RU2725063C1 - Polymer insert of acetabular component of endoprosthesis with bioactive porous layer for osteosynthesis - Google Patents
Polymer insert of acetabular component of endoprosthesis with bioactive porous layer for osteosynthesis Download PDFInfo
- Publication number
- RU2725063C1 RU2725063C1 RU2019143652A RU2019143652A RU2725063C1 RU 2725063 C1 RU2725063 C1 RU 2725063C1 RU 2019143652 A RU2019143652 A RU 2019143652A RU 2019143652 A RU2019143652 A RU 2019143652A RU 2725063 C1 RU2725063 C1 RU 2725063C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- acetabular component
- porous layer
- endoprosthesis
- polymer insert
- bioactive
- Prior art date
Links
Images
Classifications
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
- A61F—FILTERS IMPLANTABLE INTO BLOOD VESSELS; PROSTHESES; DEVICES PROVIDING PATENCY TO, OR PREVENTING COLLAPSING OF, TUBULAR STRUCTURES OF THE BODY, e.g. STENTS; ORTHOPAEDIC, NURSING OR CONTRACEPTIVE DEVICES; FOMENTATION; TREATMENT OR PROTECTION OF EYES OR EARS; BANDAGES, DRESSINGS OR ABSORBENT PADS; FIRST-AID KITS
- A61F2/00—Filters implantable into blood vessels; Prostheses, i.e. artificial substitutes or replacements for parts of the body; Appliances for connecting them with the body; Devices providing patency to, or preventing collapsing of, tubular structures of the body, e.g. stents
- A61F2/02—Prostheses implantable into the body
- A61F2/30—Joints
-
- 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
- A61L27/02—Inorganic materials
- A61L27/08—Carbon ; Graphite
-
- 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
- A61L27/14—Macromolecular materials
- A61L27/16—Macromolecular materials obtained by reactions only involving carbon-to-carbon unsaturated bonds
Landscapes
- Health & Medical Sciences (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- General Health & Medical Sciences (AREA)
- Animal Behavior & Ethology (AREA)
- Veterinary Medicine (AREA)
- Oral & Maxillofacial Surgery (AREA)
- Transplantation (AREA)
- Public Health (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Epidemiology (AREA)
- Dermatology (AREA)
- Medicinal Chemistry (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Inorganic Chemistry (AREA)
- Orthopedic Medicine & Surgery (AREA)
- Cardiology (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Biomedical Technology (AREA)
- Heart & Thoracic Surgery (AREA)
- Vascular Medicine (AREA)
- Prostheses (AREA)
Abstract
Description
Изобретение представляет собой полимерный вкладыш ацетабулярного компонента эндопротеза тазобедренного сустава, выполненный из сверхвысокомолекулярного полиэтилена методом термического прессования. Отличительной чертой изобретения является присутствие биоактивного пористого слоя на основе сверхвысокомолекулярного полиэтилена на внешней стороне полимерного вкладыша ацетабулярного компонента эндопротеза. Биоактивный пористый слой стимулирует рост костной ткани, тем самым повышая стабильность фиксации компонента эндопротеза в вертлужной впадине пациента. Биоактивный пористый слой из сверхвысокомолекулярного полиэтилена обладает высокими остеоинтегративными свойствами за счет своей структуры: размер пор 40-1000 мкм, поры открытые и сообщающиеся, объемная пористость варьируется от 50 до 90%. За счет присутствия биоактивного пористого слоя крепление полимерного вкладыша ацетабулярного компонента эндопротеза тазобедренного сустава к вертлужной впадине пациента осуществляется за счет врастания костной ткани в биоактивный пористый слой.The invention is a polymer liner of the acetabular component of the hip joint prosthesis made of ultra-high molecular weight polyethylene by thermal pressing. A distinctive feature of the invention is the presence of a bioactive porous layer based on ultra-high molecular weight polyethylene on the outside of the polymer liner of the acetabular component of the endoprosthesis. The bioactive porous layer stimulates bone growth, thereby increasing the stability of fixation of the endoprosthesis component in the acetabulum of the patient. The bioactive porous layer of ultra-high molecular weight polyethylene has high osseointegrative properties due to its structure: pore size 40-1000 microns, open and communicating pores, bulk porosity varies from 50 to 90%. Due to the presence of a bioactive porous layer, the polymer insert of the acetabular component of the hip joint prosthesis to the acetabulum of the patient is secured by the ingrowth of bone tissue into the bioactive porous layer.
В качестве традиционных материалов используемых для изготовления полимерных вкладышей ацетабулярного компонента эндопротезов тазобедренного сустава используются керамика, сверхвысокомолекулярный полиэтилен и полиэфирэфиркетон. Полимерные вкладыши ацетабулярного компонента эндопротезов тазобедренного сустава изготовленные из СВМПЭ обладают высокой износостойкостью, имеют пластичность и модуль упругости, наиболее близко подходящий к свойствам хряща. Поэтому полимерные вкладыши на основе СВМПЭ считаются наиболее перспективными.Ceramics, ultra-high molecular weight polyethylene and polyetheretherketone are used as traditional materials used for the manufacture of polymer liners of the acetabular component of the hip joint endoprostheses. Polymeric liners of the acetabular component of the hip joint endoprostheses made of UHMWPE have high wear resistance, have plasticity and elastic modulus, which is closest to cartilage properties. Therefore, polymer inserts based on UHMWPE are considered the most promising.
Традиционным способом изготовления полимерного вкладыша ацетабулярного компонента эндопротеза тазобедренного сустава является их механическое точение из монолитных стержней СВМПЭ, полученных методами плунжерной экструзии или термического прессования (Steven М. Kurtz, UHMWPE biomaterials handbook, second edition, Elsevier Inc., US 20130046042)A traditional method of manufacturing a polymer liner for the acetabular component of the hip joint implant is to mechanically turn them from monolithic UHMWPE rods obtained by plunger extrusion or thermal pressing (Steven M. Kurtz, UHMWPE biomaterials handbook, second edition, Elsevier Inc., US 20130046042)
К недостаткам полимерного вкладыша ацетабулярного компонента эндопротеза тазобедренного сустава, изготовленного таким способом, можно отнести низкое качество поверхности лунки вкладыша, формируемое при механическом точении. Изготовление вкладыша таким образом позволяет получать изделия, состоящие только из основного материала - сплошного СВМПЭ, и не позволяет получать многослойные образцы.The disadvantages of the polymer liner of the acetabular component of the hip joint prosthesis made in this way include the low quality of the surface of the liner of the liner, formed by mechanical turning. The manufacture of the liner in this way allows to obtain products consisting only of the main material - solid UHMWPE, and does not allow to obtain multilayer samples.
Вкладыш ацетабулярного компонента эндопротеза тазобедренного сустава выполняет функцию хряща, обеспечивая низкий момент трения между лункой вкладыша и головки эндопротеза. Для крепления ацетабулярного компонента эндопротеза тазобедренного сустава в вертлужную впадину пациента используют цементную фиксацию, бесцементную механическую фиксацию с использованием металлических чаш (технология press-fit) и смешанный тип крепления. Стабильная фиксация ацетабулярного компонента эндопротеза тазобедренного сустава в вертлужной впадине пациента во многом определяет срок службы всего эндопротеза.The liner of the acetabular component of the hip joint implant performs the function of cartilage, providing a low friction moment between the well of the liner and the endoprosthesis head. To fix the acetabular component of the hip joint prosthesis into the acetabulum of the patient, cement fixation, cementless mechanical fixation using metal bowls (press-fit technology) and a mixed type of attachment are used. Stable fixation of the acetabular component of the hip endoprosthesis in the acetabulum of the patient largely determines the life of the entire prosthesis.
Известно изобретение АЦЕТАБУЛЯРНЫЙ КОМПОНЕНТ ЭНДОПРОТЕЗА ТАЗОБЕДРЕННОГО СУСТАВА БЕСЦЕМЕНТНОЙ ФИКСАЦИИ (RU 2233645 A61F 2/34, опублик. 08.10.2004) содержащий металлическую чашу в виде полусферы, в нижней части снабженной гнездом в виде двух симметрично развернутых шестигранников со скругленными гранями и полимерный вкладыш, снабженный в нижней части шестигранной головкой, описанной вокруг цилиндрической части вкладыша, отличающийся тем, что наружная сторона чаши снабжена трехмерным капиллярно-пористым покрытием, при этом общая пористость составляет не менее 50%, а размер пор составляет от 10 до 500 мкм.The invention is known for the ACETABULAR COMPONENT OF ENDOPROTHESIS OF THE HIP JOINT OF A CEMENTless FIXATION (RU 2233645
К недостаткам данного изобретения относятся низкая способность металлических капиллярно-пористых индуцировать образование костной ткани. Металлические пористые покрытия обладают низкой способность обеспечения сращивания чаши с костной тканью, что в дальнейшем может привести к расшатыванию металлической полимерной чаши в вертлужной впадине пациента.The disadvantages of this invention include the low ability of metal capillary-porous to induce bone formation. Metal porous coatings have a low ability to ensure the coalescence of the cup with bone tissue, which can subsequently lead to loosening of the metal polymer cup in the acetabulum of the patient.
Известно изобретение ПОКРЫТИЕ НА ОСНОВЕ ТРИАЗИНОВОЙ РЕЗИНЫ ДЛЯ ИМПЛАНТОВ ДЛЯ ПРОТЕЗИРОВАНИЯ TPJAZINE RESIN COATED PROSTHETIC IMPLANTS (US 5047054A), позволяющее наносить покрытие, содержащее гидроксиапатит, на импланты для протезирования, в том числе и на металлическую чашу эндопротеза. Гидроксиапатит, содержащийся в покрытии на основе триазиновой резины, стимулирует рост костной ткани.The invention is known COATING BASED ON TRIAZIN RUBBER FOR IMPLANTS FOR PROSTHETICS TPJAZINE RESIN COATED PROSTHETIC IMPLANTS (US 5047054A), which allows the coating containing hydroxyapatite to implants for prosthetics, including a metal endoprosthesis. Hydroxyapatite contained in a coating based on triazine rubber stimulates bone growth.
К недостаткам пористых покрытий на основе гидроксиапатита можно отнести резорбцию гидроксиапатита с течением временем, которая может привести к нарушению стабильности ацетабулярного компонента эндопротеза тазобедренного сустава в вертлужной впадине пациента.The disadvantages of porous coatings based on hydroxyapatite include the resorption of hydroxyapatite over time, which can lead to a violation of the stability of the acetabular component of the hip joint prosthesis in the acetabulum of the patient.
Известно изобретение СИНТЕТИЧЕСКИЙ БИОАКТИВНЫЙ КАЛЬЦИЙ-ФОСФАТНЫЙ МИНЕРАЛЬНЫЙ КОМПЛЕКС (RU 2593346 A61L 27/32, опублик. 08.10.2016), предназначенное для нанесения покрытия на имплантаты для травматолого-ортопедических и стоматологических операций. Синтетический биоактивный кальций-фосфатный минеральный комплекс содержит кальций-фосфатную основу с микроэлементным составом. Синтетический биоактивный кальций-фосфатный минеральный комплекс близок к составу костной ткани, что улучшает интеграцию имплантата в костную ткань.The invention is known SYNTHETIC BIOACTIVE CALCIUM-PHOSPHATE MINERAL COMPLEX (RU 2593346 A61L 27/32, published. 08.10.2016), intended for coating implants for trauma and orthopedic and dental operations. The synthetic bioactive calcium phosphate mineral complex contains a calcium phosphate base with a trace element composition. The synthetic bioactive calcium phosphate mineral complex is close to the composition of the bone tissue, which improves the integration of the implant into the bone tissue.
К недостаткам биоактивных кальций-фосфатных покрытий можно отнести вымывание кальций-фосфатной керамики с течением временем.The disadvantages of bioactive calcium phosphate coatings include leaching of calcium phosphate ceramics over time.
Известно изобретение СПОСОБ ФИКСАЦИИ ВЕРТЛУЖНОГО КОМПОНЕНТА ДВУХПОЛЮСНОГО ЭНДОПРОТЕЗА ТАЗОБЕДРЕННОГО СУСТАВА (RU 2057490 А61В 17/56, опублик. 04.10.1996), в котором крепление вертлужного компонента эндопротеза происходит путем формирования углублений в стенках вертлужной впадины, заполнения цементом и установки чашки эндопротеза. Такой способ крепления подходит пациентам пожилого возраста, у которых низкая прочность и плотность костной ткани, и способность костной ткани к регенерации очень низкая.The invention is known A METHOD FOR FIXING THE SURFACE COMPONENT OF A TWO-POLE HIP JOINT PROTECTION (RU 2057490 А61В 17/56, published. 04.10.1996), in which the acetabular component of the endoprosthesis is fixed by forming depressions in the walls of the acetabulum and cavity of the acetabulum. This method of attachment is suitable for elderly patients who have low strength and density of bone tissue, and the ability of bone tissue to regenerate is very low.
К недостаткам изобретения можно отнести отсутствие остеосинтеза вертлужного компонента эндопротеза к вертлужной впадине пациента при использовании такого способа крепления.The disadvantages of the invention include the lack of osteosynthesis of the acetabular component of the endoprosthesis to the acetabulum of the patient using this method of attachment.
Известно изобретение ЭНДОПРОТЕЗ ВЕРТЛУЖНОЙ ВПАДИНЫ (RU 2201174 A61F 2/34, опублик. 27.03.2003), в котором наружная сферическая поверхность металлической чашки снабжена остроконечными шипами, в проксимальной части расположены лепестки с отверстиями под крепежные винты, лепестки могут изгибаться по форме кости, в дистальной части расположен крюк-шип, который вбивается в кость, увеличивая прочность крепления. Такой тип крепления металлической чаши эндопротеза подходит, когда имеется несостоятельность дна вертлужной впадины вследствие травмы, заболевания, протрузии ацетабулярной части ранее имплантированного эндопротеза.The invention is known for the ENDOPROTHESIS of the SANDAL DEPTH (RU 2201174
К недостаткам изобретения можно отнести отсутствие биоактивных компонентов на поверхности металлической чаши эндопротеза, способствующих врастанию костной ткани пациента.The disadvantages of the invention include the lack of bioactive components on the surface of the metal bowl of the endoprosthesis, contributing to the ingrowth of the patient’s bone tissue.
Известно изобретение АЦЕТАБУЛЯРНЫЙ КОМПОНЕНТ ACETABULAR CUP (ЕР 0153523 А1), которое представляет собой ацетабулярный компонент (полимерный вкладыш) для эндопротеза, выполненный из сверхвысокомолекулярного полиэтилена с усиленной внешней оболочкой из более жесткого пластика. Крепление ацетабулярного компонента к вертлужной впадине пациента осуществляется с использованием цемента.The invention is known ACETABULAR COMPONENT ACETABULAR CUP (EP 0153523 A1), which is an acetabular component (polymer insert) for an endoprosthesis made of ultra-high molecular weight polyethylene with a reinforced outer shell of more rigid plastic. The acetabular component is attached to the acetabulum of the patient using cement.
К недостаткам изобретения можно отнести отсутствие остеосинтеза ацетабулярного компонента эндопротеза к вертлужной впадине пациента.The disadvantages of the invention include the lack of osteosynthesis of the acetabular component of the endoprosthesis to the acetabulum of the patient.
Прототипом заявляемого изобретения является ВКЛАДЫШ АЦЕТАБУЛЯРНОГО КОМПОНЕНТА ЭНДОПРОТЕЗА ТАЗОБЕДРЕННОГО СУСТАВА, ВЫПОЛНЕННЫЙ ИЗ ПОЛИМЕРНОГО НАНОКОМПОЗИЦИОННОГО МАТЕРИАЛА (RU 2631889 A61L 27/08, опублик. 28.09.2017) в котором полимерный вкладыш выполнен из сверхвысокомолекулярного полиэтилена и может содержать наполнитель многостенные углеродные нанотрубки в количестве 0,1-2 масс. %: Полимерный вкладыш получают методом термопрессования с высоким качеством шероховатости поверхности лунки и момент трения не более 1,5 Н м.The prototype of the claimed invention is an insert of the acetabular component of the endoprosthesis of the hip joint, made of a polymeric nanocomposite material (RU 2631889 A61L 27/08, published in which the polymer contains more than one polymer and contains more than one polymer) -2 mass. %: The polymer liner is obtained by thermal pressing with high quality surface roughness of the hole and the friction moment of not more than 1.5 N m
Недостатком полимерного вкладыша ацетабулярного компонента является использование для его крепления к вертлужной впадине пациента традиционных металлических чаш, которые не обеспечивают высокую способность прорастания костной ткани и не могут гарантировать стабильную работу эндопротеза. Такие металлические чаши устанавливаются в вертлужную впадину пациента по технологии press-fit, что сопровождается травмированием костной ткани пациента.The disadvantage of the polymer insert of the acetabular component is the use of traditional metal bowls for its attachment to the acetabulum of the patient, which do not provide high ability of bone tissue germination and cannot guarantee the stable operation of the endoprosthesis. Such metal bowls are installed in the acetabulum of the patient using press-fit technology, which is accompanied by trauma to the patient’s bone tissue.
Технический результат заключается в получении полимерного вкладыша ацетабулярного компонента эндопротеза тазобедренного сустава методом термопрессования, обладающего высокими остеоиндуктивными свойствами для надежной фиксация полимерного вкладыша к вертлужной впадине пациента. Полимерный вкладыш ацетабулярного компонента эндопротеза тазобедренного сустава имеет высокое качество поверхности лунки, обеспечивая низкий коэффициент трения и высокую износостойкостью. Разработанный полимерный вкладыш ацетабулярного компонента удовлетворяет требованиям ГОСТ 31621-2012 Имплантаты для хирургии. Замещение сустава тотальным эндопротезом. Определение долговечности работы узла трения эндопротеза тазобедренного сустава методом оценки крутящего момента.The technical result consists in obtaining a polymer liner of the acetabular component of the hip joint prosthesis by thermal pressing, which has high osteoinductive properties for reliable fixation of the polymer liner to the acetabulum of the patient. The polymer liner of the acetabular component of the hip joint implant has a high hole surface quality, providing a low coefficient of friction and high wear resistance. The developed polymer liner of the acetabular component meets the requirements of GOST 31621-2012 Implants for surgery. Replacing a joint with a total endoprosthesis. Determination of the durability of the friction unit of the hip joint endoprosthesis by the method of torque assessment.
Технический результат достигается за счет полимерного вкладыша ацетабулярного компонента эндопротеза тазобедренного сустава, имеющего 11 класс шероховатости поверхности лунки и момент трения не более 1,5 Н, выполненного из сверхвысокомолекулярного полиэтилена, содержащего на внешней поверхности биоактивный пористый слой толщиной 2-5 мм с открытыми и сообщающимися порами размером 40-1100 мкм и объемной пористостью от 40 до 90%, обладающего высокими остеоиндуктивными свойствами с возможностью прорастания через него костной ткани для крепления полимерного вкладыша ацетабулярного компонента эндопротеза тазобедренного сустава к вертлужной впадине пациента.The technical result is achieved due to the polymer insert of the acetabular component of the hip joint endoprosthesis having an 11 hole surface roughness class and a friction moment of not more than 1.5 N made of ultrahigh molecular weight polyethylene containing a bioactive porous layer 2-5 mm thick on the outer surface with open and communicating pores with a size of 40-1100 μm and a bulk porosity of 40 to 90%, which has high osteoinductive properties with the possibility of bone growth through it for attaching the polymer insert of the acetabular component of the hip endoprosthesis to the acetabulum of the patient.
Изобретение поясняется Фиг. 1, где представлена схема термопрессования полимерного вкладыша ацетабулярного компонента эндопротеза с биоактивным пористым слоем, где 1 - нижняя матрица, 2 - верхняя матрица, 3 - пуансон, 4 - сплошной слой сверхвысокомолекулярного полиэтилена полимерного вкладыша ацетабулярного компонента эндопротеза, 5 - биоактивный пористый слой сверхвысокомолекулярного полиэтилена полимерного вкладыша ацетабулярного компонента эндопротеза. Шероховатость поверхности лунки полимерного вкладыша ацетабулярного компонента эндопротеза формируется при контакте с пуансоном 3.The invention is illustrated in FIG. 1, which shows a thermal compression scheme for the polymer insert of the acetabular component of the endoprosthesis with a bioactive porous layer, where 1 is the lower matrix, 2 is the upper matrix, 3 is the punch, 4 is a continuous layer of ultra-high molecular weight polyethylene, the polymer insert of the acetabular component of the endoprosthesis, 5 is the bioactive porous layer of the ultra high molecular weight porous layer polymer liner of the acetabular component of the endoprosthesis. The surface roughness of the hole of the polymer insert of the acetabular component of the endoprosthesis is formed upon contact with the punch 3.
Биоактивный пористый слой изготавливается из сверхвысокомолекулярного полиэтилена и имеет открытые и сообщающиеся поры для обеспечения сквозного прорастания костной ткани. Первичная фиксация полимерного вкладыша ацетабулярного компонента эндопротеза тазобедренного сустава с биоактивным пористым слоем может быть осуществлена с использованием винтов. Для активации максимальных остеоиндуктивных свойств биоактивный пористый слой имеет поры размером от 40 мкм до 1100 мкм, а объемная пористость варьируется в пределах от 40% до 90%. Поверхность пор имеет микрорельеф рельеф, благодаря которому клетки могут прикрепляться к поверхности биоактивного пористого слоя. Изобретение поясняется Фиг. 2, где представлена фотография биоактивного пористого слоя, полученная с помощью сканирующего электронного микроскопа. Формирование биоактивного пористого слоя осуществляется за счет введения в сверхвысокомолекулярный полиэтилен дисперсного порообразующего наполнителя в количестве от 40 до 90 объемных %. Размер порообразующего наполнителя подбирается в соответствии с требуемым размером пор в диапазоне от 40 до 1100 мкм. Введение порообразующего наполнителя в сверхвысокомолекулярный полиэтилен осуществляется путем сухого смешения в мельнице планетарного типа в мягких режимах смешения, предотвращающих измельчения порообразующего наполнителя. Изготовление полимерного вкладыша ацетабулярного компонента эндопротеза с биоактивным пористым слоем осуществляется методом термопрессования в диапазоне температур 180-200°С и давлении 20-50 МПа, путем послойного формирования сплошного и пористого слоев сверхвысокомолекулярного полиэтилена. Удаление порообразующего наполнителя осуществляется путем его выщелачивания.The bioactive porous layer is made of ultra high molecular weight polyethylene and has open and interconnected pores to ensure through germination of bone tissue. The primary fixation of the polymer insert of the acetabular component of the hip joint implant with a bioactive porous layer can be carried out using screws. To activate the maximum osteoinductive properties, the bioactive porous layer has pores ranging in size from 40 microns to 1100 microns, and bulk porosity varies from 40% to 90%. The surface of the pores has a microrelief relief, due to which cells can attach to the surface of the bioactive porous layer. The invention is illustrated in FIG. 2, which shows a photograph of a bioactive porous layer obtained using a scanning electron microscope. The formation of a bioactive porous layer is carried out by introducing into the ultra-high molecular weight polyethylene dispersed pore-forming filler in an amount of from 40 to 90 volume%. The size of the pore-forming filler is selected in accordance with the required pore size in the range from 40 to 1100 microns. The introduction of a pore-forming filler in ultra-high molecular weight polyethylene is carried out by dry mixing in a planetary-type mill in mild mixing modes that prevent grinding of the pore-forming filler. The manufacture of the polymer liner of the acetabular component of the endoprosthesis with a bioactive porous layer is carried out by thermal pressing in the temperature range of 180-200 ° C and a pressure of 20-50 MPa, by layer-by-layer formation of continuous and porous layers of ultra-high molecular weight polyethylene. The removal of the pore-forming filler is carried out by leaching it.
Пример 1.Example 1
В качестве исходного сырья применяется сверхвысокомолекулярный полиэтилен производства Celanese. В качестве порообразующей добавки используется фармакопейная соль NaCl в количестве 90 объемных %. Размер фармакопейной соли NaCl варьируется в следующем диапазоне: от 40 мкм до 200 мкм - 20%, от 200 мкм до 600 мкм - 60%, от 600 до 1100 мкм - 20%. Смешение фармакопейной соли NaCl со сверхвысокомолекулярным полиэтиленом осуществляется путем сухого смешения в мельнице планетарного типа в мягких режимах смешения, предотвращающих измельчение порообразующего наполнителя. Формование полимерного вкладыша ацетабулярного компонента эндопротеза с биоактивным пористым слоем осуществляется методом термопрессования при температуре 190°С и давлении 40 МПа, путем послойного формирования сплошного и пористого слоев сверхвысокомолекулярного полиэтилена. Для придания высокого качества поверхности лунки полимерного вкладыша ацетабулярного компонента эндопротеза с биоактивным пористым слоем используется пуансон 11 класса шероховатости поверхности. Удаление порообразующего наполнителя из сверхвысокомолекулярного полиэтилена осуществляется путем его выщелачивания.As a feedstock, ultra high molecular weight polyethylene produced by Celanese is used. As a pore-forming additive, pharmacopoeial NaCl salt is used in an amount of 90 volume%. The size of the pharmacopoeial NaCl salt varies in the following range: from 40 microns to 200 microns - 20%, from 200 microns to 600 microns - 60%, from 600 to 1100 microns - 20%. The pharmacopoeial NaCl salt is mixed with ultra-high molecular weight polyethylene by dry mixing in a planetary-type mill in mild mixing modes that prevent grinding of the pore-forming filler. The polymer liner of the acetabular component of the endoprosthesis with a bioactive porous layer is molded by thermal pressing at a temperature of 190 ° C and a pressure of 40 MPa, by layer-by-layer formation of continuous and porous layers of ultra-high molecular weight polyethylene. To give a high quality surface to the wells of the polymer insert of the acetabular component of the endoprosthesis with a bioactive porous layer, a punch of the surface roughness class 11 is used. The removal of the pore-forming filler from ultra-high molecular weight polyethylene is carried out by leaching it.
Внешний вид полимерного вкладыша ацетабулярного компонента эндопротеза с биоактивным пористым слоем представлен на Фиг. 3. Внешний вид разрезанного пополам полимерного вкладыша ацетабулярного компонента эндопротеза с биоактивным пористым слоем представлен на Фиг. 4, где 1 - сплошной слой на основе сверхвысокомолекулярного полиэтилена, 2 - биоактивный пористый слой на основе сверхвысокомолекулярного полиэтилена.The appearance of the polymer insert of the acetabular component of the endoprosthesis with a bioactive porous layer is shown in FIG. 3. The appearance of a half-cut polymer insert of the acetabular component of the endoprosthesis with a bioactive porous layer is shown in FIG. 4, where 1 is a continuous layer based on ultra-high molecular weight polyethylene, 2 is a bioactive porous layer based on ultra-high molecular weight polyethylene.
Полимерный вкладыш ацетабулярного компонента эндопротеза с биоактивным пористым слоем имеет следующие характеристики:The polymer insert of the acetabular component of the endoprosthesis with a bioactive porous layer has the following characteristics:
- поверхность лунки ацетабулярного компонента соответствует 11 классу шероховатости;- the surface of the well of the acetabular component corresponds to roughness class 11;
- диаметр лунки ацетабулярного компонента 28 мм:- diameter of the well of the acetabular component 28 mm:
- несферичность менее 50 мкм;- non-sphericity less than 50 microns;
Пара трения ацетабулярный компонент, выполненный из нанокомпозиционного материала - головка эндопротеза выполненная из сплава Со-Cr-Мо, испытанная в соответствии с ГОСТ 31621-2012, имеет следующие характеристики:A friction pair is an acetabular component made of a nanocomposite material — an endoprosthesis head made of a Co-Cr-Mo alloy, tested in accordance with GOST 31621-2012, has the following characteristics:
- момент трения не более 1,5 Н⋅м;- the moment of friction is not more than 1.5 N⋅m;
- отсутствуют видимые следы износа поверхности трения ацетабулярного компонента;- there are no visible signs of wear on the friction surface of the acetabular component;
- толщина биоактивного пористого слоя 2 мм;- the thickness of the bioactive porous layer of 2 mm;
- объемная пористость биоактивного пористого слоя 90%;- volume porosity of the bioactive porous layer of 90%;
- размер пор биоактивного пористого слоя от 40 до 1100 мкм;- the pore size of the bioactive porous layer from 40 to 1100 microns;
- пористый биоактивный слой имеет открытые и сообщающиеся поры;- the porous bioactive layer has open and interconnected pores;
Пример 2.Example 2
В качестве исходного сырья применяется сверхвысокомолекулярный полиэтилен производства Celanese. В качестве порообразующей добавки используется фармакопейная соль NaCl в количестве 40 объемных %. Размер фармакопейной соли NaCl варьируется в следующем диапазоне: от 40 мкм до 200 мкм - 20%, от 200 мкм до 600 мкм - 60%, от 600 до 1100 мкм - 20%. Смешение фармакопейной соли NaCl со сверхвысокомолекулярным полиэтиленом осуществляется путем сухого смешения в мельнице планетарного типа в мягких режимах смешения, предотвращающих измельчение порообразующего наполнителя. Формование полимерного вкладыша ацетабулярного компонента эндопротеза с биоактивным пористым слоем осуществляется методом термопрессования при температуре 190°С и давлении 40 МПа, путем послойного формирования сплошного и пористого слоев сверхвысокомолекулярного полиэтилена. Для придания высокого качества поверхности лунки полимерного вкладыша ацетабулярного компонента эндопротеза с биоактивным пористым слоем используется пуансон 11 класса шероховатости поверхности. Удаление порообразующего наполнителя из сверхвысокомолекулярного полиэтилена осуществляется путем его выщелачивания.As a feedstock, ultra high molecular weight polyethylene produced by Celanese is used. As a pore-forming additive, pharmacopoeial NaCl salt is used in an amount of 40 volume%. The size of the pharmacopoeial NaCl salt varies in the following range: from 40 microns to 200 microns - 20%, from 200 microns to 600 microns - 60%, from 600 to 1100 microns - 20%. The pharmacopoeial NaCl salt is mixed with ultra-high molecular weight polyethylene by dry mixing in a planetary-type mill in mild mixing modes that prevent grinding of the pore-forming filler. The polymer liner of the acetabular component of the endoprosthesis with a bioactive porous layer is molded by thermal pressing at a temperature of 190 ° C and a pressure of 40 MPa, by layer-by-layer formation of continuous and porous layers of ultra-high molecular weight polyethylene. To give a high quality surface to the wells of the polymer insert of the acetabular component of the endoprosthesis with a bioactive porous layer, a punch of the surface roughness class 11 is used. The removal of the pore-forming filler from ultra-high molecular weight polyethylene is carried out by leaching it.
Полимерный вкладыш ацетабулярного компонента эндопротеза с биоактивным пористым слоем имеет следующие характеристики:The polymer insert of the acetabular component of the endoprosthesis with a bioactive porous layer has the following characteristics:
- поверхность лунки ацетабулярного компонента соответствует 11 классу шероховатости;- the surface of the well of the acetabular component corresponds to roughness class 11;
- диаметр лунки ацетабулярного компонента 28 мм:- diameter of the well of the acetabular component 28 mm:
- несферичность менее 50 мкм;- non-sphericity less than 50 microns;
Пара трения ацетабулярный компонент, выполненный из нанокомпозиционного материала - головка эндопротеза выполненная из сплава Со-Cr-Мо, испытанная в соответствии с ГОСТ 31621-2012, имеет следующие характеристики:A friction pair is an acetabular component made of a nanocomposite material — an endoprosthesis head made of a Co-Cr-Mo alloy, tested in accordance with GOST 31621-2012, has the following characteristics:
- момент трения не более 1,5 Н⋅м;- the moment of friction is not more than 1.5 N⋅m;
- отсутствуют видимые следы износа поверхности трения ацетабулярного компонента;- there are no visible signs of wear on the friction surface of the acetabular component;
- толщина биоактивного пористого слоя 5 мм;- the thickness of the bioactive porous layer of 5 mm;
- объемная пористость биоактивного пористого слоя 40%;- volume porosity of the bioactive porous layer of 40%;
- размер пор биоактивного пористого слоя от 40 до 1100 мкм;- the pore size of the bioactive porous layer from 40 to 1100 microns;
- пористый биоактивный слой имеет открытые и сообщающиеся поры.- the porous bioactive layer has open and interconnected pores.
Claims (1)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2019143652A RU2725063C1 (en) | 2019-12-25 | 2019-12-25 | Polymer insert of acetabular component of endoprosthesis with bioactive porous layer for osteosynthesis |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2019143652A RU2725063C1 (en) | 2019-12-25 | 2019-12-25 | Polymer insert of acetabular component of endoprosthesis with bioactive porous layer for osteosynthesis |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2725063C1 true RU2725063C1 (en) | 2020-06-29 |
Family
ID=71510171
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2019143652A RU2725063C1 (en) | 2019-12-25 | 2019-12-25 | Polymer insert of acetabular component of endoprosthesis with bioactive porous layer for osteosynthesis |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2725063C1 (en) |
Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6281264B1 (en) * | 1995-01-20 | 2001-08-28 | The Orthopaedic Hospital | Chemically crosslinked ultrahigh molecular weight polyethylene for artificial human joints |
| US7781526B2 (en) * | 2003-09-19 | 2010-08-24 | Depuy Products, Inc. | Medical implant or medical implant part comprising porous UHMWPE and process for producing the same |
| RU2631889C1 (en) * | 2016-12-13 | 2017-09-28 | Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Национальный исследовательский технологический университет "МИСиС" | Insert of hip joint endoprosthesis acetabular component made of polymeric nanocomposite material |
| RU2634860C1 (en) * | 2016-12-19 | 2017-11-07 | Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Национальный исследовательский технологический университет "МИСиС" | Bio-engineering structure with antibacterial coating for osteochondral defects substitution |
-
2019
- 2019-12-25 RU RU2019143652A patent/RU2725063C1/en active
Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6281264B1 (en) * | 1995-01-20 | 2001-08-28 | The Orthopaedic Hospital | Chemically crosslinked ultrahigh molecular weight polyethylene for artificial human joints |
| US7781526B2 (en) * | 2003-09-19 | 2010-08-24 | Depuy Products, Inc. | Medical implant or medical implant part comprising porous UHMWPE and process for producing the same |
| RU2631889C1 (en) * | 2016-12-13 | 2017-09-28 | Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Национальный исследовательский технологический университет "МИСиС" | Insert of hip joint endoprosthesis acetabular component made of polymeric nanocomposite material |
| RU2634860C1 (en) * | 2016-12-19 | 2017-11-07 | Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Национальный исследовательский технологический университет "МИСиС" | Bio-engineering structure with antibacterial coating for osteochondral defects substitution |
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| СЕНАТОВ Ф.С. Микроструктура и свойства композитов медицинского назначения на основе сверхвысокомолекулярного полиэтилена. Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата физико-математических наук. Москва. 2013. 24 с. * |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| KR101764605B1 (en) | Prosthesis | |
| US7695521B2 (en) | Hip prosthesis with monoblock ceramic acetabular cup | |
| US9700431B2 (en) | Orthopaedic implant with porous structural member | |
| Bobyn et al. | Tissue response to porous tantalum acetabular cups: a canine model | |
| JP6279322B2 (en) | Artificial joint having surfaces with different textures and method for producing the artificial joint | |
| US6974482B2 (en) | Implantable orthopedic prosthesis with textured polymeric surfaces | |
| US20080195218A1 (en) | Prosthetic implant for use without bone cement | |
| JP5596686B2 (en) | Orthopedic graft with spatially varying porosity | |
| US11696831B2 (en) | Hard-tissue implant comprising a bulk implant, a face, pillars, slots, and at least one support member | |
| CA2922379A1 (en) | Orthopaedic implant with porous structural member | |
| AU2011247048A1 (en) | Prosthesis | |
| RU2725063C1 (en) | Polymer insert of acetabular component of endoprosthesis with bioactive porous layer for osteosynthesis | |
| Mohanty | Medical Applications of alumina ceramics | |
| Park et al. | Hard tissue replacement II: joints and teeth | |
| RU2684409C2 (en) | Composite material for the replacement of bone tissue and endoprosthesis of joints made thereof | |
| Lou et al. | Analysis of bony ingrowth in novel cervical disc prosthesis | |
| RU2668130C2 (en) | Pelvis joint arthroplasty cup | |
| CN117257528A (en) | Acetabular prosthesis, method for producing an acetabular prosthesis and joint prosthesis | |
| ORTHOPAEDIC | THE USE OF BIPHASIC CERAMIC PHOSPHATES IN ORTHOPAEDIC AND TRAUMA SURGERY | |
| Giannini et al. | Bioceramics in orthopaedic surgery: know how status and preliminary results | |
| Citarella | A review of acetabular prostheses for total hip arthroplasty |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| QB4A | Licence on use of patent |
Free format text: LICENCE FORMERLY AGREED ON 20210421 Effective date: 20210421 |