RU238718U1

RU238718U1 - ELECTRET COATED IMPLANT

Info

Publication number: RU238718U1
Application number: RU2024121615U
Authority: RU
Inventors: Михаил Самуилович Моргунов; Александр Рувимович Клименский
Original assignee: Общество с ограниченной ответственностью "Медэл" (ООО "Медэл")
Filing date: 2024-07-29
Publication date: 2025-11-11

Abstract

Полезная модель относится к медицинской технике, а именно к устройствам, оптимизирующим процессы остеохондрорепарации при лечении повреждений костей и суставов за счет оптимизации физиологического распределения электрических потенциалов в зоне повреждения костно-хрящевых структур. Позволяет увеличить сроки эффективного терапевтического действия погружного имплантата за счет повышения стабильности электростатического заряда электретного биоактивного покрытия. Имплантат с электретным покрытием, выполненный в виде цилиндрического стержня с резьбой, закругленного с одной стороны и имеющего головку со шлицом с биоактивным электретным покрытием боковой поверхности из оксида тантала, цилиндрический стержень изготовлен с продольным сквозным канюлированным отверстием. При этом цилиндрический стержень выполнен из тантала. 3 ил.This utility model relates to medical equipment, specifically to devices that optimize osteochondrosis processes in the treatment of bone and joint injuries by optimizing the physiological distribution of electrical potentials in the damaged area of osteochondral structures. It extends the effective therapeutic action of a submersible implant by increasing the stability of the electrostatic charge of the electret bioactive coating. The electret-coated implant is a threaded cylindrical rod, rounded on one side and having a slotted head with a bioactive electret coating on the lateral surface made of tantalum oxide. The cylindrical rod is manufactured with a longitudinal through-hole cannulated with a cannulated hole. The cylindrical rod is made of tantalum. 3 fig.

Description

Полезная модель относится к медицинской технике, а именно к устройствам, оптимизирующим процессы остеохондрорепарации при лечении повреждений костей и суставов, за счет оптимизации физиологического распределения электрических потенциалов в зоне повреждения костно-хрящевых структур.The utility model relates to medical equipment, namely to devices that optimize osteochondrosis processes in the treatment of bone and joint damage by optimizing the physiological distribution of electrical potentials in the area of damage to bone-cartilage structures.

Электрет - это диэлектрик, на поверхности или в объеме которого продолжительное время сохраняются не скомпенсированные электрические заряды, создающие в окружающем электрет пространстве квазистатическое (медленно меняющееся во времени) электрическое поле. Попадая вместе с имплантатом в организм человека, электретная пленка своим полем оказывает дозированное локальное воздействие на поврежденный орган, способствуя его лечению в оптимальных биофизических условиях. В основе этого процесса лежит природный эффект, состоящий в том, что внешнее близкодействующее электрическое поле определенной величины и знака, действуя на клеточном уровне, является катализатором репаративных процессов в живых тканях.An electret is a dielectric whose surface or volume retains uncompensated electrical charges for an extended period of time, creating a quasi-static (slowly changing over time) electric field in the surrounding space. When introduced into the human body with an implant, the electret film's field exerts a measured, localized effect on the damaged organ, facilitating its healing under optimal biophysical conditions. This process is based on a natural phenomenon: an external, short-range electric field of a specific magnitude and sign, acting at the cellular level, catalyzes reparative processes in living tissue.

Метод электростимуляции репаративных процессов костной и хрящевой ткани при лечении повреждений и заболеваний костей и суставов известен достаточно давно, однако его широкое практическое применение в клинической практике ограничено сложностью и существенной дороговизной устройств для его реализации.The method of electrical stimulation of reparative processes in bone and cartilage tissue in the treatment of injuries and diseases of bones and joints has been known for quite some time; however, its widespread practical application in clinical practice is limited by the complexity and significant cost of the devices for its implementation.

Известно устройство для лечения устройство для лечения остеоартроза содержащее корпус, источник питания, стабилизатор тока и электрод (Патент US № 8145319 МПК A 61 N 1/205 опубликован 18.09.2001). После имплантации катода в зону патологических изменений к нему подводят электрический ток от источника питания, который расположен в корпусе-аноде.A device for treating osteoarthritis is known, comprising a housing, a power source, a current stabilizer, and an electrode (US Patent No. 8145319 IPC A 61 N 1/205, published September 18, 2001). After implanting the cathode into the affected area, an electric current is applied to it from the power source, which is located in the anode housing.

Недостатком данного устройства является несоответствие электрического воздействия постоянным электрическим током нормальному физиологическому электрогенезу, необходимость подзарядки источника питания, постоянное прикрепление корпуса-анода к телу пациента в период его применения, выход электрода от очага поражения наружу через кость и мягкие ткани, что создает неудобство в быту и увеличивает риск инфекционных осложнений.The disadvantages of this device are the discrepancy between the direct current electrical action and normal physiological electrogenesis, the need to recharge the power source, the constant attachment of the anode body to the patient's body during its use, and the electrode exiting from the lesion through bone and soft tissue, which creates inconvenience in everyday life and increases the risk of infectious complications.

Известен также имплантат для лечения дегенеративно-дистрофических заболеваний суставов из тантала, покрытого диэлектриком в электретном состоянии, представляющего собой цилиндрический стержень из тантала закругленный на одной стороне и имеющий головку с резьбой на другом. На поверхности имплантата сформирован анодный оксид тантала в электретном состоянии, который создает электростатическое поле без внешнего источника электрической энергии (Патент РФ № 2563107, МПК А 61 В 17/56, A 61 N 1/05, A 61 N 1/10, опубликован 27.05.2015). К достоинствам данного устройства является высокая стабильность электретного потенциала, что приводит к длительной (8-10 лет) высокой эффективности терапевтического воздействия на пораженные костно-хрящевые структуры, выраженной в снижении или устранении болевого синдрома.A tantalum implant coated with an electret dielectric is also known for the treatment of degenerative joint diseases. The implant is a cylindrical tantalum rod rounded on one side and having a threaded head on the other. An anodic tantalum oxide in the electret state is formed on the surface of the implant, which creates an electrostatic field without an external source of electrical energy (Patent of the Russian Federation No. 2563107, IPC A 61 B 17/56, A 61 N 1/05, A 61 N 1/10, published on May 27, 2015). The advantages of this device include high stability of the electret potential, which leads to long-term (8-10 years) high efficiency of therapeutic effect on the affected osteochondral structures, expressed in the reduction or elimination of pain.

К недостаткам данного устройства относятся отсутствие внутреннего сквозного канала в цилиндрическом стержне имплантата, что не позволяет осуществлять декомпрессию костной ткани и доставку лекарственных средств к очагу поражения, а также возможность использовать при имплантации направляющую спицу, которая упрощает процесс установки имплантата на свое место в кости.The disadvantages of this device include the lack of an internal through-channel in the cylindrical rod of the implant, which does not allow for bone tissue decompression and the delivery of drugs to the lesion, as well as the ability to use a guide pin during implantation, which simplifies the process of installing the implant in its place in the bone.

В качестве ближайшего аналога заявитель выбрал Имплантат с электретным биоактивным покрытием для лечения повреждений и заболеваний костей и суставов (патент России на ПМ № 216301, МПК А 61 В 17/56, A 61N 1/05, A 61 N 1/10, опубликован 27.01.2023), принятый за прототип, выполненный в виде цилиндрического стержня с резьбой, закругленного с одной стороны и имеющего головку со шлицом с биоактивным электретным покрытием боковой поверхности. Цилиндрический стержень изготовлен из титана с продольным сквозным отверстием, внутренняя поверхность которого покрыта диэлектрическим слоем оксида титана. Электретное покрытие внешней поверхности стержня выполнено на основе трехслойной структуры: оксид титана TiO₂ - тантал - оксида тантала Ta₂O₅ с объемным распределением отрицательного заряда. Полезная модель обеспечивает возможность совмещения электрофизиологического метода лечения с традиционной лекарственной терапией, позволяющая улучшить эксплуатационные характеристики имплантата за счет упрощения процесса установки имплантата на свое место в кости с помощью направляющей спицы.The applicant selected as the closest analogue an implant with an electret bioactive coating for the treatment of injuries and diseases of bones and joints (Russian patent PM No. 216301, IPC A 61 B 17/56, A 61N 1/05, A 61 N 1/10, published on 01/27/2023), adopted as a prototype, made in the form of a cylindrical threaded rod, rounded on one side and having a head with a slot with a bioactive electret coating on the side surface. The cylindrical rod is made of titanium with a longitudinal through hole, the inner surface of which is coated with a dielectric layer of titanium oxide. The electret coating of the outer surface of the rod is made based on a three-layer structure: titanium oxide TiO ₂ - tantalum - tantalum oxide Ta ₂ O ₅ with a volumetric distribution of the negative charge. The utility model enables the combination of electrophysiological treatment with traditional drug therapy, improving the implant's performance by simplifying the process of installing the implant in its place in the bone using a guide pin.

Недостатком прототипа является низкая стабильность электретного потенциала, что приводит к быстрой его разрядке и сокращает длительность результативного терапевтического воздействия на пораженные костно-хрящевые структуры, что и приводит к возвращению болевого синдрома и скорому возвращению патологического процесса разрушения костной ткани.A disadvantage of the prototype is the low stability of the electret potential, which leads to its rapid discharge and reduces the duration of effective therapeutic effects on the affected bone-cartilage structures, which leads to the return of pain syndrome and the rapid return of the pathological process of bone tissue destruction.

Технической задачей, вытекающей из уровня техники, является устранение недостатков прототипа за счет повышения стабильности электростатического заряда в электретном слое диэлектрика, обеспечивающего увеличения длительности терапевтического воздействия на костные структуры.The technical task arising from the state of the art is to eliminate the shortcomings of the prototype by increasing the stability of the electrostatic charge in the electret layer of the dielectric, ensuring an increase in the duration of the therapeutic effect on bone structures.

Указанная техническая задача решается за счет того, что заявляемый имплантат с электретным покрытием, выполненный в виде цилиндрического стержня с резьбой, закругленного с одной стороны и имеющего головку со шлицом с биоактивным электретным покрытием боковой поверхности из оксида тантала, цилиндрический стержень изготовлен с продольным сквозным отверстием, отличается тем, что цилиндрический стержень выполнен из тантала.The stated technical problem is solved due to the fact that the claimed implant with an electret coating, made in the form of a cylindrical rod with a thread, rounded on one side and having a head with a slot with a bioactive electret coating of the side surface made of tantalum oxide, the cylindrical rod is made with a longitudinal through hole, is distinguished by the fact that the cylindrical rod is made of tantalum.

Благодаря этому электретный слой обладает высокой стабильностью электростатического заряда, что обеспечивает увеличению срока эффективного терапевтического действия имплантата на костные структуры, подверженные патологическому процессу, так как патологический процесс после прекращения терапевтического действия электрета практический сразу возобновляется с прежней силой.Due to this, the electret layer has a highly stable electrostatic charge, which ensures an increase in the duration of the effective therapeutic effect of the implant on bone structures subject to the pathological process, since the pathological process almost immediately resumes with the same force after the cessation of the therapeutic effect of the electret.

Полезная модель соответствует критерию новизна, так как заявителю из уровня техники неизвестны другие технические решения, совпадающие по совокупности существенных признаков с заявляемым техническим решением.The utility model meets the criterion of novelty, since the applicant is not aware of other technical solutions from the state of the art that coincide in terms of the set of essential features with the claimed technical solution.

Для изготовления имплантата взяты две детали: головка из тантала с поперечным шлицом и центральным отверстием и трубка из тантала с внешним диаметром 4 мм и внутренним сквозным каналом 3 мм. Головка приваривается к трубке, образуя единую деталь - заготовка будущего имплантата. При этом сквозь головку и трубку проходит единый соосный канал для установки в него направляющей спицы для сверла. Далее наружной поверхности заготовки формируется оксидный слой толщиной 15-30 мкм методом анодного окисления. Зарядка оксидного слоя производится с применением способа жидкостного контакта, описанного в патенте на изобретение (RU № 2521593, МПК H 0G 7/02, A61F 2/02, опубликован 10.07.2014). В результате получаем канюлированный имплантат с заряженным электретным биоактивным покрытием, пригодный для терапевтических целей, применяемый в ортопедии для решения широкого спектра задач.The implant is manufactured from two components: a tantalum head with a transverse slot and a central hole, and a tantalum tube with an outer diameter of 4 mm and an internal through-hole of 3 mm. The head is welded to the tube, forming a single component—the future implant blank. A single, coaxial channel runs through the head and tube for insertion of a drill guide pin. An oxide layer 15-30 µm thick is then formed on the outer surface of the blank using anodic oxidation. The oxide layer is charged using the liquid contact method described in the invention patent (RU No. 2521593, IPC H 0G 7/02, A61F 2/02, published July 10, 2014). The result is a cannulated implant with a charged electret bioactive coating, suitable for therapeutic purposes and used in orthopedics to solve a wide range of problems.

Техническим результатом полезной модели является существенное увеличение сроков эффективного терапевтического действия погружного имплантата (до 7-10 лет) за счет повышения стабильности электростатического заряда электретного биоактивного покрытия.The technical result of the utility model is a significant increase in the duration of the effective therapeutic action of the submersible implant (up to 7-10 years) due to an increase in the stability of the electrostatic charge of the electret bioactive coating.

Кроме того, использование канюлированного отверстия для спицы, точно направляющей сверло к месту сверления в кости, повышает удобство в использовании заявляемого имплантата в хирургической практике.In addition, the use of a cannulated hole for the pin, which accurately guides the drill to the drilling site in the bone, increases the ease of use of the claimed implant in surgical practice.

Изготовлены макетные образцы (фиг. 1-3). Их испытание подтверждают достижение поставленной технической задачи, за счет высокой стабильности электростатического заряда биоактивного покрытия. Планируется изготовление серии образцов для проведения клинических испытаний.Mock-up samples have been produced (Figs. 1-3). Their testing confirms the achievement of the technical objective, due to the highly stable electrostatic charge of the bioactive coating. Plans are underway to produce a series of samples for clinical trials.

Устройство соответствует критерию «промышленная применимость», так как оно может быть изготовлено с использованием существующих технологий и имеющихся в наличии отечественных материалов.The device meets the “industrial applicability” criterion, as it can be manufactured using existing technologies and available domestic materials.

Claims

An implant with an electret coating, made in the form of a cylindrical rod with a thread, rounded on one side and having a head with a slot with a bioactive electret coating on the side surface made of tantalum oxide, the cylindrical rod is made with a longitudinal through hole, characterized in that the cylindrical rod is made of tantalum.