RU2604390C1 - Внутрикостный штифт - Google Patents
Внутрикостный штифт Download PDFInfo
- Publication number
- RU2604390C1 RU2604390C1 RU2015127367/14A RU2015127367A RU2604390C1 RU 2604390 C1 RU2604390 C1 RU 2604390C1 RU 2015127367/14 A RU2015127367/14 A RU 2015127367/14A RU 2015127367 A RU2015127367 A RU 2015127367A RU 2604390 C1 RU2604390 C1 RU 2604390C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- titanium
- rod
- nickelide
- support rod
- pin
- Prior art date
Links
- 239000010936 titanium Substances 0.000 claims abstract description 14
- 229910052719 titanium Inorganic materials 0.000 claims abstract description 14
- RTAQQCXQSZGOHL-UHFFFAOYSA-N Titanium Chemical compound [Ti] RTAQQCXQSZGOHL-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 13
- 239000011148 porous material Substances 0.000 claims abstract description 3
- HZEWFHLRYVTOIW-UHFFFAOYSA-N [Ti].[Ni] Chemical compound [Ti].[Ni] HZEWFHLRYVTOIW-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 6
- 229910001000 nickel titanium Inorganic materials 0.000 claims description 6
- 238000005452 bending Methods 0.000 abstract description 4
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract description 3
- 239000000463 material Substances 0.000 description 6
- 238000000034 method Methods 0.000 description 5
- 239000007943 implant Substances 0.000 description 4
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 4
- 210000001519 tissue Anatomy 0.000 description 4
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 3
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 3
- 230000002441 reversible effect Effects 0.000 description 3
- 208000010392 Bone Fractures Diseases 0.000 description 2
- 206010017076 Fracture Diseases 0.000 description 2
- 229910000831 Steel Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000011248 coating agent Substances 0.000 description 2
- 238000000576 coating method Methods 0.000 description 2
- 230000006378 damage Effects 0.000 description 2
- 239000012634 fragment Substances 0.000 description 2
- 230000010354 integration Effects 0.000 description 2
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 2
- 238000005245 sintering Methods 0.000 description 2
- 239000010959 steel Substances 0.000 description 2
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 206010020100 Hip fracture Diseases 0.000 description 1
- 239000000853 adhesive Substances 0.000 description 1
- 230000001070 adhesive effect Effects 0.000 description 1
- 229910045601 alloy Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000000956 alloy Substances 0.000 description 1
- 238000000137 annealing Methods 0.000 description 1
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 1
- 210000000988 bone and bone Anatomy 0.000 description 1
- 238000010835 comparative analysis Methods 0.000 description 1
- 230000002860 competitive effect Effects 0.000 description 1
- 230000006735 deficit Effects 0.000 description 1
- 239000004053 dental implant Substances 0.000 description 1
- 230000008021 deposition Effects 0.000 description 1
- 239000003814 drug Substances 0.000 description 1
- 238000002474 experimental method Methods 0.000 description 1
- 239000012530 fluid Substances 0.000 description 1
- 230000006870 function Effects 0.000 description 1
- 229910002804 graphite Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010439 graphite Substances 0.000 description 1
- 239000011159 matrix material Substances 0.000 description 1
- 239000012567 medical material Substances 0.000 description 1
- 239000012528 membrane Substances 0.000 description 1
- 210000002346 musculoskeletal system Anatomy 0.000 description 1
- 230000000399 orthopedic effect Effects 0.000 description 1
- 239000000843 powder Substances 0.000 description 1
- 239000007787 solid Substances 0.000 description 1
- WFKWXMTUELFFGS-UHFFFAOYSA-N tungsten Chemical compound [W] WFKWXMTUELFFGS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000010937 tungsten Substances 0.000 description 1
- 229910052721 tungsten Inorganic materials 0.000 description 1
- 210000000689 upper leg Anatomy 0.000 description 1
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
- A61F2/28—Bones
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
- A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
- A61B17/00—Surgical instruments, devices or methods
- A61B17/56—Surgical instruments or methods for treatment of bones or joints; Devices specially adapted therefor
- A61B17/58—Surgical instruments or methods for treatment of bones or joints; Devices specially adapted therefor for osteosynthesis, e.g. bone plates, screws or setting implements
- A61B17/68—Internal fixation devices, including fasteners and spinal fixators, even if a part thereof projects from the skin
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
- A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
- A61B17/00—Surgical instruments, devices or methods
- A61B17/56—Surgical instruments or methods for treatment of bones or joints; Devices specially adapted therefor
- A61B17/58—Surgical instruments or methods for treatment of bones or joints; Devices specially adapted therefor for osteosynthesis, e.g. bone plates, screws or setting implements
- A61B17/68—Internal fixation devices, including fasteners and spinal fixators, even if a part thereof projects from the skin
- A61B17/686—Plugs, i.e. elements forming interface between bone hole and implant or fastener, e.g. screw
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
- A61C—DENTISTRY; APPARATUS OR METHODS FOR ORAL OR DENTAL HYGIENE
- A61C13/00—Dental prostheses; Making same
- A61C13/225—Fastening prostheses in the mouth
- A61C13/30—Fastening of peg-teeth in the mouth
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
- A61C—DENTISTRY; APPARATUS OR METHODS FOR ORAL OR DENTAL HYGIENE
- A61C8/00—Means to be fixed to the jaw-bone for consolidating natural teeth or for fixing dental prostheses thereon; Dental implants; Implanting tools
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
- A61C—DENTISTRY; APPARATUS OR METHODS FOR ORAL OR DENTAL HYGIENE
- A61C8/00—Means to be fixed to the jaw-bone for consolidating natural teeth or for fixing dental prostheses thereon; Dental implants; Implanting tools
- A61C8/0048—Connecting the upper structure to the implant, e.g. bridging bars
- A61C8/0075—Implant heads specially designed for receiving an upper structure
Landscapes
- Health & Medical Sciences (AREA)
- Orthopedic Medicine & Surgery (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Animal Behavior & Ethology (AREA)
- Surgery (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Biomedical Technology (AREA)
- Heart & Thoracic Surgery (AREA)
- Veterinary Medicine (AREA)
- Public Health (AREA)
- General Health & Medical Sciences (AREA)
- Cardiology (AREA)
- Oral & Maxillofacial Surgery (AREA)
- Vascular Medicine (AREA)
- Neurology (AREA)
- Nuclear Medicine, Radiotherapy & Molecular Imaging (AREA)
- Transplantation (AREA)
- Medical Informatics (AREA)
- Molecular Biology (AREA)
- Materials For Medical Uses (AREA)
- Prostheses (AREA)
Abstract
Изобретение относится к медицинской технике. Устройство содержит опорный стержень в виде собранных в жгут никелид-титановых нитей и облегающую стержень оболочку из проницаемо-пористого никелида титана, химически связанную с опорным стержнем. Диаметры отдельных нитей и среднестатистический размер стенок пор связаны соотношением 0.9-1.1. Изобретение обеспечивает высокую механическую прочность при изгибной деформации. 3 ил.
Description
Изобретение относится к медицинской технике.
Одной из главных задач имплантологии является повышение механической прочности технических средств реконструкции опорно-двигательного аппарата больного. К примеру, известны случаи разрушения внутрикостного стального штифта, внедренного в бедренную кость пациента при лечении перелома. Очевидно, что решение указанной задачи адресовано специалистам - материаловедам.
Известный внутрикостный штифт [http://surgeryzone.net/info/info-travmatologia/oslozhneniya-perelomov-bedra.html, Surgeryzone - медицинский сайт > Травматология и ортопедия > Осложнения переломов бедра] и иные крепежные и опорные имплантаты, выполненные из медицинской стали, титана недостаточно соответствуют необходимым качествам, таким как бесконфликтная совместимость с контактируемой тканью (биосовместимость), долговечность работы в условиях знакопеременной деформации, механическая прочность и весогабаритные характеристики.
Заметным прогрессом в уровне данной техники является открытие и использование в этих целях медицинского сплава на основе никелида титана [Материалы с памятью формы и новые медицинские технологии / Под ред. В.Э. Гюнтера. - Томск: Изд-во «НЛП» МИЦ», 2010. - 360 с.]. Сходство деформационных свойств этого материала с таковыми «живых» тканей максимально (из известных материалов) обеспечивает критерии биосовместимости. Частным следствием биосовместимости является интеграционная особенность материала, т.е. эффективность срастания с контактируемыми тканями организма. Превосходство никелида титана среди известных медицинских материалов, в числе прочих достоинств, обеспечивают ему конкурентную востребованность в хирургической медицине.
Гладкая поверхность многих разработанных имплантатов из никелида титана недостаточно адгезивна с органическими тканями. Восполнением этого дефицита явилась композиция монолитных деталей изделия с проницаемо-пористым покрытием его поверхности. Специфическая структура такого покрытия с сильно развитой контактной поверхностью и капиллярным механизмом депонирования физиологических жидкостей обеспечивает прочное и быстрое врастание имплантата.
Известен зубной имплантат (Фиг. 1), внутрикостный цоколь которого выполнен в виде монолитного никелид-титанового стержня в химически скрепленной с ним оболочке из проницаемо-пористого никелида титана [Имплантаты с памятью формы. Научно-практический журнал. - Томск: Изд. «НИИ» МИЦ», 2008. №1-2. С. 36]. Стержень цоколя обеспечивает осевую и радиальную опору протеза, пористо-проницаемая оболочка служит матрицей остеосинтеза, и врастание протеза в альвеолярное ложе. Высокая интеграционная способность устройства позволяет зубное протезирование за одно посещение стоматолога.
Дефицит изгибной прочности протеза является недостатком устройства, принятого по наибольшему сходству в качестве аналога-прототипа предложения.
Технический результат предлагаемого изобретения - повышение механической прочности внутрикостного штифта.
Указанный технический результат достигается тем, что во внутрикостном штифте, содержащем опорный стержень из никелида титана и облегающую его оболочку из проницаемо-пористого никелида титана, химически связанную с опорным стержнем, опорный стержень выполнен из собранных в жгут никелид-титановых нитей с диаметром, составляющим отношение 0.9-1.1 со среднестатистической толщиной стенки поры.
Работа устройства, установленного в кость в качестве фиксирующего штифта, сопровождается изгибной деформацией всей композиции «опорный стержень-оболочка». Механическая прочность как предел обратимой деформации до начала разрушения определяется опорным стержнем и дополняется оболочкой. Новизна предлагаемого изобретения, позволяющая повысить механическую прочность штифта, состоит в изменении структуры опорного стержня. Редукция объема материала от цельного монолита до собранного в жгут пучка тонких нитей увеличивает интервал обратимой деформации, не изменяя, практически, опорной функции стержня.
Химическая связь стержня и оболочки, исключающая взаимное микроперемещение соприкасающихся фрагментов, повышает стабильность формы устройства в работе, не умаляя технического результата. Технология такой связи известна и достигнута в современном производстве изделий из никелида титана. Выбранный интервал соотношений диаметров нитей стержня и размеров пористой микроструктуры оболочки продиктован современными технологическими возможностями волочения и производства проницаемо-пористого никелида титана.
Достижимость указанного технического результата определена экспериментальными исследованиями и теоретическим обоснованием авторов. Научная и техническая новизна результатов исследования свидетельствуют о неочевидности предлагаемого решения, т.е. его соответствии критерию «изобретательский уровень».
На иллюстрациях представлено:
Фиг. 1. Внутрикостный штифт (прототип) в составе зубного протеза: 1 - опорный стержень; 2 - проницаемо-пористая оболочка.
Фиг. 2. Опорный стержень предлагаемого устройства: 3 - линейная сборка жгута; 4 - спиральная сборка жгута.
Фиг. 3. Внутрикостный штифт (предложение), вид в продольном разрезе.
Достижимость технического результата подтверждена лабораторными изменениями прочностных качеств действующего макета внутрикостного штифта в сопоставлении с макетом-прототипом.
Пример.
Характеристики сопоставимых объектов, методика их изготовления и измерительного эксперимента следующие.
Макет предлагаемого устройства (фиг. 3) содержит опорный стержень - выполнен в виде жгута из сложенных в пучок и скрученных спирально никелид-титановых нитей диаметром 60 мкм (фиг. 2, поз. 4). Спиральная форма более технологична при сборке устройства и обеспечивает больший интервал обратимой деформации. Диаметр сформованного опорного стержня 3 мм, длина - 50 мм. Изготовленный опорный стержень помещен в графитовую цилиндрическую форму диаметра 8 мм, в соосной расположенности. Свободное пространство формы заполнено, с уплотнением, порошком шихты никелида титана, и в условиях вакуума произведено спекание изделия. Режим спекания соответствует известному способу [Патент РФ №2394112].
Способ включает выдержку формы с изделием при температуре 1100°С в течение 30 мин и отжиг спеченного штаба, помещенного в вольфрамовую форму, при температуре 1400°С в течение 30 мин. Способ обеспечивает образование пористо-проницаемой никелид-титановой оболочки штифта и его химическую связь с фрагментами опорного стержня (фиг. 3). Для сопоставленного анализа изготовлен макет внутрикостного штифта с монолитным опорным стержнем и эквивалентными размерами.
Сравнение механической прочности произведено в динамометрической установке путем фиксации критических напряжений изгиба образцов (фиксация нагрузки в момент начала разрушения штифта). Проведенные измерения показали, что образцы диаметром 3 мм, длиной - 50 мм сформованного с содержанием опорного стержня в виде жгута из никелид-титановых нитей диаметром 60 мкм по механической прочности превосходят аналог на 50%, а величина деформации изгиба образца до разрушения превышает в 1.5 раза.
Известность технологических приемов производства устройства, его технологическая доступность и данные потребительского спроса свидетельствуют о соответствии предлагаемого изобретения критерию «промышленная применимость».
Claims (1)
- Внутрикостный штифт, содержащий опорный никелид-титановый стержень и облегающую его оболочку из проницаемо-пористого никелида титана, химически связанную со стержнем, отличающийся тем, что опорный стержень выполнен из собранных в жгут никелид-титановых нитей с диаметром, составляющим отношение 0.9-1.1 со среднестатистической толщиной стенки отдельной поры.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2015127367/14A RU2604390C1 (ru) | 2015-07-07 | 2015-07-07 | Внутрикостный штифт |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2015127367/14A RU2604390C1 (ru) | 2015-07-07 | 2015-07-07 | Внутрикостный штифт |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2604390C1 true RU2604390C1 (ru) | 2016-12-10 |
Family
ID=57776870
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2015127367/14A RU2604390C1 (ru) | 2015-07-07 | 2015-07-07 | Внутрикостный штифт |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2604390C1 (ru) |
Citations (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2020900C1 (ru) * | 1991-01-31 | 1994-10-15 | Научно-производственное объединение "Композит" | Заготовка для имплантата в хирургии и способ ее получения |
| DE69202584T2 (de) * | 1991-02-12 | 1995-12-07 | United States Surgical Corp | Bioabsorbierbare medizinische Implantate. |
| RU2157151C2 (ru) * | 1998-11-26 | 2000-10-10 | Дамбаев Георгий Цыренович | Костный имплантат |
| RU2239382C2 (ru) * | 2000-02-29 | 2004-11-10 | Муниципальное медицинское учреждение Новокуйбышевская центральная городская больница | Интрамедуллярный стержень для остеосинтеза |
| WO2007086832A2 (en) * | 2006-01-13 | 2007-08-02 | Biodynamics, L.L.C | Surgical fasteners and related implant devices having bioabsorbable components |
| RU2316282C1 (ru) * | 2006-04-26 | 2008-02-10 | Анатолий Львович Матвеев | Рассасывающийся интрамедуллярный стержень для остеосинтеза длинных трубчатых костей |
| RU101354U1 (ru) * | 2010-08-20 | 2011-01-20 | Общество с ограниченной ответственностью "Медико-инженерный центр сплавов с памятью формы" | Эндопротез диафиза длинной трубчатой кости |
-
2015
- 2015-07-07 RU RU2015127367/14A patent/RU2604390C1/ru not_active IP Right Cessation
Patent Citations (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2020900C1 (ru) * | 1991-01-31 | 1994-10-15 | Научно-производственное объединение "Композит" | Заготовка для имплантата в хирургии и способ ее получения |
| DE69202584T2 (de) * | 1991-02-12 | 1995-12-07 | United States Surgical Corp | Bioabsorbierbare medizinische Implantate. |
| RU2157151C2 (ru) * | 1998-11-26 | 2000-10-10 | Дамбаев Георгий Цыренович | Костный имплантат |
| RU2239382C2 (ru) * | 2000-02-29 | 2004-11-10 | Муниципальное медицинское учреждение Новокуйбышевская центральная городская больница | Интрамедуллярный стержень для остеосинтеза |
| WO2007086832A2 (en) * | 2006-01-13 | 2007-08-02 | Biodynamics, L.L.C | Surgical fasteners and related implant devices having bioabsorbable components |
| RU2316282C1 (ru) * | 2006-04-26 | 2008-02-10 | Анатолий Львович Матвеев | Рассасывающийся интрамедуллярный стержень для остеосинтеза длинных трубчатых костей |
| RU101354U1 (ru) * | 2010-08-20 | 2011-01-20 | Общество с ограниченной ответственностью "Медико-инженерный центр сплавов с памятью формы" | Эндопротез диафиза длинной трубчатой кости |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| Mehrali et al. | Dental implants from functionally graded materials | |
| Osman et al. | A critical review of dental implant materials with an emphasis on titanium versus zirconia | |
| Spies et al. | Two-piece zirconia oral implants withstand masticatory loads: An investigation in the artificial mouth | |
| Melican et al. | Three‐dimensional printing and porous metallic surfaces: A new orthopedic application | |
| Polyakov et al. | Recent advances in processing and application of nanostructured titanium for dental implants | |
| US11357886B2 (en) | Large 3D porous scaffolds made of active hydroxyapatite obtained by biomorphic transformation of natural structures and process for obtaining them | |
| JP6062150B2 (ja) | 骨欠損部充填材料 | |
| Ribeiro et al. | Bone autografts & allografts placed simultaneously with dental implants in rabbits | |
| Núñez-Rodríguez et al. | Evaluation of bioactive properties of α and β wollastonite bioceramics soaked in a simulated body fluid | |
| Hossain et al. | Advances and significances of titaniumin dental implant applications | |
| RU2604390C1 (ru) | Внутрикостный штифт | |
| Muhonen et al. | Biocompatibility of sol–gel-derived titania–silica coated intramedullary NiTi nails | |
| CN110464442B (zh) | 骨内支撑器 | |
| JP2007289551A (ja) | 骨補綴材 | |
| Hong | Comparison of stress distribution in bone and implant-supported dental prosthesis with zirconia and titanium implants: a 3-dimensional finite element analysis | |
| Wananuruksawong et al. | Microhardness and biocompatibility of silicon nitride ceramic developed for dental applications | |
| Raghavan et al. | Bioceramics: dental implant biomaterials | |
| Fan et al. | The influence of mechanical loading on osseointegration: an animal study | |
| RU2357702C1 (ru) | Имплантат для замещения костных фрагментов | |
| Zöller et al. | Conventional Manufacturing by Pouring Versus Additive Manufacturing Technology of β-Tricalcium Phosphate Bone Substitute Implants | |
| RU160251U1 (ru) | Имплантат для замещения остаточных костных полостей и дефектов в челюстно-лицевой хирургии | |
| KR20200100758A (ko) | 뼈 임플란트 | |
| Zhu et al. | Feasibility study of a partially hollow configuration for zirconia dental implants | |
| ANCUȚA et al. | THE DEVELOPMENT OF A PRECLINICAL MODEL FOR OSTEOINTEGRATION OF DENTAL IMPLANTS-A PILOT STUDY. | |
| Tanikić et al. | Metals and Alloys in the function of biomaterials |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20190708 |