RU173623U1

RU173623U1 - Polymer conjugated polymer coated titanium thread

Info

Publication number: RU173623U1
Application number: RU2016124308U
Authority: RU
Inventors: Антон Анатольевич Казанцев; Сергей Владимирович Осадченко; Александр Иванович Алехин; Айрат Аухатович Юсупов; Назир Маилович Галиакберов; Игорь Васильевич Огарков; Кирилл Александрович Шемятовский; Дмитрий Леонидович Титаров
Priority date: 2016-06-20
Filing date: 2016-06-20
Publication date: 2017-09-04

Abstract

Полезная модель относится к медицине и медицинской промышленности, а именно к медицинским изделиям для хирургического лечения, и выступает в качестве основы для формирования хирургического шовного материала или сетчатых эндопротезов для пластики мягких тканей. Изделие выполнено в виде титановой нити диаметром от 15-400 мкм и имеет грунтовое покрытие на основе полисопряженных полимеров, к которым относятся полипиррол, полифенилендиамин, политиафен и др.Изделие применяют в качестве основы для формирования титанового шовного материала или титанового сетчатого имплантата с биологически активным покрытием в тех случаях, когда имеется необходимость нанесения на титановую нить активного покрытия в виде кабоксиметилцелюлозы, хитозана и др. биологически активных веществ, стимулирующих репаративные процессы в тканях организма.The utility model relates to medicine and the medical industry, namely to medical products for surgical treatment, and acts as the basis for the formation of surgical suture material or mesh endoprostheses for soft tissue repair. The product is made in the form of a titanium thread with a diameter of 15-400 microns and has a primer coating based on polyconjugated polymers, which include polypyrrole, polyphenylenediamine, polythiaphene, etc. The product is used as the basis for the formation of a titanium suture material or a titanium mesh implant with a biologically active coating in cases where there is a need to apply an active coating on the titanium thread in the form of caboximethylcellulose, chitosan, and other biologically active substances that stimulate reparative processes in body tissues.

Description

Изобретение относится к медицинской технике и направлено на улучшение качества сетчатых материалов для пластической хирургии основе титановой нити, которая служит заготовкой для создания хирургических шовных материалов или сетчатых титановых имплантатов.The invention relates to medical equipment and is aimed at improving the quality of mesh materials for plastic surgery based on a titanium thread, which serves as a blank for creating surgical suture materials or mesh titanium implants.

Известно, что в мировой практике развивается направление использования сетчатых материалов, у которых контактной поверхностью с тканями организма выступает титан или его соединения (группа титансодержащих сетчатых материалов). Доказано, что титановая поверхность создает хорошую биологическую выживаемость имплантатов, однако в краткосрочном периоде большое разнообразие биологических и клинических задач заставляет использовать на сетчатых имплантатах биологически активное покрытие, оксид титана или другие вещества. Покрытия могут использоваться как средства доставки биологически активных веществ, антибиотиков или агентов влияющих на репаративные процессы.It is known that in the world practice the direction of using mesh materials is developing, in which titanium or its compounds (a group of titanium-containing mesh materials) acts as a contact surface with body tissues. It is proved that the titanium surface creates good biological survival of implants, but in the short term a wide variety of biological and clinical tasks makes it necessary to use a biologically active coating, titanium oxide or other substances on mesh implants. Coatings can be used as a means of delivery of biologically active substances, antibiotics or agents affecting reparative processes.

С другой стороны благодаря биологически активным покрытиям успешно решаются вопросы его внутрибрюшного размещения сетчатых материалов или использования их в условиях нагноения. Распространенным биологически активным веществами выступают карбоксиметилцелюлоза, хитозан и др. вещества в качестве временного антиспаечного барьера и способствующая направленной регенерации мезотелия. В качестве цветовой маркировки на титановых нитях используется оксид титана (TiO2).On the other hand, biologically active coatings successfully solve the problems of its intra-abdominal placement of mesh materials or their use in conditions of suppuration. Carboxymethyl cellulose, chitosan and other substances act as a common biologically active substance as a temporary anti-adhesion barrier and contributing to the directed regeneration of mesothelium. Titanium oxide (TiO2) is used as a color marking on titanium threads.

Так, например, покрытие из хитозана создает условия для клеточной адгезии к поверхности титановой нити, что является одним из условий для ускорения пролиферации клеток. Также, хитозан обладает некоторым биоцидным действием за счет положительного заряда, а также способен связывать за счет этого связывать лекарственные вещества. При этом создаются условия для их контролируемого и пролонгируемого высвобождения.For example, a coating of chitosan creates conditions for cell adhesion to the surface of a titanium filament, which is one of the conditions for accelerating cell proliferation. Also, chitosan has some biocidal effect due to the positive charge, and is also able to bind due to this bind medicinal substances. In this case, conditions are created for their controlled and prolonged release.

Карбоксиметилцелюлоза - биологически активный полимер, также создает условия для раздельной пролиферации клеток на поверхности титановой нити. За счет своей гидрофильностибности также может служить покрытием для пролонгированного ввода лекарственных средств.Carboxymethyl cellulose, a biologically active polymer, also creates conditions for the separate proliferation of cells on the surface of a titanium filament. Due to its hydrophilicity, it can also serve as a coating for prolonged drug administration.

Однако существует сложность создания достаточной адгезии химических веществ к титановая нити, объясняемые гидрофобными свойствами последней.However, there is the difficulty of creating sufficient adhesion of chemicals to titanium filaments, due to the hydrophobic properties of the latter.

В связи с этим встает вопрос о создании промежуточного слоя на поверхности титановой нити, который будет обладать связующим действием между титаном и наносимым веществом в том, числе и биологически активным полимером.In this regard, the question arises of creating an intermediate layer on the surface of the titanium filament, which will have a binding effect between titanium and the applied substance, including a biologically active polymer.

Отдаленным аналогом может служит изобретение хирургической нити, где покрытие на многослойном хирургическом шовном материале выполнено в виде наночастиц нанесеных на нить напылением в виде сплошного покрытия толщиной не более 300 нм., причем, наночастицы имеют концентрацию серебра, как минимум, 40%, концентрацию железа, как минимум, 0,001%, концентрацию алюминия, как минимум, 0,001% и концентрацию меди, как минимум, 0,001%. Техническим результатом по мнению авторов является придание прочностных и антимикробных свойств изготавливаемому шовному материалу и предотвращение и(или) снижение частоты раневых осложнений в области соприкосновения тканей с шовным материалом, вследствие приобретенных противомикробных свойств. При этом авторами не используется титановая нить, а покрытие на материале является однослойным.A remote analogue may be the invention of a surgical thread, where the coating on a multilayer surgical suture material is made in the form of nanoparticles deposited on the thread by spraying in the form of a continuous coating with a thickness of not more than 300 nm. Moreover, the nanoparticles have a silver concentration of at least 40%, iron concentration, at least 0.001%, an aluminum concentration of at least 0.001%, and a copper concentration of at least 0.001%. The technical result, according to the authors, is to impart strength and antimicrobial properties to the produced suture material and to prevent and (or) reduce the frequency of wound complications in the area of contact of tissues with suture material due to the acquired antimicrobial properties. In this case, the authors do not use titanium thread, and the coating on the material is single-layer.

Задача создания промежуточного слоя на титановой нити частично решается в полезной модели № 16073 Шабашова А.А. и Глазуновой М.Ю. основанной на создании титановой нити имеющей несколько слоев, где в качестве грунтовочного слоя выступает растворенный в поврхностном слое титана кислород. Нить из титана отличается тем, что под слоем оксида титана расположен слой раствора кислорода в титане толщиной 0,01-0,05 диаметра нити, а толщина слоя оксида титана составляет 0,2-0,5 мкм. Это позволяет улучшить поверхность нити. Как указывают авторы, шероховатость поверхности такой хирургической шовной нити снижается до одной десятой микрона и практически исключает поверхностные дефекты. Увеличение толщины оксида титана на поверхности шовный нити и наличие под ним кислорода в титане позволяет значительно уменьшить влияние вязкости свойственной титану и практически исключить пластическую деформацию поверхности нити призатягиванию узла и заеданиях его в момент закрытия. Благодаря малой толщине нити и упрочняющему слою удается избежать потери пластичности нити нить сохраняет прочностные пластические свойства, которые характерны для титана по мнению авторов относительная удлинение такой нити составляет от 20 до 32% предел прочности 450 500 МПа. Все это позволяет достичь улучшения эксплуатационных свойств нити при сохранении надежности особенно при вязании узла. Недостатком, аналога служит оганиченность возможностей материала и невозможность использовать его для нанесения биологически активных покрытий.The task of creating an intermediate layer on a titanium thread is partially solved in utility model No. 16073 A. Shabashova and Glazunova M.Yu. based on the creation of a titanium filament having several layers, where oxygen dissolved in the surface layer of titanium acts as a primer layer. A titanium filament is characterized in that under the titanium oxide layer is a layer of an oxygen solution in titanium with a thickness of 0.01-0.05 of the diameter of the filament, and the thickness of the titanium oxide layer is 0.2-0.5 microns. This allows you to improve the surface of the thread. As the authors indicate, the surface roughness of such a surgical suture thread is reduced to one tenth of a micron and virtually eliminates surface defects. An increase in the thickness of titanium oxide on the surface of the suture thread and the presence of oxygen in it under the titanium can significantly reduce the influence of the viscosity inherent in titanium and virtually eliminate the plastic deformation of the surface of the thread by pulling the knot and seizing it at the moment of closure. Due to the small thickness of the thread and the reinforcing layer, it is possible to avoid loss of ductility of the thread, the thread retains the strength plastic properties that are characteristic of titanium, according to the authors, the elongation of such a thread is from 20 to 32% tensile strength of 450 500 MPa. All this allows you to achieve improved performance properties of the thread while maintaining reliability, especially when knitting. The disadvantage of the analogue is the limited capabilities of the material and the inability to use it for applying biologically active coatings.

Задача настоящей полезной модели заключается в создании на титановой нити диаметром 15-400 мкм (структурного элемента хирургического шовного материала или сетчатого имплантата) грунтового слоя. Технический результат заключается в подготовке титановой нити к нанесению различных биологически активных покрытий, которые ранее не могли быть нанесены вследствие отсутствия у них адгезии к титану.The objective of this utility model is to create a ground layer on a titanium thread with a diameter of 15-400 microns (a structural element of a surgical suture material or mesh implant). The technical result consists in preparing a titanium filament for applying various biologically active coatings that previously could not be applied due to their lack of adhesion to titanium.

Сущность полезной модели состоит в создании заготовки для формирования титанового шовного или сетчатого материала для хирургической пластики мягких тканей.The essence of the utility model is to create a blank for forming a titanium suture or mesh material for surgical repair of soft tissues.

Для решения задачи по нанесению грунтового слоя была выбрана группа полимерных веществ классифицируемых как полисопряженные системы (ПСХС, полисопряженные полимеры) к которой относятся полипиррол, полифенилендиамин, политиафен и др. Благодаря своей низкой стоимости и простоте нанесения без использования органических растворителей. Нанесение полисопряженных полимеров может легко осуществляться путем погружения сетчатого имплантата или нити в водную реакционную смесь, после чего происходит полимеризация анилина на поверхности титановой нити и образуется равномерный грунтовый слой, на который в свою очередь могут успешно наноситься водорастворимые биологически полимеры, а также полигидрокисбутират.To solve the problem of applying the soil layer, a group of polymeric substances classified as poly-conjugated systems (PXC, poly-conjugated polymers) was chosen, which includes polypyrrole, polyphenylenediamine, polythiaphene, etc. Due to their low cost and ease of application without the use of organic solvents. The application of polyconjugated polymers can be easily carried out by immersing a mesh implant or thread in an aqueous reaction mixture, after which the aniline is polymerized on the surface of the titanium thread and a uniform soil layer is formed, on which water-soluble biologically soluble polymers, as well as polyhydroxybutyrate, can be successfully applied.

Данный класс полимеров являются жесткоцепными полимерами получающимися путем окислительной полимеризации ароматических аминов. Помимо электропроводности и высокой биосовместимости, данные полимеры способны осаждаться на большинство поверхностей в процессе окислительной полимеризации соответствующих мономеров. Данный тип полимеров создает промежуточный слой на инертных поверхностях который способен улучшить адгезию большинства водорастворимых полимеров на металлических поверхностях.This class of polymers are rigid chain polymers obtained by the oxidative polymerization of aromatic amines. In addition to electrical conductivity and high biocompatibility, these polymers are able to precipitate on most surfaces during the oxidative polymerization of the corresponding monomers. This type of polymer creates an intermediate layer on inert surfaces which is able to improve the adhesion of most water-soluble polymers to metal surfaces.

В связи с этим, представляет введение полисопряженных полимеров на инертные поверхности медицинских материалов для придания им способности взаимодействовать с биологически активными покрытиями.In this regard, it represents the introduction of polyconjugated polymers on the inert surfaces of medical materials to give them the ability to interact with biologically active coatings.

Пример 1.Example 1

Динамическим способом 0,159 г солянокислого полипиррол (представитель группы ПСХС) нанесено на титановую нить диаметром 38 мкм. Вторым этапом динамическим способом нанесено покрытие в виде раствора карбометилцелюлозы слоем 0,03 мм. После высыхания покрытие обладает высокой прочностью и равномерной структурой.In a dynamic way, 0.159 g of polypyrrole hydrochloride (representative of the PSXC group) was applied to a titanium thread with a diameter of 38 μm. The second stage in a dynamic way is coated in the form of a solution of carbomethylcellulose with a layer of 0.03 mm After drying, the coating has high strength and uniform structure.

Пример 2.Example 2

Статическим способом 0,16 г солянокислого полифенилендиамин (представитель группы ПСХС) нанесено на титановую нить диаметром 30 мкм. Вторым этапом динамическим способом нанесено биологически активное покрытие в виде хитозанаслоем 0,03 мм. После высыхания покрытие обладает высокой прочностью и равномерной структурой.In a static way, 0.16 g of polyphenylenediamine hydrochloride (representative of the PSXC group) was applied to a titanium thread with a diameter of 30 μm. The second stage in a dynamic way applied biologically active coating in the form of a chitosanayer of 0.03 mm After drying, the coating has high strength and uniform structure.

Пример 3Example 3

Статическим способом 0,16 г политиафен (представитель группы ПСХС) нанесено на титановую нить диаметром 30 мкм. Вторым этапом динамическим способом нанесено биологически активное покрытие в виде карбометилцелюлозы слоем 0,03 мм. После высыхания покрытие обладает высокой прочностью и равномерной структурой.In a static way, 0.16 g of polythiaphene (representative of the PSXC group) was applied to a titanium thread with a diameter of 30 μm. The second stage in a dynamic way applied biologically active coating in the form of carbomethylcellulose with a layer of 0.03 mm After drying, the coating has high strength and uniform structure.

Claims

The thread for creating surgical suture materials or mesh implants, characterized in that the thread consists of titanium, has a diameter of 15-400 microns and a primer coating in the form of polyconjugated polymers.