ИЗОБРЕТЕНИЕ
Патент Российской Федерации RU2274461

МАТЕРИАЛ ДЛЯ ЗАМЕЩЕНИЯ ДЕФЕКТОВ КОСТНОЙ ТКАНИ И СПОСОБ ЕГО ПОЛУЧЕНИЯ

Имя изобретателя: Литвинов Сергей Дмитриевич 
Имя патентообладателя: Литвинов Сергей Дмитриевич
Адрес для переписки: 443079, г.Самара,79, ул. Гагарина, 48-6, С.Д. Литвинову
Дата начала действия патента: 2004.02.26 

Группа изобретений относится к медицине, а именно к травматологии, ортопедии, стоматологии, нейрохирургии, и предназначена для замещения дефектов при различных костных патологиях. Материал для замещения дефектов костной ткани представляет собой пластины, состоящие из фторгидроксиапатита в коллагене, при этом содержание фторгидроксиапатита составляет 40-90% по массе. Способ получения материала состоит в том, что пористый коллагеновый матрикс помещают между растворами, содержащими 0,2-1 моль/л хлорида кальция и раствор, содержащий 0,1-1 моль/л фосфата натрия или фосфата аммония и 0,01-0,1 моль/л фторида аммония, а также раствор аммиака или гидроксида натрия, проводят электрофорез с плотностью тока 7-20 мА/см2 в течение 10-24 часов, полученный материал промывают дистиллированной водой, сушат при 20-37°С и стерилизуют.

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Изобретение относится к медицине, а именно к созданию твердых материалов на основе коллагена, которые могут быть использованы для заполнения дефектов костной ткани в травматологии, ортопедии, стоматологии, нейрохирургии при врожденных и приобретенных заболеваниях.

Известен способ получения препарата для активизации репаративного остеогенеза, в соответствии с которым сначала из животного сырья путем щелочно-солевой обработки получают раствор коллагена, в который затем вводят формальдегид, водную дисперсию гидроксоапатита, перемешивают и добавляют водный раствор хлоргексидин биглюконата. Из этой смеси получают коллагеновую губчатую массу, которую помещают в область пораженного участка кости. Однако такой материал не обладает хорошей структурной интегрированностью компонентов, а также является низко технологичным [патент РФ №2088240].

За прототип выбран материал, представляющий собой механическую смесь коллагена и гидроксоапатита, который синтезируют, помещая коллагеновое волокно в жидкую среду между разноименными электродами, которые с одной стороны омываются раствором соли кальция, а с другой - щелочным раствором соли фосфата. В результате получают гидроксоапатит, распределенный между волокнами коллагена [Патент РФ №2174848].

Недостатками данного материала являются его высокая способность гидратироваться водой в водной среде, что приводит к сильному его разбуханию при замещении им дефектов костной ткани, недостаточная скорость регенерации костной ткани.

Положительный результат заявленного технического решения заключается в том, что патентуемый материал содержит фторид-ион, оказывающий непосредственное воздействие на клетки костной ткани, что влияет на процесс регенерации. Фторид-ион входит в состав молекулы фторгидроксоапатита.

Это достигается тем, что пористый коллагеновый матрикс помещают между двумя растворами: один раствор содержит ионы кальция Са2+, а другой - фосфат-ионы, фторид-ионы и гидроксид-ионы; процесс синтеза фторгидроксоапатита на коллагене проводят при использовании электрофореза. В результате происходит взаимодействие:

и получается вещество апатитной структуры - фторгидроксоапатит, который осаждается на волокнах белка. При этом материал формируется в виде пористых пластин толщиной 3-10 мм.

Количество осаждаемого на коллагене фторгидроксоапатита регулируется в зависимости от времени проведения синтеза, содержание фторид-иона в полученном продукте зависит от его концентрации в исходном растворе.

ПРИМЕР.

Берут в готовом виде пористый коллагеновый матрикс, полученный из кости животного, гидратируют его, помещая в дистиллированную воду. Подготовленный таким образом образец помещают между двумя растворами: один раствор содержит хлорид кальция CaCl2 «хч» концентрации 0,2-1 моль/л, а другой - фосфат натрия NaH 2PO4 «хч» или фосфат аммония (NH4 )3PO4 «хч», концентрации 0,1-1 моль/л, фторид аммония NH4F «хч» концентрации 0,01-0,1 моль/л и гидроксид-ионы. В качестве источника последних можно использовать раствор аммиака или гидроксида натрия. Для стабилизации значения рН в раствор соли кальция добавляют порошок оксида магния MgO. Затем в растворы опускают электроды и в течение 30-300 минут пропускают электрический ток плотностью 7÷20 мА/см2 . В процессе электрофореза происходит реакция:

В результате этой реакции образуется фторгидрокосапатит, который взаимодействует с коллагеном и осаждается на нем. Полученный материал промывают дистиллированной водой, сушат при 20-37°С, стерилизуют и подготавливают к имплантации. При изменении концентрации фторида аммония в исходном растворе изменяется и его содержание в получаемом продукте, что отражено в таблице 1. Количество осаждаемого на коллагене фторгидроксоапатита регулируется в зависимости от времени проведения синтеза (таблица 2).

 
Таблица 1.
№ обр. Концентрация фторида аммония в исходном растворе, моль/л Содержание иона фтора в продукте, моль/г массы продукта
1 0,01 0,0002
2 0,02 0,0003
3 0,04 0,0005
4 0,06 0,0013
5 0,08 0,0043
6 0,10 0,0048
Таблица 2.
№ образца Масса исходного коллагена, г Время синтеза, часы Масса полученного образца, г Изменение массы образца, %
1 0,4005 2 0,4712 15,0
2 0,4400 4 0,6003 26,7
3 0,4120 6 0,7601 45,8
4 0,4207 8 0,8778 67,6
5 0,4525 10 2,0568 78,0

Полученный материал был использован при имплантациях. Имплантат обладает хорошей степенью регенерации, нетоксичен, обладает свойством отсутствия иммунологической реакции, гемостатическими и противовоспалительными свойствами, стимулирует рост нативной кости в кратчайшие сроки.

ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ

1. Материал для замещения дефектов костной ткани, характеризующийся тем, что он представляет собой пластины, состоящие из фторгидроксиапатита в коллагене, при этом содержание фторгидроксиапатита составляет 40-90% по массе.

2. Способ получения материала по п.1, характеризуется тем, что пористый коллагеновый матрикс помещают между растворами, содержащими 0,2-1 моль/л хлорида кальция и раствор, содержащий 0,1-1 моль/л фосфата натрия или фосфата аммония и 0,01-0,1 моль/л фторида аммония, а также раствор аммиака или гидроксида натрия, проводят электрофорез с плотностью тока 7-20 мА/см2 в течение 10-24 ч, полученный материал промывают дистиллированной водой, сушат при 20-37°С и стерилизуют.

 

Версия для печати
Дата публикации 03.06.2007гг


вверх