RU2651837C1 - Method of anti-adhesive, bio-compatible, and bacteriostatic coating on the basis of carbon application onto metallic, polymer and textile products of medical purpose - Google Patents

Method of anti-adhesive, bio-compatible, and bacteriostatic coating on the basis of carbon application onto metallic, polymer and textile products of medical purpose Download PDF

Info

Publication number
RU2651837C1
RU2651837C1 RU2017109353A RU2017109353A RU2651837C1 RU 2651837 C1 RU2651837 C1 RU 2651837C1 RU 2017109353 A RU2017109353 A RU 2017109353A RU 2017109353 A RU2017109353 A RU 2017109353A RU 2651837 C1 RU2651837 C1 RU 2651837C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
carbon
adhesive
torr
coating
chamber
Prior art date
Application number
RU2017109353A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Олег Андреевич Стрелецкий
Илья Петрович Иваненко
Original Assignee
Олег Андреевич Стрелецкий
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 Олег Андреевич Стрелецкий filed Critical Олег Андреевич Стрелецкий
Priority to RU2017109353A priority Critical patent/RU2651837C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2651837C1 publication Critical patent/RU2651837C1/en

Links

Classifications

    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61L—METHODS OR APPARATUS FOR STERILISING MATERIALS OR OBJECTS IN GENERAL; DISINFECTION, STERILISATION OR DEODORISATION OF AIR; CHEMICAL ASPECTS OF BANDAGES, DRESSINGS, ABSORBENT PADS OR SURGICAL ARTICLES; MATERIALS FOR BANDAGES, DRESSINGS, ABSORBENT PADS OR SURGICAL ARTICLES
    • A61L27/00—Materials for grafts or prostheses or for coating grafts or prostheses
    • A61L27/28—Materials for coating prostheses
    • A61L27/30—Inorganic materials
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
    • C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
    • C23C14/00—Coating by vacuum evaporation, by sputtering or by ion implantation of the coating forming material
    • C23C14/02—Pretreatment of the material to be coated
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
    • C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
    • C23C14/00—Coating by vacuum evaporation, by sputtering or by ion implantation of the coating forming material
    • C23C14/06—Coating by vacuum evaporation, by sputtering or by ion implantation of the coating forming material characterised by the coating material
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
    • C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
    • C23C14/00—Coating by vacuum evaporation, by sputtering or by ion implantation of the coating forming material
    • C23C14/06—Coating by vacuum evaporation, by sputtering or by ion implantation of the coating forming material characterised by the coating material
    • C23C14/12—Organic material
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
    • C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
    • C23C14/00—Coating by vacuum evaporation, by sputtering or by ion implantation of the coating forming material
    • C23C14/22—Coating by vacuum evaporation, by sputtering or by ion implantation of the coating forming material characterised by the process of coating
    • C23C14/24—Vacuum evaporation
    • C23C14/32—Vacuum evaporation by explosion; by evaporation and subsequent ionisation of the vapours, e.g. ion-plating

Abstract

FIELD: technological processes.
SUBSTANCE: invention relates to an antiadhesive, biocompatible and bacteriostatic coating based on carbon application method on metal, polymer and textile products of medical use. Medical device surface is cleaned by ion etching in a sealed chamber method. Chamber is previously evacuated to a residual pressure of 9⋅10-5…1⋅10-6 Torr, followed by filling the chamber with argon and evacuating the chamber to a residual pressure of 1⋅10-4… 2⋅10-3 Torr. Ion etching is carried out with argon ions with an energy of 0.7–3.0 keV for 4–8 minutes. Then, in argon filled and evacuated to a residual pressure of 1⋅10-4…2⋅10-3 Torr chamber the product surface is applied with coating on the basis of carbon in the form of a tetrahedral diamond type ta-C or carbine type by pulsed plasma arc spray with a pulse duration of 0.1–1.0 ms and their frequency of 0.1–30 Hz from the graphite cathode. Applying a carbon coating with a layer thickness of 5–50 angstroms per pulse using a pulsed plasma arc source of a carbon plasma with a discharge voltage of 150–810 V. At that, as the material of the arc source of carbon atoms for pulse-plasma arc spraying graphite of MPG-7, ARV or VC grade is used.
EFFECT: technical result is the production of a high biological compatibility product in various physiological environments of the patient's body, ensuring the prevention of the bacterial biofilm formation on the surface of a medical device, ensuring high anti-adhesiveness and bacteriostaticity of the implanted medical device surface in various physiological environments of the patient's body, as well as ensuring the implanted medical device surface reliable protection against the occurrence of infection processes.
1 cl, 6 ex

Description

Изобретение относится к области медицины, а именно к способу нанесения антиадгезивного, биосовместимого и бактериостатичного покрытия на основе углерода на металлические, полимерные и текстильные изделия медицинского назначения и может быть использовано при изготовлении и использовании металлических, полимерных и текстильных изделий медицинского назначения в условиях травматолого-ортопедических, хирургических, стоматологических и других стационаров.The invention relates to medicine, in particular to a method of applying a carbon-based anti-adhesive, biocompatible and bacteriostatic coating on metal, polymer and textile medical products and can be used in the manufacture and use of metallic, polymer and textile medical products in the conditions of trauma and orthopedic , surgical, dental and other hospitals.

Известен способ получения биокарбона, включающий испарение графита в вакууме и конденсацию углерода на изделие с использованием импульсного разряда, (см. патент РФ №2095464, МПК С23С 14/12, 10.11.1997 г.), который:A known method of producing biocarbon, including the evaporation of graphite in vacuum and the condensation of carbon on the product using a pulsed discharge, (see RF patent No. 2095464, IPC С23С 14/12, 11/10/1997), which:

- недостаточно обеспечивает высокую биологическую совместимость в различных физиологических средах организма пациента,- insufficiently provides high biological compatibility in various physiological environments of the patient’s body,

- не обеспечивает высокую антиадгезивность и бактериостатичность поверхности имплантированного медицинского изделия в различных физиологических средах организма пациента,- does not provide high anti-adhesiveness and bacteriostatic surface of the implanted medical device in various physiological environments of the patient’s body,

- не препятствует образованию бактериальной биопленки на поверхности металлических, полимерных и текстильных изделий медицинского назначения,- does not prevent the formation of a bacterial biofilm on the surface of metal, polymer and textile medical products,

- не обеспечивает надежную защиту поверхности имплантированного медицинского изделия от возникновения процессов инфекции.- does not provide reliable protection of the surface of the implanted medical device from the occurrence of infection processes.

Задачей изобретения является создание способа нанесения антиадгезивного, биосовместимого и бактериостатичного покрытия на основе углерода на металлические, полимерные и текстильные изделия медицинского назначения.The objective of the invention is to provide a method for applying anti-adhesive, biocompatible and bacteriostatic coatings based on carbon on metal, polymer and textile medical products.

Техническим результатом является надежное обеспечение высокой биологической совместимости в различных физиологических средах организма пациента, надежное предотвращение образования бактериальной биопленки на поверхности изделия медицинского назначения, обеспечение высокой антиадгезивности и бактериостатичности поверхности имплантированного медицинского изделия в различных физиологических средах организма пациента, а также обеспечение надежной защиты поверхности имплантированного медицинского изделия от возникновения процессов инфекции.The technical result is the reliable provision of high biological compatibility in various physiological environments of the patient’s body, the reliable prevention of the formation of bacterial biofilms on the surface of medical devices, the provision of high anti-adhesiveness and bacteriostatic surface of the implanted medical device in various physiological environments of the patient’s body, as well as the reliable protection of the surface of the implanted medical products from occurrence of percent ssov infection.

Технический результат достигается тем, что предложен способ нанесения антиадгезивного, биосовместимого и бактериостатичного покрытия на основе углерода на металлические, полимерные и текстильные изделия медицинского назначения, включающий испарение графита в вакууме и конденсацию углерода на изделие с использованием импульсного разряда, при этом предварительно поверхность упомянутого изделия очищают путем ионного травления в герметичной камере, которую сначала вакуумируют до остаточного давления 9⋅10-5-1⋅10-6 Торр, заполняют аргоном, затем вакуумируют до остаточного давления 1⋅10-4-3⋅10-3 Торр и осуществляют ионное травление ионами аргона с энергией 0,7-3,0 кэВ в течение 4-8 минут, после чего в заполненной аргоном и вакуумированной до остаточного давления 1⋅10-4-3⋅10-3 Торр камере на поверхность изделия наносят покрытие на основе углерода в виде тетраэдрического алмаза типа ta-C или карбинового типа импульсно-плазменным дуговым распылением графитового катода марки MПГ-7, АРВ или ВЧ при длительности импульса 0,1-1,0 мсек и частоте их следования 0,1-30 Гц, причем за один импульс разряда импульсно-плазменного дугового источника углеродной плазмы наносят слой толщиной слоя 5-50 ангстрем при напряжении разряда 150-810 В.The technical result is achieved by the fact that the proposed method of applying a carbon-based anti-adhesive, biocompatible and bacteriostatic coating on metal, polymer and textile medical products, including the evaporation of graphite in vacuum and the condensation of carbon on the product using a pulsed discharge, while previously cleaning the surface of the product by ion etching in a sealed chamber which is first evacuated to a residual pressure 9⋅10 -1⋅10 -5 -6 Torr, argon filled m, then evacuated to a residual pressure 1⋅10 -3⋅10 -4 -3 Torr and ion etching is performed with argon ions with an energy of 0,7-3,0 keV for 4-8 minutes, then filled in with argon and evacuated to residual pressure 1⋅10 -4 -3⋅10 -3 Torr to the chamber the surface of the product is coated with carbon based in the form of a ta-C tetrahedral diamond or carbine type by pulsed plasma arc spraying of a graphite cathode MPG-7, ARB or HF at pulse duration 0.1-1.0 ms and a pulse repetition rate of 0.1-30 Hz, moreover, for one pulse and pulsed plasma arc carbon plasma source layer a layer of 5-50 Å thickness at the discharge voltage 150-810 V.

Способ осуществляют следующим образом. Поверхность металлического, полимерного или текстильного изделия медицинского назначения подвергают очистке методом ионного травления в герметичной камере. При этом металлическое, полимерное или текстильное изделие медицинского назначения размещают в камере, которую предварительно вакуумируют до остаточного давления 9⋅10-5-1⋅10-6 Торр, заполняют камеру аргоном и вакуумируют до остаточного давления 1⋅10-4-3⋅10-3 Торр. Ионное травление выполняют ионами аргона с энергией 0,7-3,0 кэВ в течение 4-8 минут.The method is as follows. The surface of a metal, polymer or textile medical product is subjected to cleaning by ion etching in a sealed chamber. In this case, a metal, polymer or textile medical product is placed in a chamber that is pre-vacuum to a residual pressure of 9 давления10 -5 -1⋅10 -6 Torr, filled with argon and vacuum to a residual pressure of 1 давления10 -4 -3⋅10 -3 Torr. Ion etching is performed with argon ions with an energy of 0.7-3.0 keV for 4-8 minutes.

Затем в заполненной аргоном и вакуумированной до остаточного давления 1⋅10-4-3⋅10-3 Торр камере на поверхность медицинского изделия наносят биосовместимое покрытие на основе углерода в виде тетраэдрического алмаза типа ta-C или карбиноподобной структуры импульсно-плазменным дуговым распылением графита при длительности импульса 0,1-1,0 мсек и частоте их следования 0,1-30 Гц с графитового катода. При этом в качестве материала дугового источника атомов углерода при импульсно-плазменном дуговом распылении используют графит марки МПГ-7, АРВ или ВЧ.Then, in a chamber filled with argon and evacuated to a residual pressure of 1⋅10 -4 -3⋅10 -3 Torr, a biocompatible carbon-based coating is applied to the surface of the medical device in the form of a ta-C tetrahedral diamond or a carbin-like structure by pulsed plasma arc spraying of graphite at a pulse duration of 0.1-1.0 ms and a pulse repetition rate of 0.1-30 Hz from a graphite cathode. At the same time, graphite of the MPG-7, ARV or HF type is used as the material of the arc source of carbon atoms during pulsed-plasma arc spraying.

Наносят на поверхность металлического, полимерного или текстильного изделия медицинского изделия антиадгезивное биосовместимое покрытие углерода заданной и необходимой толщины, при этом наносят покрытие слоем 5-50 ангстрем за один импульс при использовании импульсно-плазменного дугового источника углеродной плазмы с напряжением разряда 150-810 В.A nonadhesive biocompatible carbon coating of a given and required thickness is applied to the surface of a metal, polymer, or textile product of a medical device, while a coating of 5-50 angstroms is applied per pulse using a pulsed plasma arc source of carbon plasma with a discharge voltage of 150-810 V.

Среди существенных признаков, характеризующих предложенный способ нанесения антиадгезивного, биосовместимого и бактериостатичного покрытия на основе углерода на металлические, полимерные и текстильные изделия медицинского назначения, отличительными являются:Among the essential features characterizing the proposed method for applying a carbon-based anti-adhesive, biocompatible and bacteriostatic coating to metal, polymer and textile medical products, the following are distinctive:

- предварительная очистка поверхности металлических, полимерных и текстильных изделий медицинского назначения путем ионного травления в герметичной камере, которую сначала вакуумируют до остаточного давления 9⋅10-5-1⋅10-6 Торр, заполняют аргоном, затем вакуумируют до остаточного давления 1⋅10-4-3⋅10-3 Торр,- preliminary cleaning of the surface of metal, polymer and textile medical products by ion etching in a sealed chamber, which is first vacuumized to a residual pressure of 9⋅10 -5 -1⋅10 -6 Torr, filled with argon, then vacuum to a residual pressure of 1⋅10 - 4 -3⋅10 -3 Torr,

- осуществление ионного травления ионами аргона с энергией 0,7-3,0 кэВ в течение 4-8 минут,- the implementation of ion etching with argon ions with an energy of 0.7-3.0 keV for 4-8 minutes,

- нанесение в заполненной аргоном и вакуумированной до остаточного давления 1⋅10-4-3⋅10-3 Торр камере на поверхность изделия покрытие на основе углерода в виде тетраэдрического алмаза типа ta-C или карбинового типа импульсно-плазменным дуговым распылением графитового катода марки МПГ-7, АРВ или ВЧ при длительности импульса 0,1-1,0 мсек и частоте их следования 0,1-30 Гц, причем за один импульс разряда импульсно-плазменного дугового источника углеродной плазмы наносят слой толщиной слоя 5-50 ангстрем при напряжении разряда 150-810 В.- deposition in a chamber filled with argon and evacuated to a residual pressure of 1 -10 -4 -3⋅10 -3 Torr on the surface of the product, a carbon-based coating in the form of a tetrahedral diamond of the ta-C type or of a carbine type by pulsed-plasma arc spraying of an MPG graphite cathode -7, ARV or HF with a pulse duration of 0.1-1.0 ms and a pulse repetition rate of 0.1-30 Hz, and for a single pulse of a discharge of a pulsed-plasma arc source of carbon plasma, a layer with a thickness of 5-50 angstroms is applied at a voltage discharge 150-810 V.

Экспериментальные исследования предложенного способа нанесения антиадгезивного, биосовместимого и бактериостатичного покрытия на основе углерода на металлические, полимерные и текстильные изделия медицинского назначения показали его высокую эффективность. Способ нанесения антиадгезивного, биосовместимого и бактериостатичного покрытия на основе углерода на металлические, полимерные и текстильные изделия медицинского назначения при своем использовании надежно обеспечил высокую биологическую совместимость в различных физиологических средах организма пациента, надежное предотвращение образования бактериальной биопленки на поверхности изделия медицинского назначения, обеспечил высокую антиадгезивность и бактериостатичность поверхности имплантированного медицинского изделия в различных физиологических средах организма пациента, а также обеспечил надежную защиту поверхности имплантированного медицинского изделия от возникновения процессов инфекции.Experimental studies of the proposed method for applying anti-adhesive, biocompatible and bacteriostatic coatings based on carbon on metal, polymer and textile medical products have shown its high efficiency. The method of applying a carbon-based anti-adhesive, biocompatible and bacteriostatic coating on metal, polymer and textile medical products when used reliably provided high biological compatibility in various physiological environments of the patient’s body, reliably prevent the formation of a bacterial biofilm on the surface of the medical device, ensured high anti-adhesive and bacteriostatic surface of the implanted medical device at times personal physiological environments of the patient’s body, and also provided reliable protection of the surface of the implanted medical device from the occurrence of infection processes.

Реализация предложенного способа нанесения антиадгезивного, биосовместимого и бактериостатичного покрытия на основе углерода на металлические, полимерные и текстильные изделия медицинского назначения иллюстрируется следующими практическими примерами.The implementation of the proposed method for applying anti-adhesive, biocompatible and bacteriostatic coatings based on carbon on metal, polymer and textile medical products is illustrated by the following practical examples.

Пример 1. На три плоских образца, выполненных из используемого для изготовления имплантатов широкого профиля титана марки ВТ-16 толщиной 1,0 мм, нанесли предложенным способом антиадгезивное, биосовместимое и бактериостатичное покрытие.Example 1. Three flat samples made of 1.0 mm thick VT-16 grade titanium profile used for the manufacture of implants were applied by the proposed method anti-adhesive, biocompatible and bacteriostatic coating.

Поверхность трех плоских образцов из титана марки ВТ-16 очистили методом ионного травления в герметичной камере, которую сначала вакуумировали до остаточного давления 9⋅10-5 Торр, заполнили камеру аргоном и вакуумировали до остаточного давления 3⋅10-3 Торр. Ионное травление выполнили ионами аргона с энергией 3,0 кэВ в течение 5 минут.The surface of three flat VT-16 titanium samples was cleaned by ion etching in a sealed chamber, which was first evacuated to a residual pressure of 9⋅10 -5 Torr, filled the chamber with argon and evacuated to a residual pressure of 3⋅10 -3 Torr. Ion etching was performed with argon ions with an energy of 3.0 keV for 5 minutes.

Процесс нанесения антиадгезивного биосоместимого покрытия продолжили в заполненной аргоном и вакуумированной до остаточного давления 3⋅10-3 Торр камере. На очищенную поверхность трех образцов из титана марки ВТ-16 нанесли импульсно-плазменным дуговым распылением с графитового катода антиадгезивное, биосоместимое и бактериостатичное покрытие углерода в виде тетраэдрического алмаза типа ta-C. Причем использовали импульсно-плазменный дуговой источник углеродной плазмы из графита марки АРВ при длительности импульса 0,8 мсек и частоте их следования 10 Гц. При этом нанесли покрытие углерода толщиной 500 ангстрем при нанесении слоя покрытия толщиной 50 ангстрем за один импульс импульсно-плазменного дугового источника углеродной плазмы с напряжением разряда 740 В.The process of applying a nonadhesive biocompatible coating was continued in a chamber filled with argon and evacuated to a residual pressure of 3-10 -3 Torr. On the cleaned surface of three VT-16 titanium samples, an anti-adhesive, biocompatible and bacteriostatic carbon coating in the form of a ta-C type tetrahedral diamond was applied by pulsed plasma arc spraying from a graphite cathode. Moreover, they used a pulsed-plasma arc source of carbon plasma from ARV graphite with a pulse duration of 0.8 ms and a pulse repetition rate of 10 Hz. In this case, a carbon coating with a thickness of 500 angstroms was applied when applying a coating layer with a thickness of 50 angstroms per pulse of a pulsed-plasma arc source of carbon plasma with a discharge voltage of 740 V.

Затем на поверхность антиадгезивного, биосовместимого и бактериостатичного покрытия каждого из трех плоских образцов из титана марки ВТ-16 в лаборатории ФГБУ «ЦИТО им. Н.Н. Приорова нанесли по 1 мл физиологического раствора с тест-культурами микроорганизмов, выделенных от пациентов с инфекционными осложнениями после эндопротезирования крупных суставов и относящихся к виду Staphylococcus aureus MRS A, E.Coli и Pseudomonas aeruginosa, в концентрациях, содержащих 107 клеток каждой тест-культуры, соответствующей стандарту мутности 0,5 Мак Фарланд.Then, on the surface of the anti-adhesive, biocompatible and bacteriostatic coating of each of the three flat samples of titanium VT-16 brand in the laboratory of FSBI “CITO named after N.N. Priorov was applied with 1 ml of physiological saline with test cultures of microorganisms isolated from patients with infectious complications after arthroplasty of large joints and belonging to the species Staphylococcus aureus MRS A, E. Coli and Pseudomonas aeruginosa, in concentrations containing 10 7 cells of each test culture corresponding to a turbidity standard of 0.5 Mack Farland.

Нанесенные растворы каждой тест-культуры равномерно распределяли на поверхности одного образца, поверхность подсушили идентично способу определения антибиотикорезистентности микроорганизмов диско-диффузионным методом. Образцы инкубировали в термостате при температуре 36°С в течение 24 час.The applied solutions of each test culture were uniformly distributed on the surface of one sample, the surface was dried identically to the method for determining the antibiotic resistance of microorganisms by the disk diffusion method. Samples were incubated in an incubator at a temperature of 36 ° C for 24 hours.

В результате электронного микроскопического исследования поверхности покрытия каждого образца после инкубирования были установлены высокие антиадгезивные свойства предложенного антиадгезивного, биосовместимого и бактериостатичного покрытия на основе углерода. При этом установили отсутствие на поверхности каждого из трех плоских образцов из титана марки ВТ-16 образования бактериальной биопленки штаммов Staphylococcus aureus MRSA, E.Coli и Pseudomonas aeruginosa при отсутствии роста их колоний с одновременным их угнетением до единичных колоний, что свидетельствует о высокой эффективности предложенного антиадгезивного, биосовместимого и бактериостатичного покрытия на основе углерода для медицинских изделий из титана марки ВТ-16. Предложенное антиадгезивное, биосовместимое и бактериостатичное покрытие обеспечивает высокую биологическую совместимость в различных физиологических средах организма пациента.As a result of electron microscopic examination of the coating surface of each sample after incubation, the high anti-adhesive properties of the proposed anti-adhesive, biocompatible and bacteriostatic carbon-based coatings were established. In this case, the absence of the formation of a bacterial biofilm of the strains of Staphylococcus aureus MRSA, E. Coli and Pseudomonas aeruginosa in the absence of growth of their colonies with their simultaneous inhibition to single colonies was established on the surface of each of three flat samples of VT-16 titanium, which indicates the high efficiency of the proposed carbon-based anti-adhesive, biocompatible and bacteriostatic coatings for medical products made of VT-16 titanium. The proposed anti-adhesive, biocompatible and bacteriostatic coating provides high biological compatibility in various physiological environments of the patient's body.

Пример 2. На три плоских образца, выполненных из используемой для изготовления имплантатов широкого профиля нержавеющей стали медицинского назначения толщиной 0,8 мм, нанесли предложенным способом антиадгезивное, биосовместимое и бактериостатичное покрытие.Example 2. On three flat samples made from 0.8 mm thick stainless steel medical grade implants used for the manufacture of implants, the proposed method was applied anti-adhesive, biocompatible and bacteriostatic coating.

Поверхность трех плоских образцов из нержавеющей стали медицинского назначения очистили методом ионного травления в герметичной камере, которую сначала вакуумировали до остаточного давления 1⋅10-6 Торр, заполнили камеру аргоном и вакуумировали до остаточного давления 1⋅10-4 Торр. Ионное травление выполнили ионами аргона с энергией 2,8 кэВ в течение 8 минут.The surface of three flat samples of medical stainless steel was cleaned by ion etching in a sealed chamber, which was first evacuated to a residual pressure of 1⋅10 -6 Torr, filled the chamber with argon and evacuated to a residual pressure of 1⋅10 -4 Torr. Ion etching was performed with argon ions with an energy of 2.8 keV for 8 minutes.

Процесс нанесения антиадгезивного, биосоместимого и бактериостатичного покрытия продолжили в заполненной аргоном и вакуумированной до остаточного давления 1⋅10-4 Торр камере. На очищенную поверхность трех плоских образцов из нержавеющей стали медицинского назначения нанесли импульсно-плазменным дуговым распылением с графитового катода антиадгезивное, биосоместимое и бактериостатичное покрытие углерода в виде тетраэдрического алмаза типа ta-C. Причем использовали импульсно-плазменный дуговой источник углеродной плазмы из графита марки МПГ-7 при длительности импульса 1,0 мсек и частоте их следования 3 Гц. При этом нанесли покрытие углерода толщиной 1000 ангстрем при нанесении слоя покрытия толщиной 20 ангстрем за один импульс импульсно-плазменного дугового источника углеродной плазмы с напряжением разряда 600 В.The process of applying anti-adhesive, biocompatible and bacteriostatic coatings was continued in a chamber filled with argon and evacuated to a residual pressure of 1⋅10 -4 Torr. An anti-adhesive, biocompatible and bacteriostatic carbon coating in the form of a ta-C type tetrahedral diamond was applied to the cleaned surface of three flat samples of medical stainless steel by pulsed plasma arc spraying from a graphite cathode. Moreover, a pulsed-plasma arc source of carbon plasma from graphite MPG-7 was used with a pulse duration of 1.0 ms and a pulse repetition rate of 3 Hz. In this case, a carbon coating with a thickness of 1000 angstroms was applied when applying a coating layer with a thickness of 20 angstroms per pulse of a pulse-plasma arc source of carbon plasma with a discharge voltage of 600 V.

Затем на поверхность антиадгезивного, биосовместимого и бактериостатичного покрытия каждого из трех плоских образцов из нержавеющей стали медицинского назначения в лаборатории ФГБУ «ЦИТО им. Н.Н. Приорова нанесли по 1 мл. физиологического раствора с тест-культурами микроорганизмов, выделенных от пациентов с инфекционными осложнениями после эндопротезирования крупных суставов и относящихся к виду Staphylococcus aureus MRSA, E.Coli и Pseudomonas aeruginosa, в концентрациях, содержащих 10 клеток каждой тест-культуры, соответствующей стандарту мутности 0,5 Мак Фарланд.Then on the surface of the anti-adhesive, biocompatible and bacteriostatic coating of each of the three flat samples of stainless steel for medical purposes in the laboratory of FSBI “CITO named after N.N. Priorov inflicted 1 ml. saline with test cultures of microorganisms isolated from patients with infectious complications after arthroplasty of large joints and belonging to the species Staphylococcus aureus MRSA, E. Coli and Pseudomonas aeruginosa, in concentrations containing 10 cells of each test culture that meets the turbidity standard of 0.5 Mack Farland.

Нанесенные растворы каждой тест-культуры равномерно распределяли на поверхности каждого образца, поверхность подсушили идентично способу определения антибиотикорезистентности микроорганизмов диско-диффузионным методом. Образцы инкубировали в термостате при температуре 36°С в течение 24 час.The applied solutions of each test culture were evenly distributed on the surface of each sample, the surface was dried identically to the method for determining the antibiotic resistance of microorganisms by the disk diffusion method. Samples were incubated in an incubator at a temperature of 36 ° C for 24 hours.

В результате электронного микроскопического исследования поверхности покрытия каждого образца после инкубирования были установлены высокие антиадгезивные свойства предложенного антиадгезивного, биосовместимого и бактериостатичного покрытия на основе углерода. При этом установили отсутствие на поверхности каждого из трех образцов из политетрафторэтилена образования бактериальной биопленки штаммов Staphylococcus aureus MRSA, E.Coli и Pseudomonas aeruginosa при отсутствии роста их колоний с одновременным их угнетением до единичных колоний, что свидетельствует о высокой эффективности предложенного антиадгезивного, биосовместимого и бактериостатичного покрытия на основе углерода для медицинских изделий из нержавеющей стали медицинского назначения. Предложенное антиадгезивное, биосовместимое и бактериостатичное покрытие обеспечивает высокую биологическую совместимость в различных физиологических средах организма пациента.As a result of electron microscopic examination of the coating surface of each sample after incubation, the high anti-adhesive properties of the proposed anti-adhesive, biocompatible and bacteriostatic carbon-based coatings were established. In this case, the absence of the formation of a bacterial biofilm of the strains of Staphylococcus aureus MRSA, E. Coli and Pseudomonas aeruginosa on the surface of each of the three polytetrafluoroethylene samples was established in the absence of growth of their colonies with their simultaneous inhibition to single colonies, which indicates the high efficiency of the proposed anti-adhesive, biocompatible and bacteriostatic carbon-based coatings for medical stainless steel medical products. The proposed anti-adhesive, biocompatible and bacteriostatic coating provides high biological compatibility in various physiological environments of the patient's body.

Пример 3. На три образца, выполненных из используемого для изготовления медицинской перевязочной политетрафторэтиленовой повязки материала, нанесли предложенным способом антиадгезивное, биосоместимое и бактериостатичное покрытие.Example 3. Three samples made from a material used for the manufacture of a medical dressing polytetrafluoroethylene dressing were applied by the proposed method anti-adhesive, biocompatible and bacteriostatic coating.

Поверхность трех образцов из политетрафторэтилена очистили методом ионного травления в герметичной камере, которую сначала вакуумировали до остаточного давления 1⋅10-6 Торр, заполнили камеру аргоном и вакуумировали до остаточного давления 5⋅10-4 Торр. Ионное травление выполнили ионами аргона с энергией 0,7 кэВ в течение 8 минут.The surface of the three polytetrafluoroethylene samples was cleaned by ion etching in a sealed chamber, which was first evacuated to a residual pressure of 1⋅10 -6 Torr, filled the chamber with argon, and evacuated to a residual pressure of 5 -10 -4 Torr. Ion etching was performed with argon ions with an energy of 0.7 keV for 8 minutes.

Процесс нанесения антиадгезивного, биосоместимого и бактериостатичного покрытия продолжили в заполненной аргоном и вакуумированной до остаточного давления 5⋅10-4 Торр камере. На очищенную поверхность трех образцов из политетрафторэтилена нанесли импульсно-плазменным дуговым распылением с графитового катода антиадгезивное, биосоместимое и бактериостатичное покрытие углерода в виде тетраэдрического алмаза типа ta-C. Причем использовали импульсно-плазменный дуговой источник углеродной плазмы из графита марки MПГ-7 при длительности импульса 1,0 мсек и частоте их следования 0,1 Гц. При этом нанесли покрытие углерода толщиной 5000 ангстрем при нанесении слоя покрытия толщиной 50 ангстрем за один импульс импульсно-плазменного дугового источника углеродной плазмы с напряжением разряда 810 В.The process of applying anti-adhesive, biocompatible, and bacteriostatic coatings was continued in a chamber filled with argon and evacuated to a residual pressure of 5–10 -4 Torr. An anti-adhesive, biocompatible and bacteriostatic carbon coating in the form of a ta-C type tetrahedral diamond was applied to the cleaned surface of three polytetrafluoroethylene samples by pulsed plasma arc spraying from a graphite cathode. Moreover, a pulsed-plasma arc source of carbon plasma from graphite MPG-7 was used with a pulse duration of 1.0 ms and a pulse repetition rate of 0.1 Hz. In this case, a coating of carbon with a thickness of 5000 angstroms was applied when applying a coating layer with a thickness of 50 angstroms per pulse of a pulsed-plasma arc source of carbon plasma with a discharge voltage of 810 V.

Затем на поверхность антиадгезивного, биосовместимого и бактериостатичного покрытия каждого из трех образцов из политетрафторэтилена в лаборатории ФГБУ «ПИТО им. Н.Н. Приорова нанесли по 1 мл физиологического раствора с тест-культурами микроорганизмов, выделенных от пациентов с инфекционными осложнениями после эндопротезирования крупных суставов и относящихся к виду Staphylococcus aureus MRSA, E.Coli и Pseudomonas aeruginosa, в концентрациях, содержащих 107 клеток каждой тест-культуры, соответствующей стандарту мутности 0,5 Мак Фарланд.Then, on the surface of the anti-adhesive, biocompatible and bacteriostatic coating of each of the three samples of polytetrafluoroethylene in the laboratory of FSBI “PITO them. N.N. Priorov was applied 1 ml of physiological saline with test cultures of microorganisms isolated from patients with infectious complications after arthroplasty of large joints and belonging to the species Staphylococcus aureus MRSA, E. Coli and Pseudomonas aeruginosa, in concentrations containing 10 7 cells of each test culture, turbidity standard 0.5 Mack Farland.

Нанесенные растворы каждой тест-культуры равномерно распределяли на поверхности каждого образца, поверхность подсушили идентично способу определения антибиотикорезистентности микроорганизмов диско-диффузионным методом. Образцы инкубировали в термостате при температуре 36°С в течение 24 час.The applied solutions of each test culture were evenly distributed on the surface of each sample, the surface was dried identically to the method for determining the antibiotic resistance of microorganisms by the disk diffusion method. Samples were incubated in an incubator at a temperature of 36 ° C for 24 hours.

В результате электронного микроскопического исследования поверхности покрытия каждого образца после инкубирования были установлены высокие антиадгезивные свойства предложенного антиадгезивного, биосовместимого и бактериостатичного покрытия на основе углерода. При этом установили отсутствие на поверхности каждого из трех образцов из политетрафторэтилена образования бактериальной биопленки штаммов Staphylococcus aureus MRSA, E.Coli и Pseudomonas aeruginosa при отсутствии роста их колоний с одновременным их угнетением до единичных колоний, что свидетельствует о высокой эффективности предложенного антиадгезивного, биосовместимого и бактериостатичного покрытия на основе углерода для медицинских изделий из политетрафторэтилена. Предложенное антиадгезивное, биосовместимое и бактериостатичное покрытие обеспечивает высокую биологическую совместимость в различных физиологических средах организма пациента.As a result of electron microscopic examination of the coating surface of each sample after incubation, the high anti-adhesive properties of the proposed anti-adhesive, biocompatible and bacteriostatic carbon-based coatings were established. In this case, the absence of the formation of a bacterial biofilm of the strains of Staphylococcus aureus MRSA, E. Coli and Pseudomonas aeruginosa on the surface of each of the three polytetrafluoroethylene samples was established in the absence of growth of their colonies with their simultaneous inhibition to single colonies, which indicates the high efficiency of the proposed anti-adhesive, biocompatible and bacteriostatic carbon-based coatings for medical products made of polytetrafluoroethylene. The proposed anti-adhesive, biocompatible and bacteriostatic coating provides high biological compatibility in various physiological environments of the patient's body.

Пример 4. На три образца, выполненных из используемого для изготовления полипропиленового сетчатого эндопротеза материала, нанесли предложенным способом антиадгезивное, биосоместимое и бактериостатичное покрытие.Example 4. On three samples made from the material used for the manufacture of polypropylene mesh endoprosthesis, the proposed method was applied anti-adhesive, biocompatible and bacteriostatic coating.

Поверхность трех сетчатых образцов из полипропилена очистили методом ионного травления в герметичной камере, которую сначала вакуумировали до остаточного давления 9⋅10-5 Торр, заполнили камеру аргоном и вакуумировали до остаточного давления 3⋅10-3 Торр. Ионное травление выполнили ионами аргона с энергией 1,55 кэВ в течение 6 минут.The surface of three mesh samples made of polypropylene was cleaned by ion etching in a sealed chamber, which was first evacuated to a residual pressure of 9⋅10 -5 Torr, filled the chamber with argon, and evacuated to a residual pressure of 3⋅10 -3 Torr. Ion etching was performed with argon ions with an energy of 1.55 keV for 6 minutes.

Процесс нанесения антиадгезивного, биосоместимого и бактериостатичного покрытия продолжили в заполненной аргоном и вакуумированной до остаточного давления 3⋅10-3 Торр камере. На очищенную поверхность трех сетчатых образцов из полипропилена нанесли импульсно-плазменным дуговым распылением с графитового катода антиадгезивное, биосоместимое и бактериостатичное покрытие углерода карбиноподобной структуры. Причем использовали импульсно-плазменный дуговой источник углеродной плазмы из графита марки АРВ при длительности импульса 0,6 мсек и частоте их следования 1 Гц. При этом нанесли покрытие углерода толщиной 500 ангстрем при нанесении слоя покрытия толщиной 8 ангстрем за один импульс импульсно-плазменного дугового источника углеродной плазмы с напряжением разряда 580 В.The process of applying anti-adhesive, biocompatible and bacteriostatic coatings was continued in a chamber filled with argon and evacuated to a residual pressure of 3-10 -3 Torr. An anti-adhesive, biocompatible and bacteriostatic carbon coating of a carbin-like structure was applied to the cleaned surface of three mesh samples made of polypropylene with a pulse-plasma arc spraying from a graphite cathode. Moreover, a pulsed-plasma arc source of carbon plasma from ARV graphite was used with a pulse duration of 0.6 ms and a pulse repetition rate of 1 Hz. In this case, a carbon coating with a thickness of 500 angstroms was applied when applying a coating layer with a thickness of 8 angstroms per pulse of a pulsed-plasma arc source of carbon plasma with a discharge voltage of 580 V.

Затем на поверхность антиадгезивного, биосовместимого и бактериостатичного покрытия каждого из трех сетчатых образцов из полипропилена в лаборатории ФГБУ «ПИТО им. Н.Н. Приорова нанесли по 1 мл физиологического раствора с тест-культурами микроорганизмов, выделенных от пациентов с инфекционными осложнениями после эндопротезирования крупных суставов и относящихся к виду Staphylococcus aureus MRSA, E.Coli и Pseudomonas aeruginosa, в концентрациях, содержащих 107 клеток каждой тест-культуры, соответствующей стандарту мутности 0,5 Мак Фарланд.Then, on the surface of the anti-adhesive, biocompatible and bacteriostatic coating of each of the three mesh samples of polypropylene in the laboratory of FSBI “PITO them. N.N. Priorov was applied 1 ml of physiological saline with test cultures of microorganisms isolated from patients with infectious complications after arthroplasty of large joints and belonging to the species Staphylococcus aureus MRSA, E. Coli and Pseudomonas aeruginosa, in concentrations containing 10 7 cells of each test culture, turbidity standard 0.5 Mack Farland.

Нанесенные растворы каждой тест-культуры равномерно распределяли на поверхности одного образца, поверхность подсушили идентично способу определения антибиотикорезистентности микроорганизмов диско-диффузионным методом. Образцы инкубировали в термостате при температуре 36°С в течение 24 час.The applied solutions of each test culture were uniformly distributed on the surface of one sample, the surface was dried identically to the method for determining the antibiotic resistance of microorganisms by the disk diffusion method. Samples were incubated in an incubator at a temperature of 36 ° C for 24 hours.

В результате электронного микроскопического исследования поверхности покрытия каждого образца после инкубирования были установлены высокие антиадгезивные свойства предложенного антиадгезивного, биосовместимого и бактериостатичного покрытия на основе углерода. При этом установили отсутствие на поверхности каждого из трех образцов из политетрафторэтилена образования бактериальной биопленки штаммов Staphylococcus aureus MRSA, E.Coli и Pseudomonas aeruginosa при отсутствии роста их колоний с одновременным их угнетением до единичных колоний, что свидетельствует о высокой эффективности предложенного антиадгезивного, биосовместимого и бактериостатичного покрытия на основе углерода для медицинских изделий из полипропилена. Предложенное антиадгезивное, биосовместимое и бактериостатичное покрытие обеспечивает высокую биологическую совместимость в различных физиологических средах организма пациента.As a result of electron microscopic examination of the coating surface of each sample after incubation, the high anti-adhesive properties of the proposed anti-adhesive, biocompatible and bacteriostatic carbon-based coatings were established. In this case, the absence of the formation of a bacterial biofilm of the strains of Staphylococcus aureus MRSA, E. Coli and Pseudomonas aeruginosa on the surface of each of the three polytetrafluoroethylene samples was established in the absence of growth of their colonies with their simultaneous inhibition to single colonies, which indicates the high efficiency of the proposed anti-adhesive, biocompatible and bacteriostatic carbon-based coatings for medical products made of polypropylene. The proposed anti-adhesive, biocompatible and bacteriostatic coating provides high biological compatibility in various physiological environments of the patient's body.

Пример 5. На три образца, выполненных из используемого для изготовления медицинской марлевой хлопчатобумажной повязки материала, нанесли предложенным способом антиадгезивное, биосоместимое и бактериостатичное покрытие.Example 5. On three samples made from the material used for the manufacture of medical gauze cotton dressings, the proposed method was applied anti-adhesive, biocompatible and bacteriostatic coating.

Поверхность трех образцов из марлевой хлопчатобумажной повязки очистили методом ионного травления в герметичной камере, которую сначала вакуумировали до остаточного давления 1⋅10-6 Торр, заполнили камеру аргоном и вакуумировали до остаточного давления 3⋅10-4 Торр. Ионное травление выполнили ионами аргона с энергией 2,4 кэВ в течение 4 минут.The surface of the three samples of cotton gauze bandage was purified by ion etching in a sealed chamber which is first evacuated to a residual pressure 1⋅10 -6 Torr, argon filled chamber and evacuated to a residual pressure 3⋅10 -4 Torr. Ion etching was performed with argon ions with an energy of 2.4 keV for 4 minutes.

Процесс нанесения антиадгезивного, биосоместимого и бактериостатичного покрытия продолжили в заполненной аргоном и вакуумированной до остаточного давления 3⋅10-4 Торр камере. На очищенную поверхность трех образцов из марлевой хлопчатобумажной повязки нанесли импульсно-плазменным дуговым распылением с графитового катода антиадгезивное, биосоместимое и бактериостатичное покрытие углерода в виде тетраэдрического алмаза типа ta-C. Причем использовали импульсно-плазменный дуговой источник углеродной плазмы из графита марки MПГ-7 при длительности импульса 0,1 мсек и частоте их следования 30 Гц. При этом нанесли покрытие углерода толщиной 1000 ангстрем при нанесении слоя покрытия толщиной 5 ангстрем за один импульс импульсно-плазменного дугового источника углеродной плазмы с напряжением разряда 150 В.The process of applying anti-adhesive, biocompatible and bacteriostatic coatings was continued in a chamber filled with argon and evacuated to a residual pressure of 3-10 -4 Torr. An anti-adhesive, biocompatible and bacteriostatic carbon coating in the form of a ta-C tetrahedral diamond was applied to the cleaned surface of three gauze cotton dressings using a pulsed plasma arc spray from a graphite cathode. Moreover, a pulsed-plasma arc source of carbon plasma from graphite MPG-7 was used with a pulse duration of 0.1 ms and a repetition rate of 30 Hz. In this case, a carbon coating with a thickness of 1000 angstroms was applied when applying a coating layer with a thickness of 5 angstroms per pulse of a pulsed plasma arc source of carbon plasma with a discharge voltage of 150 V.

Затем на поверхность антиадгезивного, биосовместимого и бактериостатичного покрытия каждого из трех образцов из марлевой хлопчатобумажной повязки в лаборатории ФГБУ «ЦИТО им. Н.Н. Приорова нанесли по 1 мл физиологического раствора с тест-культурами микроорганизмов, выделенных от пациентов с инфекционными осложнениями после эндопротезирования крупных суставов и относящихся к виду Staphylococcus aureus MRSA, E.Coli и Pseudomonas aeruginosa, в концентрациях, содержащих 10 клеток каждой тест-культуры, соответствующей стандарту мутности 0,5 Мак Фарланд.Then, on the surface of the anti-adhesive, biocompatible and bacteriostatic coating of each of the three samples of gauze cotton dressing in the laboratory of FSBI “CITO them. N.N. Priorov was infused with 1 ml of physiological saline with test cultures of microorganisms isolated from patients with infectious complications after arthroplasty of large joints and belonging to the species Staphylococcus aureus MRSA, E. Coli and Pseudomonas aeruginosa, in concentrations containing 10 cells of each test culture corresponding to turbidity standard 0.5 Mack Farland.

Нанесенные растворы каждой тест-культуры равномерно распределяли на поверхности каждого образца, поверхность подсушили идентично способу определения антибиотикорезистентности микроорганизмов диско-диффузионным методом. Образцы инкубировали в термостате при температуре 36°С в течение 24 час.The applied solutions of each test culture were evenly distributed on the surface of each sample, the surface was dried identically to the method for determining the antibiotic resistance of microorganisms by the disk diffusion method. Samples were incubated in an incubator at a temperature of 36 ° C for 24 hours.

В результате электронного микроскопического исследования поверхности покрытия каждого образца после инкубирования были установлены высокие антиадгезивные свойства предложенного антиадгезивного, биосовместимого и бактериостатичного покрытия на основе углерода. При этом установили отсутствие на поверхности каждого из трех образцов из политетрафторэтилена образования бактериальной биопленки штаммов Staphylococcus aureus MRSA, E.Coli и Pseudomonas aeruginosa при отсутствии роста их колоний с одновременным их угнетением до единичных колоний, что свидетельствует о высокой эффективности предложенного антиадгезивного, биосовместимого и бактериостатичного покрытия на основе углерода для медицинских изделий из материала марлевой хлопчатобумажной повязки. Предложенное антиадгезивное, биосовместимое и бактериостатичное покрытие обеспечивает высокую биологическую совместимость в различных физиологических средах организма пациента.As a result of electron microscopic examination of the coating surface of each sample after incubation, the high anti-adhesive properties of the proposed anti-adhesive, biocompatible and bacteriostatic carbon-based coatings were established. In this case, the absence of the formation of a bacterial biofilm of the strains of Staphylococcus aureus MRSA, E. Coli and Pseudomonas aeruginosa on the surface of each of the three polytetrafluoroethylene samples was established in the absence of growth of their colonies with their simultaneous inhibition to single colonies, which indicates the high efficiency of the proposed anti-adhesive, biocompatible and bacteriostatic carbon-based coatings for medical devices made of gauze cotton dressing. The proposed anti-adhesive, biocompatible and bacteriostatic coating provides high biological compatibility in various physiological environments of the patient's body.

Пример 6. На три образца, выполненных из используемого для изготовления полиэтиленового вкладыша металлического эндопротеза материала, нанесли предложенным способом антиадгезивное, биосоместимое и бактериостатичное покрытие.Example 6. Three samples made from a metal endoprosthesis material used for the manufacture of a polyethylene liner were applied using the proposed method anti-adhesive, biocompatibility and bacteriostatic coating.

Поверхность трех образцов из полиэтилена очистили методом ионного травления в герметичной камере, которую сначала вакуумировали до остаточного давления 1⋅10-6 Торр, заполнили камеру аргоном и вакуумировали до остаточного давления 3⋅10-3 Торр. Ионное травление выполнили ионами аргона с энергией 2,0 кэВ в течение 5 минут.The surface of the three polyethylene samples was cleaned by ion etching in a sealed chamber, which was first evacuated to a residual pressure of 1⋅10 -6 Torr, filled the chamber with argon and evacuated to a residual pressure of 3⋅10 -3 Torr. Ion etching was performed with argon ions with an energy of 2.0 keV for 5 minutes.

Процесс нанесения антиадгезивного, биосоместимого и бактериостатичного покрытия продолжили в заполненной аргоном и вакуумированной до остаточного давления 3⋅10-3 Торр камере. На очищенную поверхность трех образцов из полиэтилена нанесли импульсно-плазменным дуговым распылением с графитового катода антиадгезивное, биосовместимое и бактериостатичное покрытие углерода карбиноподобной структуры. Причем использовали импульсно-плазменный дуговой источник углеродной плазмы из графита марки ВЧ при длительности импульса 0,6 мсек и частоте их следования 2 Гц. При этом нанесли покрытие углерода толщиной 1000 ангстрем при нанесении слоя покрытия толщиной 8 ангстрем за один импульс импульсно-плазменного дугового источника углеродной плазмы с напряжением разряда 320 В.The process of applying anti-adhesive, biocompatible and bacteriostatic coatings was continued in a chamber filled with argon and evacuated to a residual pressure of 3-10 -3 Torr. An anti-adhesive, biocompatible and bacteriostatic carbon coating of a carbin-like structure was applied to the cleaned surface of three samples of polyethylene by pulse-plasma arc spraying from a graphite cathode. Moreover, they used a pulsed-plasma arc source of carbon plasma from HF graphite with a pulse duration of 0.6 ms and a pulse repetition rate of 2 Hz. In this case, a carbon coating with a thickness of 1000 angstroms was applied when applying a coating layer with a thickness of 8 angstroms per pulse of a pulse-plasma arc source of carbon plasma with a discharge voltage of 320 V.

Затем на поверхность антиадгезивного, биосовместимого и бактериостатичного покрытия каждого из трех образцов из полиэтилена в лаборатории ФГБУ «ЦИТО им. Н.Н. Приорова нанесли по 1 мл физиологического раствора с тест-культурами микроорганизмов, выделенных от пациентов с инфекционными осложнениями после эндопротезирования крупных суставов и относящихся к виду Staphylococcus aureus MRSA, E.Coli и Pseudomonas aeruginosa, в концентрациях, содержащих 107 клеток каждой тест-культуры, соответствующей стандарту мутности 0,5 Мак Фарланд.Then, on the surface of the anti-adhesive, biocompatible and bacteriostatic coating of each of the three samples of polyethylene in the laboratory of FSBI “CITO named after N.N. Priorov was applied 1 ml of physiological saline with test cultures of microorganisms isolated from patients with infectious complications after arthroplasty of large joints and belonging to the species Staphylococcus aureus MRSA, E. Coli and Pseudomonas aeruginosa, in concentrations containing 10 7 cells of each test culture, turbidity standard 0.5 Mack Farland.

Нанесенные растворы каждой тест-культуры равномерно распределяли на поверхности каждого образца, поверхность подсушили идентично способу определения антибиотикорезистентности микроорганизмов диско-диффузионным методом. Образцы инкубировали в термостате при температуре 36°С в течение 24 час.The applied solutions of each test culture were evenly distributed on the surface of each sample, the surface was dried identically to the method for determining the antibiotic resistance of microorganisms by the disk diffusion method. Samples were incubated in an incubator at a temperature of 36 ° C for 24 hours.

В результате электронного микроскопического исследования поверхности покрытия каждого образца после инкубирования были установлены высокие антиадгезивные свойства предложенного антиадгезивного, биосовместимого и бактериостатичного покрытия на основе углерода. При этом установили отсутствие на поверхности каждого из трех образцов из полиэтилена образования бактериальной биопленки штаммов Staphylococcus aureus MRSA, E.Coli и Pseudomonas aeruginosa при отсутствии роста их колоний с одновременным их угнетением до единичных колоний, что свидетельствует о высокой эффективности предложенного антиадгезивного, биосовместимого и бактериостатичного покрытия на основе углерода для медицинских изделий из полиэтилена.As a result of electron microscopic examination of the coating surface of each sample after incubation, the high anti-adhesive properties of the proposed anti-adhesive, biocompatible and bacteriostatic carbon-based coatings were established. At the same time, the absence of the formation of a bacterial biofilm of the strains of Staphylococcus aureus MRSA, E. Coli and Pseudomonas aeruginosa on the surface of each of the three polyethylene samples was established in the absence of growth of their colonies with their simultaneous inhibition to single colonies, which indicates the high efficiency of the proposed anti-adhesive, biocompatible and bacteriostatic carbon based coatings for medical polyethylene products.

Предложенное антиадгезивное, биосовместимое и бактериостатичное покрытие обеспечивает высокую биологическую совместимость в различных физиологических средах организма пациента.The proposed anti-adhesive, biocompatible and bacteriostatic coating provides high biological compatibility in various physiological environments of the patient's body.

Claims (1)

Способ нанесения антиадгезивного, биосовместимого и бактериостатичного покрытия на основе углерода на металлические, полимерные и текстильные изделия медицинского назначения, включающий испарение графита в вакууме и конденсацию углерода на изделие с использованием импульсного разряда, отличающийся тем, что предварительно поверхность упомянутого изделия очищают путем ионного травления в герметичной камере, которую сначала вакуумируют до остаточного давления 9⋅10-5-1⋅10-6 Торр, заполняют аргоном, затем вакуумируют до остаточного давления 1⋅10-4-3⋅10-3 Торр и осуществляют ионное травление ионами аргона с энергией 0,7-3,0 кэВ в течение 4-8 минут, после чего в заполненной аргоном и вакуумированной до остаточного давления 1⋅10-4-3⋅10-3 Торр камере на поверхность изделия наносят покрытие на основе углерода в виде тетраэдрического алмаза типа ta-C или карбинового типа импульсно-плазменным дуговым распылением графитового катода марки МПГ-7, АРВ или ВЧ при длительности импульса 0,1-1,0 мсек и частоте их следования 0,1-30 Гц, причем за один импульс разряда импульсно-плазменного дугового источника углеродной плазмы наносят слой толщиной слоя 5-50 ангстрем при напряжении разряда 150-810 В.A method of applying a carbon-based anti-adhesive, biocompatible and bacteriostatic coating on metal, polymer and textile medical products, including evaporating graphite in vacuum and carbon condensation on the product using a pulsed discharge, characterized in that the surface of the said product is first cleaned by ion etching in a sealed the chamber, which is first vacuum to a residual pressure of 9⋅10 -5 -1⋅10 -6 Torr, is filled with argon, then vacuum to a residual pressure 1–10 –4 –3–10 –3 Torr and carry out ion etching with argon ions with an energy of 0.7–3.0 keV for 4–8 minutes, after which it is filled with argon and evacuated to a residual pressure of 1–10 - 4 -3⋅10 -3 Torr chamber on the surface of the product is coated on the basis of carbon in the form of a tetrahedral diamond type ta-C or carbine type pulse-plasma arc spraying of a graphite cathode grade MPG-7, ARV or HF with a pulse duration of 0.1- 1.0 ms and a repetition rate of 0.1-30 Hz, and for one discharge pulse of a pulse-plasma arc source nick carbon plasma deposited layer a layer of 5-50 Å thickness at the discharge voltage 150-810 V.
RU2017109353A 2017-03-21 2017-03-21 Method of anti-adhesive, bio-compatible, and bacteriostatic coating on the basis of carbon application onto metallic, polymer and textile products of medical purpose RU2651837C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2017109353A RU2651837C1 (en) 2017-03-21 2017-03-21 Method of anti-adhesive, bio-compatible, and bacteriostatic coating on the basis of carbon application onto metallic, polymer and textile products of medical purpose

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2017109353A RU2651837C1 (en) 2017-03-21 2017-03-21 Method of anti-adhesive, bio-compatible, and bacteriostatic coating on the basis of carbon application onto metallic, polymer and textile products of medical purpose

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2651837C1 true RU2651837C1 (en) 2018-04-24

Family

ID=62045811

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2017109353A RU2651837C1 (en) 2017-03-21 2017-03-21 Method of anti-adhesive, bio-compatible, and bacteriostatic coating on the basis of carbon application onto metallic, polymer and textile products of medical purpose

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2651837C1 (en)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2724277C1 (en) * 2019-11-22 2020-06-22 Общество с ограниченной ответственностью "Научно-производственный центр БиоОртоТех" Processing unit for applying nanocarbon coatings on surfaces of medical devices or parts thereof having antibacterial and biocompatible properties
RU2809240C1 (en) * 2023-04-05 2023-12-08 Илья Алексеевич Завидовский Method for application of an anti-adhesive, biocompatible and bacteriostatic coating based on carbon on metal, polymer and textile products for medical purposes

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2095464C1 (en) * 1996-01-12 1997-11-10 Акционерное общество закрытого типа "Тетра" Method and apparatus for preparing biocarbon
US5747120A (en) * 1996-03-29 1998-05-05 Regents Of The University Of California Laser ablated hard coating for microtools
RU2114210C1 (en) * 1997-05-30 1998-06-27 Валерий Павлович Гончаренко Process of formation of carbon diamond-like coat in vacuum
US20020031465A1 (en) * 1998-07-21 2002-03-14 Yahachi Saito Production of carbon nanotube
KR20060012542A (en) * 2002-06-13 2006-02-08 나노파우더스 인더스트리어스 리미티드. A method for the production of conductive and transparent nano-coatings and nano-inks and nano-powder coatings and inks produced thereby
RU2564288C2 (en) * 2013-11-05 2015-09-27 Андрей Федорович Александров Two-dimensionally ordered straight-chain carbon film and method for production thereof

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2095464C1 (en) * 1996-01-12 1997-11-10 Акционерное общество закрытого типа "Тетра" Method and apparatus for preparing biocarbon
US5747120A (en) * 1996-03-29 1998-05-05 Regents Of The University Of California Laser ablated hard coating for microtools
RU2114210C1 (en) * 1997-05-30 1998-06-27 Валерий Павлович Гончаренко Process of formation of carbon diamond-like coat in vacuum
US20020031465A1 (en) * 1998-07-21 2002-03-14 Yahachi Saito Production of carbon nanotube
KR20060012542A (en) * 2002-06-13 2006-02-08 나노파우더스 인더스트리어스 리미티드. A method for the production of conductive and transparent nano-coatings and nano-inks and nano-powder coatings and inks produced thereby
RU2564288C2 (en) * 2013-11-05 2015-09-27 Андрей Федорович Александров Two-dimensionally ordered straight-chain carbon film and method for production thereof

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2724277C1 (en) * 2019-11-22 2020-06-22 Общество с ограниченной ответственностью "Научно-производственный центр БиоОртоТех" Processing unit for applying nanocarbon coatings on surfaces of medical devices or parts thereof having antibacterial and biocompatible properties
RU2809240C1 (en) * 2023-04-05 2023-12-08 Илья Алексеевич Завидовский Method for application of an anti-adhesive, biocompatible and bacteriostatic coating based on carbon on metal, polymer and textile products for medical purposes

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Fordham et al. Silver as a bactericidal coating for biomedical implants
Trujillo et al. Antibacterial effects of silver-doped hydroxyapatite thin films sputter deposited on titanium
Yue et al. Simultaneous interaction of bacteria and tissue cells with photocatalytically activated, anodized titanium surfaces
Lu et al. Multilevel surface engineering of nanostructured TiO2 on carbon-fiber-reinforced polyetheretherketone
Tsai et al. Characterization and antibacterial performance of bioactive Ti–Zn–O coatings deposited on titanium implants
Zhang et al. Ag and Ag/N2 plasma modification of polyethylene for the enhancement of antibacterial properties and cell growth/proliferation
Fiedler et al. Copper and silver ion implantation of aluminium oxide-blasted titanium surfaces: proliferative response of osteoblasts and antibacterial effects
Badea et al. Influence of Ag content on the antibacterial properties of SiC doped hydroxyapatite coatings
Jeong et al. Bacterial attachment on titanium surfaces is dependent on topography and chemical changes induced by nonthermal atmospheric pressure plasma
RU2697855C1 (en) Method of coating application on devices and instruments for osteosynthesis, orthopedic implants from metal
Chu et al. Surface design of biodegradable magnesium alloys for biomedical applications
CN111733436A (en) Silver-iodine surface modified titanium alloy implant and preparation method thereof
Chen et al. In vitro and in vivo characterization of novel calcium phosphate and magnesium (CaP-Mg) bilayer coated titanium for implantation
Endrino et al. Antibacterial efficacy of advanced silver-amorphous carbon coatings deposited using the pulsed dual cathodic arc technique
RU2651837C1 (en) Method of anti-adhesive, bio-compatible, and bacteriostatic coating on the basis of carbon application onto metallic, polymer and textile products of medical purpose
Chung et al. Low temperature preparation of phase-tunable and antimicrobial titanium dioxide coating on biomedical polymer implants for reducing implant-related infections
CN109652769A (en) A kind of medical embedded material magnesium-silver coating and preparation method thereof
IT201600091766A1 (en) IMPLANTABLE MEDICAL DEVICES HAVING A COATING LAYER WITH ANTIMICROBIAL PROPERTIES BASED ON NANOSTRUCTURED HYDROXYAPATITIS.
CN111588904B (en) Iodine-loaded titanium alloy medical component containing polycaprolactone/povidone iodine surface layer and manufacturing method thereof
RU2632706C1 (en) Method for anti-adhesive antibacterial coating application on orthopedic implants from titanium and stainless steel
RU2632761C1 (en) Orthopedic implant from titanium and stainless steel with antiadhesive antibacterial coating
RU2809240C1 (en) Method for application of an anti-adhesive, biocompatible and bacteriostatic coating based on carbon on metal, polymer and textile products for medical purposes
RU2651836C1 (en) Method of anti-adhesive, bio-compatible, and bacteriostatic coating on the basis of carbon application for medical purpose products from material with thermomechanical shape memory
CN109652766B (en) Magnesium-silver-copper coating for medical implant material and preparation method thereof
RU2632702C1 (en) Anti-adhesive antibacterial coating for orthopedic implants from titanium and stainless steel

Legal Events

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

Effective date: 20210322