (AREA)

Abstract

FIELD: medicine.
SUBSTANCE: invention refers to medicine, namely orthopaedic dentistry, and may be used in making intraosseous implants by coating their metal substrate with plasma layers to be exposed to ion-beam modification. The presented method for making the intraosseous implant involves sandblasting of the implant surface by aluminium oxide particles, layered by plasma deposition on the implant substrates of the system of biocompatible coatings of various dispersion and thickness consisting of five layers: first two ones of titanium or titanium hydride, the next two layers of mixed titanium or titanium hydride and calcium hydroxyapatite differing by the contents of the components in the layers, and the fifth layer of calcium hydroxyapatite; then the multilayer system of biocompatible coatings is radiated in the vacuum medium of hydrocarbon gas by high-energy ions of inert gas with energy 40-130 keV and a radiation dose of 2000-5000mcKl/cm2.
EFFECT: method provides higher bioactivity and mechanical strength of the implant.
2 tbl, 2 dwg

Description

Изобретение относится к области медицинской техники, а именно к ортопедической стоматологии, и может быть использовано при изготовлении внутрикостных имплантатов путем нанесения на их металлическую основу многослойных плазменных покрытий с последующей ионно-лучевой модификацией.The invention relates to the field of medical technology, in particular to orthopedic dentistry, and can be used in the manufacture of intraosseous implants by applying multilayer plasma coatings to their metal base with subsequent ion-beam modification.

Известен способ изготовления внутрикостных стоматологических имплантатов с биоактивным покрытием [патент РФ №2074674, МПК: A61F 2/28], включающий изготовление из металла или сплава универсальным способом (токарная, фрезерная и др. методы обработки или с помощью специальных электрофизических методов) основы имплантата цилиндрической, пластинчатой или трубчатой формы, нанесение на основу имплантата методом плазменного напыления системы покрытий из четырех слоев - двух слоев титана или гидрида титана различной дисперсности и толщины, третьего слоя из механической смеси титана или гидрида титана, или гидроксиапатита с соотношением соответственно 60-80 мас.% и 20-40 мас.% и наружного слоя - гидроксиапатита.A known method of manufacturing intraosseous dental implants with a bioactive coating [RF patent No. 2074674, IPC: A61F 2/28], including the manufacture of metal or alloy in a universal way (turning, milling and other processing methods or using special electrophysical methods) of the base of the cylindrical implant , lamellar or tubular form, applying to the implant base by plasma spraying a coating system of four layers - two layers of titanium or titanium hydride of different dispersion and thickness, the third Loy of a mechanical mixture of titanium or titanium hydride, or of hydroxyapatite with a ratio respectively of 60-80 wt% and 20-40 wt% and the outer layer -.. hydroxyapatite.

Недостатком данного изобретения является невысокая биосовместимость и хрупкость покрытия.The disadvantage of this invention is the low biocompatibility and fragility of the coating.

Известен способ изготовления имплантата для замены костной ткани [патент РФ №2025132, МПК A61F 2/28], согласно которому на имплантат, выполненный из металлического или металл-керамического сплава в виде штифта, наносят трехслойное покрытие, при этом первый слой содержит биостекло на основе фосфата кальция с добавлением оксидов металлов, второй слой - смесь фосфата кальция и гидроксиапатита, а промежуточный слой содержит фосфат кальция.A known method of manufacturing an implant to replace bone tissue [RF patent No. 2025132, IPC A61F 2/28], according to which a three-layer coating is applied to an implant made of a metal or metal-ceramic alloy in the form of a pin, while the first layer contains bioglass based calcium phosphate with the addition of metal oxides, the second layer is a mixture of calcium phosphate and hydroxyapatite, and the intermediate layer contains calcium phosphate.

Однако многокомпонентная система покрытий (СаР-стекло, гидроксиапатит кальция, трикальцийфосфат и добавки оксидов металлов) с различными коэффициентами термического расширения не способствует прочному закреплению слоев покрытия (особенно первого слоя) с металлической основной имплантата, покрытие также не обладает высокой биоактивностью.However, a multicomponent coating system (CaP glass, calcium hydroxyapatite, tricalcium phosphate, and metal oxide additives) with different thermal expansion coefficients does not contribute to the solidification of the coating layers (especially the first layer) from the metal main implant; the coating also does not have high bioactivity.

Наиболее близким к предлагаемому изобретению является способ изготовления внутрикостного стоматологического имплантата с плазмонапыленным многослойным биоактивным покрытием [патент РФ №2146535, МПК A61L 27/00, А61С 8/00], состоящий в напылении плазменным методом на титановую основу имплантата системы покрытий различной дисперсности и толщины, состоящей из пяти слоев: первых двух из титана или гидрида титана, последующих двух слоев из смеси титана или гидрида титана с гидроксиапатитом кальция, отличающихся содержанием компонентов в слоях, и наружного, пятого слоя из гидроксиапатита кальция. Напыление ведут послойно при различных режимах, обеспечивающих плавный переход от компактной структуры титановой основы имплантата через многослойную систему переходного покрытия к тонкому биологически активному поверхностному пористому слою.Closest to the proposed invention is a method of manufacturing an intraosseous dental implant with a plasma-sprayed multilayer bioactive coating [RF patent No. 2146535, IPC A61L 27/00, A61C 8/00], which consists in plasma spraying on a titanium base of an implant a coating system of various dispersion and thickness, consisting of five layers: the first two of titanium or titanium hydride, the next two layers of a mixture of titanium or titanium hydride with calcium hydroxyapatite, differing in the content of components in the layers, and nar zhnogo fifth layer of calcium hydroxyapatite. Spraying is carried out layer by layer under various modes, providing a smooth transition from the compact structure of the titanium base of the implant through a multilayer transition coating system to a thin biologically active surface porous layer.

Однако при плазменном напылении биоактивного порошка теряются многие исходные химические свойства, что приводит к недостаточной биоактивности покрытия. Кроме того, покрытие является хрупким, что не позволяет использовать его при изготовлении высоконагруженных имплантатов.However, during plasma spraying of the bioactive powder, many of the initial chemical properties are lost, which leads to insufficient bioactivity of the coating. In addition, the coating is brittle, which does not allow its use in the manufacture of highly loaded implants.

Задача изобретения заключается в повышении биоактивности и механической прочности имплантата.The objective of the invention is to increase the bioactivity and mechanical strength of the implant.

Техническим результатом является образование в поверхностном слое системы покрытий имплантата большого количества упрочняющих фаз, препятствующих развитию усталостных трещин и выходу их на поверхность, а также образование на поверхности системы покрытий тонкой беспористой наноразмерной алмазоподобной пленки, способствующей быстрому росту костной ткани.The technical result is the formation in the surface layer of the implant coating system of a large number of hardening phases that prevent the development of fatigue cracks and their exit to the surface, as well as the formation on the surface of the coating system of a thin non-porous nanosized diamond-like film that promotes rapid bone growth.

Поставленная задача решается тем, что в способе изготовления внутрикостного имплантата, включающем пескоструйную обработку поверхности имплантата частицами оксида алюминия, послойное напыление плазменным методом на основу имплантата системы биосовместимых покрытий из смеси порошков титана или гидрида титана и гидроксиапатита кальция, при этом первым слоем напыляют титан или гидрид титана дисперсностью 3-5 мкм с дистанцией напыления 70-80 мм и толщиной 5-10 мкм, вторым слоем - титан или гидрид титана дисперсностью 50-100 мкм с дистанцией напыления 100 мм, толщиной 15-20 мкм, третьим слоем напыляют смесью титана или гидрида титана дисперсностью 50-100 мкм и гидроксиапатита кальция дисперсностью 5-10 мкм, с соотношением 70-80 и 30-20 мас.% соответственно, с дистанцией напыления 90-100 мм и толщиной слоя 30-50 мкм, четвертым слоем - смесь титана или гидрида титана дисперсностью 50-100 мкм и гидроксиапатита кальция дисперсностью 20-40 мкм, с соотношением 50-60 и 50-40 мас.% соответственно, с дистанцией напыления 80-85 мм и толщиной 30-50 мкм, пятым слоем напыляют гидроксиапатит кальция дисперсностью 40-70 мкм с дистанцией напыления 70 мм и толщиной слоя 20-30 мкм, согласно предлагаемому техническому решению, многослойную систему биосовместимых покрытий облучают в вакуумной среде углеводородного газа высокоэнергетическими ионами инертного газа с энергией 40-130 кэВ и дозой облучения 2000-5000 мкКл/см2.The problem is solved in that in a method for manufacturing an intraosseous implant, comprising sandblasting an implant surface with alumina particles, plasma sputtering on a biocompatible coating system implant base from a mixture of titanium powders or titanium hydride and calcium hydroxyapatite, titanium or hydride is sprayed with the first layer titanium with a dispersion of 3-5 microns with a spraying distance of 70-80 mm and a thickness of 5-10 microns, the second layer is titanium or titanium hydride with a dispersion of 50-100 microns with a spray distance 100 mm thick, 15-20 microns thick, the third layer is sprayed with a mixture of titanium or titanium hydride with a dispersion of 50-100 microns and calcium hydroxyapatite with a dispersion of 5-10 microns, with a ratio of 70-80 and 30-20 wt.%, respectively, with a spraying distance of 90 -100 mm and a layer thickness of 30-50 microns, the fourth layer is a mixture of titanium or titanium hydride with a fineness of 50-100 microns and calcium hydroxyapatite with a fineness of 20-40 microns, with a ratio of 50-60 and 50-40 wt.%, Respectively, with a spraying distance 80-85 mm and a thickness of 30-50 microns, a fifth layer is sprayed with calcium hydroxyapatite with a dispersion of 40-70 microns from a distance 70 minutes spraying mm and 20-30 mm thickness, according to the proposed technical solution, the multilayer biocompatible coating system is irradiated in a vacuum environment hydrocarbon gas with high-energy inert gas ions with an energy of 40-130 keV and a dose of 2000-5000 SCLC / cm 2.

Изобретение поясняется чертежами, где на фиг.1 представлена схема послойного формирования покрытий, на фиг.2 - схема ионно-лучевой обработки системы покрытий.The invention is illustrated by drawings, where in Fig.1 shows a diagram of the layer-by-layer formation of coatings, Fig.2 is a diagram of the ion-beam processing of the coating system.

Предлагаемый способ изготовления стоматологического имплантата осуществляют следующим образом (см. фиг.1). Перед напылением поверхность основы металлического имплантата 1 подвергают пескоструйной обработке частицами оксида алюминия, затем наносят первый слой 2 толщиной 5-10 мкм из порошка титана или гидрида титана дисперсностью 3-5 мкм с расстояния 70-80 мкм; второй слой 3 толщиной 15-20 мкм напыляют титаном или гидридом титана дисперсностью 50-100 мкм с дистанцией напыления 100 мм; третий слой 4 толщиной 30-50 мкм - смесью титана или гидрида титана (70-80 мас.%) и гидроксиапатита кальция (30-20 мас.%) дисперсностью 50-100 мкм и 5-10 мкм соответственно, с расстояния 90-100 мм; четвертый слой 5 толщиной 30-50 мкм - смесью титана или гидрида титана (50-60 мас.%) с гидроксиапатитом кальция (50-40 мас.%) дисперсностью 50-100 мкм и 20-40 мкм, с дистанцией напыления 80-85 мм и пятый слой 6 толщиной 20-30 мкм напыляют гидроксиапатитом кальция дисперсностью 40-70 мкм с расстояния 70 мм, соответственно. Напыление осуществляют плазменным методом в атмосфере в струе защитного газа, например аргона, при этом расход плазмообразующего газа составляет 20-40 л/мин. Скорость перемещения плазмотрона при напылении 80-700 мм/мин, ток плазменной дуги составляет 450-540 А, напряжение дуги 30 В, скорость вращения детали 110-160 об/мин.The proposed method of manufacturing a dental implant is as follows (see figure 1). Before sputtering, the surface of the base of the metal implant 1 is sandblasted with aluminum oxide particles, then the first layer 2 is deposited with a thickness of 5-10 microns from titanium powder or titanium hydride with a dispersion of 3-5 microns from a distance of 70-80 microns; the second layer 3 with a thickness of 15-20 microns is sprayed with titanium or titanium hydride with a dispersion of 50-100 microns with a spraying distance of 100 mm; the third layer 4 with a thickness of 30-50 microns - a mixture of titanium or titanium hydride (70-80 wt.%) and calcium hydroxyapatite (30-20 wt.%) with a dispersion of 50-100 microns and 5-10 microns, respectively, from a distance of 90-100 mm; the fourth layer 5 with a thickness of 30-50 microns - a mixture of titanium or titanium hydride (50-60 wt.%) with calcium hydroxyapatite (50-40 wt.%) dispersion of 50-100 microns and 20-40 microns, with a spraying distance of 80-85 mm and the fifth layer 6 with a thickness of 20-30 microns is sprayed with calcium hydroxyapatite dispersion of 40-70 microns from a distance of 70 mm, respectively. Spraying is carried out by a plasma method in the atmosphere in a stream of protective gas, for example argon, while the flow rate of the plasma-forming gas is 20-40 l / min. The speed of the plasma torch during spraying is 80-700 mm / min, the plasma arc current is 450-540 A, the arc voltage is 30 V, the speed of rotation of the part is 110-160 rpm.

Затем изделие с многослойной системой покрытий закрепляют на барабане 7 (см. фиг.2) в установке ионно-лучевого легирования, например «Везувий-5» (Мейер Дж. Эриксон Л. «Ионное легирование полупроводников» 1970 г. М.: Мир). В объеме приемной камеры 8 установки откачивают давление до 10-6 мм рт.ст. с помощью высоковакуумных насосов 9, которое фиксируют ионизационным датчиком высокого вакуума 10 и вакуумметром 11. Далее, по команде оператора, в камеру 8 через игольчатый клапан 12 из баллона 13 по герметичному трубопроводу 14 в объем приемной камеры 8 подают реакционный углеводородный газ, например оксид углерода (СО) или углеводорода (СН), при этом давление в камере по средствам ЭВМ 15 (автоматически) изменяют в сторону повышения, но не более 10-4 мм рт.ст., что фиксируется ионизационным датчиком высокого вакуума 10 и вакуумметром 11. Сигнал с датчика высокого вакуума 10 поступает на электронный блок 16, где происходит сравнение полученных значений вакуума с заданной величиной. Далее сигнал через устройство сопряжения с объектом 17 (УСО) передается на ЭВМ и уже затем на источник питания привода 18 игольчатого клапана 12. Данный процесс повторяется постоянно с целью поддержания заданной величины давления в объеме приемной камеры 8 установки. Далее изделие с многослойной системой покрытий, находящееся на барабане 7 в приемной камере 8, облучают ионами инертного газа с энергией 40-130 кэВ и интегральной дозой 2000-5000 мкКл/см2, например ионами аргона (Ar) или неона (Ne) (см. табл.1, 2), которые образуются в разрядной камере ионного источника 19 за счет ионизации паров рабочего вещества в дуговом разряде и вытягиваются из него при помощи электрода.Then the product with a multilayer coating system is fixed on the drum 7 (see figure 2) in the installation of ion-beam alloying, for example, "Vesuvius-5" (Meyer J. Erickson L. "Ion doping of semiconductors" 1970, Moscow: World) . In the volume of the receiving chamber 8 of the installation, the pressure is pumped out to 10 -6 mm Hg using high-vacuum pumps 9, which is fixed by a high vacuum ionization sensor 10 and a vacuum gauge 11. Then, at the command of the operator, a reaction hydrocarbon gas, for example, carbon monoxide, is fed into the chamber 8 through the needle valve 12 from the cylinder 13 through a sealed pipe 14 into the volume of the receiving chamber 8 (СО) or hydrocarbon (СН), while the pressure in the chamber by computer 15 (automatically) is changed upward, but not more than 10 -4 mm Hg, which is detected by a high vacuum ionization sensor 10 and a vacuum gauge 11. Signal with dat High vacuum 10 enters the electronic unit 16, where the obtained vacuum values are compared with a predetermined value. Next, the signal through the device for interfacing with the object 17 (USO) is transmitted to the computer and then to the power source of the actuator 18 of the needle valve 12. This process is repeated constantly in order to maintain a given pressure in the volume of the receiving chamber 8 of the installation. Next, the product with a multilayer coating system, located on the drum 7 in the receiving chamber 8, is irradiated with inert gas ions with an energy of 40-130 keV and an integral dose of 2000-5000 μC / cm 2 , for example, argon (Ar) or neon (Ne) ions (cm Table 1, 2), which are formed in the discharge chamber of the ion source 19 due to the ionization of the vapor of the working substance in the arc discharge and are pulled out of it using an electrode.

Облучение изделий осуществляют в среде газа, например CO, CH, являющегося источником углерода, необходимого для синтеза на поверхности изделий углеродсодержащей наноразмерной алмазоподобной полимерной пленки. При ионно-лучевой обработке в поверхностном слое адсорбированных углеродсодержащих фрагментов происходят процессы ионизации и диссоциации молекул, приводящие к возникновению заряженных радикалов, процесс сшивания которых стимулируется энергетическим воздействием ионно-лучевой обработки и контролируется поступлением электронов из нижележащего металла. По мере увеличения толщины заполимеризовавшегося слоя поступление электронов к поверхности реакции затрудняется и при достижении толщины порядка длины туннелирования электронов рост алмазоподобной полимерной пленки прекращается. Наиболее интенсивно процесс роста протекает на участках заполимеризовавшегося слоя с меньшей толщиной и порами, что обеспечивает высокую равномерность и беспористость пленки.Irradiation of the products is carried out in a gas medium, for example, CO, CH, which is the source of carbon necessary for the synthesis of a carbon-containing nanosized diamond-like polymer film on the surface of the products. During ion-beam treatment in the surface layer of adsorbed carbon-containing fragments, processes of ionization and dissociation of molecules occur, leading to the appearance of charged radicals, the crosslinking process of which is stimulated by the energy effect of the ion-beam treatment and is controlled by the influx of electrons from the underlying metal. As the thickness of the polymerized layer increases, the entry of electrons to the reaction surface becomes more difficult, and when a thickness of the order of the electron tunneling length is reached, the growth of a diamond-like polymer film stops. The growth process proceeds most intensively in areas of the polymerized layer with a smaller thickness and pores, which ensures high uniformity and porosity of the film.

Облучение многослойных биосовместимых покрытий высокоэнергетическими ионами инертного газа, например Ar, He, Xe, Rn, Kr, Ne, являющимися химически не активными с металлом, обеспечивает максимальную прочность сцепления покрытия с соседними слоями и с подложкой, за счет ионного перемешивания фрагментов адсорбированной на поверхности покрытий полимерной пленкой с приповерхностным слоем металла. Облучение высокоэнергетическими ионами инертного газа способствует появлению на многослойном покрытии равномерной алмазоподобной беспористой полимерной пленки, обладающей высокой химической инертностью и механической прочностью, способствующей быстрому росту костной ткани. После облучения системы покрытий в структуре образуется большое количество упрочняющих фаз, препятствующих развитию усталостных трещин. При введении в костную ткань такого имплантата с алмазоподобным покрытием наблюдается эффективное прорастание кости в поры покрытия, что обеспечивает прочное закрепление имплантата и длительное его функционирование в организме.Irradiation of multilayer biocompatible coatings with high-energy inert gas ions, for example Ar, He, Xe, Rn, Kr, Ne, which are chemically inactive with the metal, provides the maximum adhesion strength of the coating to adjacent layers and to the substrate, due to ionic mixing of fragments adsorbed on the coating surface a polymer film with a surface layer of metal. Irradiation with inert gas by high-energy ions contributes to the appearance on the multilayer coating of a uniform diamond-like non-porous polymer film with high chemical inertness and mechanical strength, contributing to the rapid growth of bone tissue. After irradiation of the coating system, a large number of hardening phases are formed in the structure, which prevent the development of fatigue cracks. When such an implant with a diamond-like coating is introduced into the bone tissue, an effective germination of the bone in the pores of the coating is observed, which ensures a firm fixation of the implant and its long-term functioning in the body.

В таблицах 1, 2 представлены характеристики получаемого покрытия в зависимости от дозы и энергии облучения, соответственно.Tables 1, 2 show the characteristics of the resulting coating, depending on the dose and radiation energy, respectively.

Таблица 1Table 1 Энергия, Е, кВEnergy, E, kV Доза, Ф,
мкКл/см2
Dose, f
μC / cm 2
ИоныJonah Микротвердость, Q, кгс/мм2 Microhardness, Q, kgf / mm 2 ИоныJonah Микротвердость, Q, кгс/мм2 Microhardness, Q, kgf / mm 2
-- -- -- 7070 -- 7070 500500 250250 200200 10001000 290290 232232 20002000 330330 264264 7575 30003000 ArAr 350350 NeNe 297297 40004000 335335 285285 50005000 320320 272272 60006000 300300 240240 70007000 250250 200200

Таблица 2table 2 Доза, Ф, мк Кл/см2 Dose, F, μC / cm 2 Энергия, Е, кВEnergy, E, kV ИоныJonah Микротвердость, Q, кгс/мм2 Microhardness, Q, kgf / mm 2 ИоныJonah Микротвердость,
Q, кгс/мм2
Microhardness
Q, kgf / mm 2
-- -- -- 7070 -- 7070 30thirty 317317 248248 4040 350350 290290 6060 352352 290290 30003000 8080 ArAr 350350 NeNe 297297 100one hundred 350350 295295 120120 352352 290290 130130 350350 290290 150150 337337 267267

Из таблиц 1, 2 видно, что наиболее оптимальными диапазонами энергии и дозы облучения, при котором покрытия обладают высокой механической прочностью, являются значения 40-130 кэВ, 2000-5000 мкКл/см2, соответственно.From tables 1, 2 it can be seen that the most optimal ranges of energy and radiation dose, at which the coatings have high mechanical strength, are 40-130 keV, 2000-5000 μC / cm 2 , respectively.

При ионно-лучевом облучении покрытий с энергетическим воздействием менее 40 кэВ процесс сшивки полимерной углеродсодержащей пленки происходит менее эффективно, т.к. ионам недостаточно энергетического воздействия, необходимого для разрыва химических связей атомов кристаллической решетки нижележащего металла, а при облучении с энергетическим воздействием более 130 кэВ внедряемые ионы из-за большой глубины проникновения затрудняют выход электронов на поверхность покрытий к месту синтеза углеродсодержащей полимерной пленки, что приводит к уменьшению механической прочности покрытий.In the case of ion-beam irradiation of coatings with an energy impact of less than 40 keV, the process of crosslinking a polymer carbon-containing film is less effective, because ions lack the energy impact necessary to break the chemical bonds of the atoms of the crystal lattice of the underlying metal, and when irradiated with an energy effect of more than 130 keV, the introduced ions, due to the large penetration depth, make it difficult for electrons to reach the surface of the coatings to the synthesis site of the carbon-containing polymer film, which leads to a decrease mechanical strength of coatings.

Таким образом, предлагаемое техническое решение позволяет повысить механическую прочность и биоактивность покрытия за счет образования на нем алмазоподобной беспористой наноразмерной химически инертной пленки, активно стимулирующей рост костной ткани и обладающей высокой твердостью.Thus, the proposed technical solution allows to increase the mechanical strength and bioactivity of the coating due to the formation on it of a diamond-like non-porous nanosized chemically inert film that actively stimulates bone growth and has high hardness.

Claims (1)

Способ изготовления внутрикостного стоматологического имплантата с ионно-лучевой модификацией плазмонапыленного многослойного биосовместимого покрытия, включающий пескоструйную обработку поверхности имплантата частицами оксида алюминия, послойное напыление плазменным методом на основу имплантата системы биосовместимых покрытий из смеси порошков титана или гидрида титана и гидроксиапатита кальция, при этом первым слоем напыляют титан или гидрид титана дисперсностью 3-5 мкм с дистанцией напыления 70-80 мм и толщиной 5-10 мкм, вторым слоем - титан или гидрид титана дисперсностью 50-100 мкм с дистанцией напыления 100 мм, толщиной 15-20 мкм, третьим слоем напыляют смесью титана или гидрида титана дисперсностью 50-100 мкм и гидроксиапатита кальция дисперсностью 5-10 мкм, с соотношением 70-80 и 30-20 мас.% соответственно, с дистанцией напыления 90-100 мм и толщиной слоя 30-50 мкм, четвертым слоем -смесь титана или гидрида титана дисперсностью 50-100 мкм и гидроксиапатита кальция дисперсностью 20-40 мкм, с соотношением 50-60 и 50-40 мас.% соответственно, с дистанцией напыления 80-85 мм и толщиной 30-50 мкм, пятым слоем напыляют гидроксиапатит кальция дисперсностью 40-70 мкм с дистанцией напыления 70 мм и толщиной слоя 20-30 мкм, отличающийся тем, что многослойную систему биосовместимых покрытий облучают в вакуумной среде углеводородного газа высокоэнергетическими ионами инертного газа с энергией 40-130 кэВ и дозой облучения 2000-5000 мкКл/см2. A method of manufacturing an intraosseous dental implant with ion-beam modification of a plasma-sprayed multilayer biocompatible coating, including sandblasting the surface of the implant with aluminum oxide particles, plasma sputtering on the base of the implant of a biocompatible coating system from a mixture of titanium or titanium hydride powders and calcium hydroxyapatite titanium or titanium hydride with a dispersion of 3-5 microns with a spraying distance of 70-80 mm and a thickness of 5-10 microns, the second layer it is titanium or titanium hydride with a dispersion of 50-100 microns with a spraying distance of 100 mm, a thickness of 15-20 microns, the third layer is sprayed with a mixture of titanium or titanium hydride with a dispersion of 50-100 microns and calcium hydroxyapatite with a dispersion of 5-10 microns, with a ratio of 70-80 and 30-20 wt.%, respectively, with a spraying distance of 90-100 mm and a layer thickness of 30-50 microns, the fourth layer is a mixture of titanium or titanium hydride with a dispersion of 50-100 microns and calcium hydroxyapatite with a dispersion of 20-40 microns, with a ratio of 50- 60 and 50-40 wt.%, Respectively, with a spraying distance of 80-85 mm and a thickness of 30-50 microns, the fifth layer m is sprayed with calcium hydroxyapatite with a dispersion of 40-70 microns with a spraying distance of 70 mm and a layer thickness of 20-30 microns, characterized in that the multilayer system of biocompatible coatings is irradiated in a vacuum environment of a hydrocarbon gas with high-energy inert gas ions with an energy of 40-130 keV and a radiation dose of 2000 -5000 μC / cm 2 .
RU2011109937/15A 2011-03-17 2011-03-17 Method for making intraosseous dental implant with ion-beam modification of plasma-deposited multilayer bioactive coating RU2458707C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2011109937/15A RU2458707C1 (en) 2011-03-17 2011-03-17 Method for making intraosseous dental implant with ion-beam modification of plasma-deposited multilayer bioactive coating

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2011109937/15A RU2458707C1 (en) 2011-03-17 2011-03-17 Method for making intraosseous dental implant with ion-beam modification of plasma-deposited multilayer bioactive coating

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2458707C1 true RU2458707C1 (en) 2012-08-20

Family

ID=46936541

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2011109937/15A RU2458707C1 (en) 2011-03-17 2011-03-17 Method for making intraosseous dental implant with ion-beam modification of plasma-deposited multilayer bioactive coating

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2458707C1 (en)

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2530568C1 (en) * 2013-04-24 2014-10-10 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Саратовский государственный технический университет имени Гагарина Ю.А." (СГТУ имени Гагарина Ю.А.) Method for making endosseous implant with ion beam modification
RU2553355C1 (en) * 2014-06-17 2015-06-10 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Саратовский государственный технический университет имени Гагарина Ю.А." (СГТУ имени Гагарина Ю.А.) Method for producing lanthanum biocoating of titanium implant
RU2634394C1 (en) * 2016-05-31 2017-10-26 Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Национальный исследовательский Томский политехнический университет" Method for manufacturing target from hydroxyapatite for ion-plasma coating deposition
RU2774836C1 (en) * 2021-05-31 2022-06-23 Общество с ограниченной ответственностью "Титанмед" Method for creating a biologically active coating with bactericidal properties on an implant

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2146535C1 (en) * 1998-07-20 2000-03-20 Консультативная стоматологическая поликлиника при СГМУ Method for manufacturing of intrabone dental implant with multilayer biologically active plasma deposit
JP2005034333A (en) * 2003-07-18 2005-02-10 Univ Nihon Dental implant and its manufacturing method
KR100809574B1 (en) * 2006-11-07 2008-03-04 부산대학교 산학협력단 Bio-affinity implant
RU2340703C1 (en) * 2007-03-20 2008-12-10 Валерий Николаевич Пименов Method for product surface plasma treatment
RU2371513C1 (en) * 2008-09-17 2009-10-27 Федеральное государственное учреждение Российский научный центр "Курчатовский институт" Method of receivign of nanostructured film coatings (options)

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2146535C1 (en) * 1998-07-20 2000-03-20 Консультативная стоматологическая поликлиника при СГМУ Method for manufacturing of intrabone dental implant with multilayer biologically active plasma deposit
JP2005034333A (en) * 2003-07-18 2005-02-10 Univ Nihon Dental implant and its manufacturing method
KR100809574B1 (en) * 2006-11-07 2008-03-04 부산대학교 산학협력단 Bio-affinity implant
RU2340703C1 (en) * 2007-03-20 2008-12-10 Валерий Николаевич Пименов Method for product surface plasma treatment
RU2371513C1 (en) * 2008-09-17 2009-10-27 Федеральное государственное учреждение Российский научный центр "Курчатовский институт" Method of receivign of nanostructured film coatings (options)

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2530568C1 (en) * 2013-04-24 2014-10-10 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Саратовский государственный технический университет имени Гагарина Ю.А." (СГТУ имени Гагарина Ю.А.) Method for making endosseous implant with ion beam modification
RU2553355C1 (en) * 2014-06-17 2015-06-10 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Саратовский государственный технический университет имени Гагарина Ю.А." (СГТУ имени Гагарина Ю.А.) Method for producing lanthanum biocoating of titanium implant
RU2634394C1 (en) * 2016-05-31 2017-10-26 Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Национальный исследовательский Томский политехнический университет" Method for manufacturing target from hydroxyapatite for ion-plasma coating deposition
RU2774836C1 (en) * 2021-05-31 2022-06-23 Общество с ограниченной ответственностью "Титанмед" Method for creating a biologically active coating with bactericidal properties on an implant

Similar Documents

Publication Publication Date Title
RU2597750C1 (en) Method for making endosseous dental implants with bioactive coating
US5543019A (en) Method of coating medical devices and device coated thereby
US20200197566A1 (en) Directed plasma nanosynthesis (dpns) methods, uses and systems
Hempel et al. Antimicrobial surface modification of titanium substrates by means of plasma immersion ion implantation and deposition of copper
KR101505597B1 (en) Carbonaceous thin film and manufacturing method for the same
RU2530568C1 (en) Method for making endosseous implant with ion beam modification
CA2444479A1 (en) Method for the production of endo-osseous implants or medical prostheses by means of the technique of ion implantation
US20100286790A1 (en) Implant and method for coating an implant
RU2458707C1 (en) Method for making intraosseous dental implant with ion-beam modification of plasma-deposited multilayer bioactive coating
RU2146535C1 (en) Method for manufacturing of intrabone dental implant with multilayer biologically active plasma deposit
Reynamartínez et al. Use of cold plasma technology in biomaterials and their potential utilization in controlled administration of active substances
RU2697855C1 (en) Method of coating application on devices and instruments for osteosynthesis, orthopedic implants from metal
RU2074674C1 (en) Method for manufacturing intraosseous implants
RU2541171C1 (en) Biocompatible porous material and method for preparing it
KR20110006822A (en) Method for producing surface hydrophilized metal implant and metal implant produced thereby
JP2562283B2 (en) Biomedical implant component and manufacturing method thereof
EP2753594B1 (en) Process for preparing ceramic implants for medical purposes
Zhao et al. Effects of plasma treatment on bioactivity of TiO2 coatings
KR102179122B1 (en) Fabrication method of bioactive polymer-implant and bioacitve polymer-implant fabricated by the same
RU2669402C1 (en) Method for forming silver-containing biocompatible coating on titanium implants
KR20120084844A (en) A method for preparing artificial joint materials and apparatus thereof
Fedotkin et al. Fabrication of NO-containing calcium phosphate coatings via direct introduction of argon-nitrogen-mixtures applied in reactive RF-magnetron sputtering
Vasilieva et al. Synthesis of bio-active titanium oxide coatings stimulated by electron-beam plasma
WO2017223304A1 (en) Implantable bone adjustment devices
Nishikawa et al. Controlling the chemical composition of hydroxyapatite thin films using pulsed laser deposition

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20150318