Полімерний композиційний матеріал для кісткових імплантатів

Реферат: Полімерний композиційний матеріал для кісткових імплантатів містить епоксиполіуретанову основу, амінний отверджувач та біологічно активну речовину. Як біологічно активну речовину містить полігідроксибутират (ПГБ). UA 115631 U (12) UA 115631 U UA 115631 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 Корисна модель належить до композицій на основі полімерних композиційних матеріалів та органічних компонентів і можуть бути використані в медицині в хірургічній пластиці кісток. Відомий полімерний композиційний матеріал для пластики кісткових тканин, який містить поліуретан, імуномодулюючу добавку та гідроксіапатит. Поліуретан синтезований взаємодією олігооксипропіленгліколю, 2,4-,2,6-толуїлендіізоціанату, 1,4-бутандіолу за мольного співвідношення (56): (1113):(46) та містить додатково епоксидно-діанову смолу з 21-22 мас. % епоксидних груп з амінним отверджувачем [1]. Композиційний матеріал має високі значення міцності при розриві, однак зазначений матеріал має низькі значення відносного подовження, що робить його жорстким та негнучким. Відомі композиційні матеріали для остеосинтезу, що містять епоси поліуретанову (ЕПУ) основу, амінний отверджувач та біологічно активну речовину фероцен. Композиційні матеріали мають достатню міцність при розриві, але невелике відносне подовження при розтягу, що буде спричиняти нещільне прилягання до кісткової тканини при використанні як кісткових імплантатів. [2]. Прототипом запропонованої корисної моделі є полімерний композиційний матеріал для остеосинтезу, який містить епоксиполіуретанову основу, амінний отверджувач, неорганічний наповнювач, вибраний з ряду силікагель, аеросил, як біологічно активну речовину містить протитуберкульозний препарат стрептоміцин за такого співвідношення компонентів, мас. ч.: поліуретан 100 епоксидний олігомер ЕД-20 100 амінний отверджувач 90 кремнієвмісний неорганічний 1,5-15 наповнювач стрептоміцин [3-9] Композиційний матеріал має достатню міцність при розриві, що забезпечує фіксацію фрагментів кістки на період репаративного остеосинтезу. Однак зазначений матеріал має низькі значення відносного подовження, що робить його жорстким і негнучким, унеможливлює відтворення та повне прилягання деталей кісток при фіксації. Задача корисної моделі є розробка композиційного матеріалу, який поряд з високою міцністю при розриві забезпечував би також достатню еластичність. Поставлена задача вирішується тим, що полімерний композиційний матеріал для кісткових імплантатів, що містить ЕПУ-основу, амінний отверджувач і біологічно активну речовину, згідно з запропонованою корисною моделлю, він як біологічно активну речовину містить полігідроксибутират (ПГБ) за такого співвідношення компонентів, мас. ч.: поліуретан 100 епоксидний олігомер ЕД-20 13,81 амінний отверджувач 25,4 полігідроксибутират 0,014-0,42. Поліуретан синтезовано взаємодією поліоксипропіленгліколю (ПОПГ) 2000 з кінцевими гідроксильними групами уздовж полімерного ланцюга, з 2,4-, 2,6-толуїлендіізоціанатом та 1,4бутандіолом. Епоксидний олігомер ЕД-20 містить 21-22 % мас. епоксидних груп. Амінний отверджувач виготовлений за ТУ 6-05-1-123 і є продуктом взаємодії полімеризованих естерів лляної олії з поліетиленполіаміном. В запропонованому технічному рішенні застосовані полімери та домішки, що дозволені до використання в медичній практиці. Біосумісність композиційного матеріалу забезпечується наявністю в полімерній матриці уретанової групи, що близька за будовою до пептидної групи білків. Гідрофільність та гнучкість композиційного матеріалу визначається наявністю НОШ. Міцність композиційного матеріалу забезпечується епоксидною складовою. Полімерний композиційний матеріал одержували взаємодією олігоетеру ПОПГ - 2000 та 2,4, 2,6-толуїлендіізоціанату за температури (55±5) С форполімер з кінцевими групами NCO, вміст яких знаходиться у межах (6,3±0,1) %. Розчинник випаровують вакуумуванням. Подовжують олігомерний ланцюг 1,4-бутандіолом до повного вичерпання NCO - груп. До одержаного поліуретану додають епоксидний олігомер, ретельно перемішують. Вводять полігідроксибутират ПГБ і знову перемішують до гомогенізації композиції. 11а на останньому етапі вводять амінний отверджувач. Суміш перемішують до однорідності та розливають у підготовлені форми з тефлону. Тверднення проводять за температури (65±5)°С упродовж 3 діб. Полімерні вироби заданої форми в подальшому використовують при хірургічній пластиці кісток. Фізико-механічні властивості полімерного композиційного матеріалу для остеосинтезу вивчались за стандартними методиками. Міцність при згинанні - за ГОСТ 4648, міцність до 1 UA 115631 U 5 10 15 20 25 розриву - за ГОСТ 1423621-67 на універсальній розривній машині Р-50 при максимальній силі 2 розриву 50 кН/см . Як критерії для оцінки якості отвердненої композиції прийняті міцність при розриві σр та відносне подовження εр. Приклад 1 3 Для синтезу композиційного матеріалу у круглодонну скляну колбу ємністю 0,5 дм завантажують 28,4 мас. ч. 2,4-, 2,6-толуїлендіізоціанату, включають мішалку, починають поступово через ділильну лійку додавати 100 мас. ч. поліоксипропіленгліколю -2000. Після завершення введення поліефіру нагрівають реакційну масу до (55±5) С. Здійснюють витримку в ізотермічних умовах для отримання форполімеру з кінцевими групами NCO, вміст яких знаходиться у межах (6,3±0,1)%. Знижують температуру до (25±5) С, завантажують у колбу 9,62 мас. ч. 1,4-бутандіолу та здійснюють витримку до повного вичерпання NCO - груп. Розчинник випаровують при вакуумуванні. До одержаного поліуретану додають 138,1 мас. ч. епоксидно-діанового олігомеру, ретельно перемішують. Вводять 25,4 мас. ч. амінного отверджувача. Вводять 0,014 мас. ч. ПГБ, знову перемішують до гомогенізації композиції. Суміш перемішують до однорідності та розливають у підготовлені форми з тефлону. Потім проводять вакуумування форм в ексикаторі, а потім тверднення термошафі за (65±5) С протягом 3 діб. Після цього отримані зразки полімерного композиційного матеріалу випробовують на розрив, результати випробувань наведені в табл…1. Приклади 2-4. Готують композиції, як наведено в прикладі 1, але в композиції додатково вводять 0,042, 0,084 та 0,42 мас. ч. ПГБ відповідно. Після отвердження композиції випробовують отриманий полімерний композиційний матеріал за прикладом 1. Приклад 5 (контрольний). Готують композицію як указано в прикладі 1, але без введення в полімерну основ) ПГБ. І Поля отвердження випробовують за прикладом 1. Склади композицій та фізико-механічні властивості зразків полімерного композиційного матеріалу представлені в таблиці. Номер прикладу 1 2 3 4 5 30 35 40 45 Міцність при розриві, МПа Склад композиції ЕПУ + 0,014 ПГБ мас. ч. ЕПУ + 0,042 ПГБ мас. ч. ЕПУ + 0,084 ПГБ мас. ч. ЕПУ і 0,42 ПГБ мас. ч. ЕПУ (контроль) Відносне подовження, % 8,2±0,4 34,4±0,3 7,4±0,4 43,7±0,2 6,7±0,2 39,3±0,5 8,5-10,4 18,7±0,2 33,8±0,4 13,6±0,3 З таблиці видно, що введення до складу композиції ПГБ призводить до покращення еластичних властивостей в порівнянні з контрольним зразком - 18,7 МПа що не містить наповнювач (приклад 5). Міцність при розриві носить нелінійний характер, найбільше значення мають зразки з наповнювачем у концентраціях 0,014 мас. ч. та 0,42 мас. ч. - 8,2 і 8,5 МПа відповідно (приклади 1,4). Таким чином, наведені дані показують, що введення ПГБ до складу полімерної композиції у концентраціях 0,014 мас. ч. та 0,42 мас. ч. є найбільш оптимальними з точки зору розробки нових композиційних матеріалів для виготовлення кісткових імплантатів, які б забезпечували достатню міцність та еластичність. Джерела інформації: 1. Пат. 41791 Україна, u2005510171, Галатенко Н.А., Куксін A.M., Астапенко О.О., Рожнова Р.А., Маланчук В.О. Полімерний композиційний матеріал для пластики кісткових тканин// бюл. № 3, 15.03.2006. 2. Пат. 76608 Україна, u201207549, Галатенко Н.А., Рожнова Р.А., Руденчик Т.В… Полімерний композиційний матеріал для остеосинтезу// бюл. № 1, 10.01.2013. 3. Лат. 59922 Україна, u201012081, Галатенко Н.А., Рожнова Р.А., Горбунова Ы.О. Полімерний композиційний матеріал для остеосинтезу//бюл. № 11, 10.06.2011 - прототип. ФОРМУЛА КОРИСНОЇ МОДЕЛІ 50 Полімерний композиційний матеріал для кісткових імплантатів, що містить епоксиполіуретанову основу, амінний отверджувач та біологічно активну речовину, який відрізняється тим, що як 2 UA 115631 U біологічно активну речовину містить полігідроксибутират (ПГБ), при наступному співвідношенні компонентів, мас. ч.: поліуретан 100 епоксидний діановий олігомер 138,1 амінний отверджувач 25,4 полігідроксибутират 0,014-0,42. Комп’ютерна верстка В. Мацело Державна служба інтелектуальної власності України, вул. Василя Липківського, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут інтелектуальної власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601 3