Спосіб отримання кристалічного гідроксилапатитного покриття на імплантах та ендопротезах з титану та його сплавів

Спосіб отримання кристалічного гідроксилапатитного покриття на імплантах та ендопротезах з титану або його сплавів, що включає термодепозицію на субстрат титану або його сплавів іонів кальцію та фосфат-іонів з їх водного розчину при температурі 37-40 °С та рН 6,15-6,30, при цьому через субстрат пропускають струм при силі 8-10 А протягом 1 год., та наступне висушування одержаного покриття при температурі 37 °С протягом 2 годин. Винахід належить до медичної галузі, а саме до травматології і ортопедії, і може бути використаний як покриття на металеві ендопротези, наприклад, з титану або його сплавів. Відомий спосіб нанесення покриття на імплантат з титану і його сплавів, який є по технічній суті найбільш близьким і тому вибраний нами як прототип (пат. № 2287315, публ. 20.11.2006 Бюл. № 32, RU). У відомому способі покриття отримують шляхом нанесення суспензії, яка містить порошок гідроксилапатиту, на титановий субстрат постійним або імпульсним струмом в умовах іскрового розряду, сушіння при температурі 80-120 °С і обпалення при температурі 600-800 °С впродовж 0,5-1 години. Як суспензію використовують синтетичний і біологічний порошок гідроксилапатиту з наступним співвідношенням компонентів, мас. %: синтетичний порошок гідроксилапатиту 10-90, біологічний порошок гідроксилапатиту 10-90. Недоліком відомого способу є те, що при нанесенні та подальшій обробці покриттів з суспензії готового гідроксилапатиту в останньому можуть відбуватися структурні зміни, що може призвести до зменшення відповідності його біологічному гідроксилапатиту та, відповідно, до зменшення біосумісності отриманого покриття з біологічним об'єктом. В основу винаходу поставлено задачу отримати кристалічне гідроксилапатитне покриття шляхом проведення процесу осадження кальцієфосфатних фаз із водного розчину відповідних компонентів при температурах, близьких до фізіологічних, з метою забезпечити біосумісність даного покриття з кістковою тканиною біологічного об'єкта. Поставлена задача вирішується шляхом підбору такого технологічного режиму депозиції, що при значенні рН=6,156,3, значеннях температури в діапазоні 37 °С  40 °С, що досягається пропусканням сили струму 810 А, безпосередньо на поверхні титанового субстрату формується плівка кристалічного гідроксилапатиту з водного розчину відповідних компонентів, яка в подальшому не підлягає технологічній та термічній обробці. Використання всіх істотних ознак, включаючи відмінні, дозволить отримати кристалічне гідроксилапатитне покриття на титановому субстраті з (19) UA (11) 94962 (13) C2 (21) a200903282 (22) 06.04.2009 (24) 25.06.2011 (46) 25.06.2011, Бюл.№ 12, 2011 р. (72) СУХОДУБ ЛЮДМИЛА БОРИСІВНА, СУХОДУБ ЛЕОНІД ФЕДОРОВИЧ (73) ІНСТИТУТ ПРИКЛАДНОЇ ФІЗИКИ НАН УКРАЇНИ (56) Jim-Shone Chen, Horng-Yin Juang, Min-Hsiung Hon, Calcium fofphate coating on titanium substrate by a modified electrocristallization process, Journal of Materials Science: Materials in Medicine, №9, 1998, 297-300 DE 4303575 C1 14.04.1994 3 94962 метою його використання для підвищення біосумісності ортопедичних та стоматологічних імплантатів з кістковою тканиною біологічного об'єкта в післяопераційний період. Суть способу демонструється наступним прикладом: Готують розчин з молярним співвідношенням кальцію та фосфору Са/Р=1,67. Для цього розчиняють в 1 л дистильованої води хлористий кальцій СаСl2* 6Н2О в кількості 2,19 г/л, що відповідає молярній концентрації 10 мМоль/л, та фосфорну ки3 слоту Н3РО4 (85 %, густина =1/689 г/см ) у кількості 0,409 мл, що відповідає молярній концентрації 6 мМоль/л. При цьому показник рН розчину складає 2,48. Розчин утримують у холодильнику при температурі 4 °С до використання. Для експерименту нанесення покриття відбирають 200 мл приготованого розчину та корегують значення показника до рН = 6,15 додаванням розчину їдкого натрію (NaOH). Після цього склянку з розчином ставлять в ємність з водою для охолоджування та витримують до зрівняння температури води та розчину. Одночасно в цю ж ємність ставлять контрольну склянку з 200 мл дистильованої води. Титановий субстрат з площею робочої поверхні 80 Комп’ютерна верстка А. Крулевський 4 2 мм та вагою 0,2390 г знежирюють в розчині наступного складу: тринатрійфосфат (Na3PO4) - 20 г/л та їдкий натрій (NaOH) - 20 г/л при температурі 50 °С протягом 15 хвилин, потім протравляють в суміші сірчаної та соляної кислот з відповідними концентраціями 20 г/л та 40 г/л протягом 10 хвилин. Далі через субстрат протягом 1 години пропускають електричний струм, силу якого регулюють в межах 810 ампер для забезпечення температури на поверхні пластини на рівні 37 °C  40 °С. Після цього пластину ретельно промивають в дистильованій воді та висушують при температурі 37°С протягом 2 годин. Кількість депонованого за цей час кальцієфосфатного осаду складає 0,0005 г. Використання запропонованого способу в порівнянні з відомим дозволить: Отримувати кристалічні гідроксилапатитні покриття при температурах в діапазоні 37 °C  40 °С на імплантатах довільної форми з титану та його сплавів без подальшої додаткової технологічної обробки з метою підвищення їх біосумісності з кістковою тканиною. Підписне Тираж 24 прим. Міністерство освіти і науки України Державний департамент інтелектуальної власності, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601