RU2738307C1 - Способ получения тромборезистентных изделий медицинского назначения - Google Patents
Способ получения тромборезистентных изделий медицинского назначения Download PDFInfo
- Publication number
- RU2738307C1 RU2738307C1 RU2020117237A RU2020117237A RU2738307C1 RU 2738307 C1 RU2738307 C1 RU 2738307C1 RU 2020117237 A RU2020117237 A RU 2020117237A RU 2020117237 A RU2020117237 A RU 2020117237A RU 2738307 C1 RU2738307 C1 RU 2738307C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- sio
- film
- titanium
- thromboresistant
- article
- Prior art date
Links
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 title claims abstract 3
- 229940127554 medical product Drugs 0.000 title abstract description 6
- 238000000034 method Methods 0.000 claims abstract description 17
- XKRFYHLGVUSROY-UHFFFAOYSA-N Argon Chemical compound [Ar] XKRFYHLGVUSROY-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 16
- RTAQQCXQSZGOHL-UHFFFAOYSA-N Titanium Chemical compound [Ti] RTAQQCXQSZGOHL-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 15
- 239000010936 titanium Substances 0.000 claims abstract description 15
- 229910052719 titanium Inorganic materials 0.000 claims abstract description 15
- 238000010894 electron beam technology Methods 0.000 claims abstract description 11
- 229910052786 argon Inorganic materials 0.000 claims abstract description 8
- 239000000956 alloy Substances 0.000 claims abstract description 7
- 229910045601 alloy Inorganic materials 0.000 claims abstract description 7
- 239000000203 mixture Substances 0.000 claims abstract description 5
- 238000000576 coating method Methods 0.000 claims description 16
- 239000011248 coating agent Substances 0.000 claims description 13
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 5
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 claims description 5
- -1 polyphenylmethylsiloxane Polymers 0.000 claims description 4
- 210000001772 blood platelet Anatomy 0.000 abstract description 15
- 239000003814 drug Substances 0.000 abstract description 6
- 230000003013 cytotoxicity Effects 0.000 abstract description 5
- 231100000135 cytotoxicity Toxicity 0.000 abstract description 5
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 abstract description 4
- 210000000601 blood cell Anatomy 0.000 abstract description 3
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract description 3
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 abstract description 2
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N Silicium dioxide Chemical compound O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 abstract 3
- 229910052814 silicon oxide Inorganic materials 0.000 abstract 3
- 230000001464 adherent effect Effects 0.000 abstract 1
- 238000004140 cleaning Methods 0.000 abstract 1
- KPUWHANPEXNPJT-UHFFFAOYSA-N disiloxane Chemical class [SiH3]O[SiH3] KPUWHANPEXNPJT-UHFFFAOYSA-N 0.000 abstract 1
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract 1
- 239000010408 film Substances 0.000 description 13
- 229960002897 heparin Drugs 0.000 description 9
- 229920000669 heparin Polymers 0.000 description 9
- HTTJABKRGRZYRN-UHFFFAOYSA-N Heparin Chemical compound OC1C(NC(=O)C)C(O)OC(COS(O)(=O)=O)C1OC1C(OS(O)(=O)=O)C(O)C(OC2C(C(OS(O)(=O)=O)C(OC3C(C(O)C(O)C(O3)C(O)=O)OS(O)(=O)=O)C(CO)O2)NS(O)(=O)=O)C(C(O)=O)O1 HTTJABKRGRZYRN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 8
- 229920000642 polymer Polymers 0.000 description 4
- 239000000758 substrate Substances 0.000 description 4
- KFZMGEQAYNKOFK-UHFFFAOYSA-N Isopropanol Chemical compound CC(C)O KFZMGEQAYNKOFK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 210000004369 blood Anatomy 0.000 description 3
- 239000008280 blood Substances 0.000 description 3
- 239000003795 chemical substances by application Substances 0.000 description 3
- 230000008021 deposition Effects 0.000 description 3
- 239000000463 material Substances 0.000 description 3
- 210000002381 plasma Anatomy 0.000 description 3
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- CSCPPACGZOOCGX-UHFFFAOYSA-N Acetone Chemical compound CC(C)=O CSCPPACGZOOCGX-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 206010062506 Heparin-induced thrombocytopenia Diseases 0.000 description 2
- FAPWRFPIFSIZLT-UHFFFAOYSA-M Sodium chloride Chemical compound [Na+].[Cl-] FAPWRFPIFSIZLT-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 2
- HFBMWMNUJJDEQZ-UHFFFAOYSA-N acryloyl chloride Chemical class ClC(=O)C=C HFBMWMNUJJDEQZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000003146 anticoagulant agent Substances 0.000 description 2
- 210000001367 artery Anatomy 0.000 description 2
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 2
- 238000007675 cardiac surgery Methods 0.000 description 2
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 2
- 238000002485 combustion reaction Methods 0.000 description 2
- 239000012153 distilled water Substances 0.000 description 2
- 238000010828 elution Methods 0.000 description 2
- 210000003709 heart valve Anatomy 0.000 description 2
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 2
- 239000011159 matrix material Substances 0.000 description 2
- 239000000178 monomer Substances 0.000 description 2
- 238000004626 scanning electron microscopy Methods 0.000 description 2
- 241000272525 Anas platyrhynchos Species 0.000 description 1
- VYZAMTAEIAYCRO-UHFFFAOYSA-N Chromium Chemical compound [Cr] VYZAMTAEIAYCRO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 108010000912 Egg Proteins Proteins 0.000 description 1
- 102000002322 Egg Proteins Human genes 0.000 description 1
- 206010014523 Embolism and thrombosis Diseases 0.000 description 1
- SXRSQZLOMIGNAQ-UHFFFAOYSA-N Glutaraldehyde Chemical compound O=CCCCC=O SXRSQZLOMIGNAQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 102000007625 Hirudins Human genes 0.000 description 1
- 108010007267 Hirudins Proteins 0.000 description 1
- 108010064983 Ovomucin Proteins 0.000 description 1
- 208000031481 Pathologic Constriction Diseases 0.000 description 1
- 229910018540 Si C Inorganic materials 0.000 description 1
- 208000001435 Thromboembolism Diseases 0.000 description 1
- 208000007536 Thrombosis Diseases 0.000 description 1
- 241000245032 Trillium Species 0.000 description 1
- 239000000853 adhesive Substances 0.000 description 1
- 230000001070 adhesive effect Effects 0.000 description 1
- 230000002411 adverse Effects 0.000 description 1
- 230000002769 anti-restenotic effect Effects 0.000 description 1
- 229940127219 anticoagulant drug Drugs 0.000 description 1
- 229960004676 antithrombotic agent Drugs 0.000 description 1
- 230000000975 bioactive effect Effects 0.000 description 1
- 210000004204 blood vessel Anatomy 0.000 description 1
- 210000004556 brain Anatomy 0.000 description 1
- 210000004027 cell Anatomy 0.000 description 1
- 230000004663 cell proliferation Effects 0.000 description 1
- 238000005119 centrifugation Methods 0.000 description 1
- 229910052804 chromium Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011651 chromium Substances 0.000 description 1
- 229940125904 compound 1 Drugs 0.000 description 1
- 238000007334 copolymerization reaction Methods 0.000 description 1
- 208000029078 coronary artery disease Diseases 0.000 description 1
- 238000006073 displacement reaction Methods 0.000 description 1
- 229940079593 drug Drugs 0.000 description 1
- 230000002526 effect on cardiovascular system Effects 0.000 description 1
- WQPDUTSPKFMPDP-OUMQNGNKSA-N hirudin Chemical compound C([C@@H](C(=O)N[C@@H](CCC(O)=O)C(=O)N[C@@H](CCC(O)=O)C(=O)N[C@@H]([C@@H](C)CC)C(=O)N1[C@@H](CCC1)C(=O)N[C@@H](CCC(O)=O)C(=O)N[C@@H](CCC(O)=O)C(=O)N[C@@H](CC=1C=CC(OS(O)(=O)=O)=CC=1)C(=O)N[C@@H](CC(C)C)C(=O)N[C@@H](CCC(N)=O)C(O)=O)NC(=O)[C@H](CC(O)=O)NC(=O)CNC(=O)[C@H](CC(O)=O)NC(=O)[C@H](CC(N)=O)NC(=O)[C@H](CC=1NC=NC=1)NC(=O)[C@H](CO)NC(=O)[C@H](CCC(N)=O)NC(=O)[C@H]1N(CCC1)C(=O)[C@H](CCCCN)NC(=O)[C@H]1N(CCC1)C(=O)[C@@H](NC(=O)CNC(=O)[C@H](CCC(O)=O)NC(=O)CNC(=O)[C@@H](NC(=O)[C@@H](NC(=O)[C@H]1NC(=O)[C@H](CCC(N)=O)NC(=O)[C@H](CC(N)=O)NC(=O)[C@H](CCCCN)NC(=O)[C@H](CCC(O)=O)NC(=O)CNC(=O)[C@H](CC(O)=O)NC(=O)[C@H](CO)NC(=O)CNC(=O)[C@H](CC(C)C)NC(=O)[C@H]([C@@H](C)CC)NC(=O)[C@@H]2CSSC[C@@H](C(=O)N[C@@H](CCC(O)=O)C(=O)NCC(=O)N[C@@H](CO)C(=O)N[C@@H](CC(N)=O)C(=O)N[C@H](C(=O)N[C@H](C(NCC(=O)N[C@@H](CCC(N)=O)C(=O)NCC(=O)N[C@@H](CC(N)=O)C(=O)N[C@@H](CCCCN)C(=O)N2)=O)CSSC1)C(C)C)NC(=O)[C@H](CC(C)C)NC(=O)[C@H]1NC(=O)[C@H](CC(C)C)NC(=O)[C@H](CC(N)=O)NC(=O)[C@H](CCC(N)=O)NC(=O)CNC(=O)[C@H](CO)NC(=O)[C@H](CCC(O)=O)NC(=O)[C@H]([C@@H](C)O)NC(=O)[C@@H](NC(=O)[C@H](CC(O)=O)NC(=O)[C@@H](NC(=O)[C@H](CC=2C=CC(O)=CC=2)NC(=O)[C@@H](NC(=O)[C@@H](N)C(C)C)C(C)C)[C@@H](C)O)CSSC1)C(C)C)[C@@H](C)O)[C@@H](C)O)C1=CC=CC=C1 WQPDUTSPKFMPDP-OUMQNGNKSA-N 0.000 description 1
- 229940006607 hirudin Drugs 0.000 description 1
- 239000007943 implant Substances 0.000 description 1
- 238000002513 implantation Methods 0.000 description 1
- 238000000338 in vitro Methods 0.000 description 1
- 230000002757 inflammatory effect Effects 0.000 description 1
- 229910052500 inorganic mineral Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000003993 interaction Effects 0.000 description 1
- 239000003550 marker Substances 0.000 description 1
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 1
- 210000004925 microvascular endothelial cell Anatomy 0.000 description 1
- 239000011707 mineral Substances 0.000 description 1
- 210000002433 mononuclear leukocyte Anatomy 0.000 description 1
- 238000010899 nucleation Methods 0.000 description 1
- 238000006213 oxygenation reaction Methods 0.000 description 1
- 230000007170 pathology Effects 0.000 description 1
- 210000004623 platelet-rich plasma Anatomy 0.000 description 1
- 239000002861 polymer material Substances 0.000 description 1
- 238000001556 precipitation Methods 0.000 description 1
- 239000002243 precursor Substances 0.000 description 1
- 230000002265 prevention Effects 0.000 description 1
- 108090000623 proteins and genes Proteins 0.000 description 1
- 102000004169 proteins and genes Human genes 0.000 description 1
- 210000001243 pseudopodia Anatomy 0.000 description 1
- 230000005855 radiation Effects 0.000 description 1
- 208000037803 restenosis Diseases 0.000 description 1
- 238000000926 separation method Methods 0.000 description 1
- 229910010271 silicon carbide Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011780 sodium chloride Substances 0.000 description 1
- 239000007787 solid Substances 0.000 description 1
- 239000002904 solvent Substances 0.000 description 1
- 238000001179 sorption measurement Methods 0.000 description 1
- 208000037804 stenosis Diseases 0.000 description 1
- 230000036262 stenosis Effects 0.000 description 1
- 238000001356 surgical procedure Methods 0.000 description 1
- 229940124597 therapeutic agent Drugs 0.000 description 1
- 239000010409 thin film Substances 0.000 description 1
- 230000001732 thrombotic effect Effects 0.000 description 1
- 210000001519 tissue Anatomy 0.000 description 1
- 210000003462 vein Anatomy 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
- A61L—METHODS OR APPARATUS FOR STERILISING MATERIALS OR OBJECTS IN GENERAL; DISINFECTION, STERILISATION OR DEODORISATION OF AIR; CHEMICAL ASPECTS OF BANDAGES, DRESSINGS, ABSORBENT PADS OR SURGICAL ARTICLES; MATERIALS FOR BANDAGES, DRESSINGS, ABSORBENT PADS OR SURGICAL ARTICLES
- A61L27/00—Materials for grafts or prostheses or for coating grafts or prostheses
- A61L27/02—Inorganic materials
- A61L27/04—Metals or alloys
- A61L27/06—Titanium or titanium alloys
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
- A61L—METHODS OR APPARATUS FOR STERILISING MATERIALS OR OBJECTS IN GENERAL; DISINFECTION, STERILISATION OR DEODORISATION OF AIR; CHEMICAL ASPECTS OF BANDAGES, DRESSINGS, ABSORBENT PADS OR SURGICAL ARTICLES; MATERIALS FOR BANDAGES, DRESSINGS, ABSORBENT PADS OR SURGICAL ARTICLES
- A61L27/00—Materials for grafts or prostheses or for coating grafts or prostheses
- A61L27/28—Materials for coating prostheses
- A61L27/34—Macromolecular materials
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
- A61L—METHODS OR APPARATUS FOR STERILISING MATERIALS OR OBJECTS IN GENERAL; DISINFECTION, STERILISATION OR DEODORISATION OF AIR; CHEMICAL ASPECTS OF BANDAGES, DRESSINGS, ABSORBENT PADS OR SURGICAL ARTICLES; MATERIALS FOR BANDAGES, DRESSINGS, ABSORBENT PADS OR SURGICAL ARTICLES
- A61L31/00—Materials for other surgical articles, e.g. stents, stent-grafts, shunts, surgical drapes, guide wires, materials for adhesion prevention, occluding devices, surgical gloves, tissue fixation devices
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
- C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
- C23C14/00—Coating by vacuum evaporation, by sputtering or by ion implantation of the coating forming material
- C23C14/06—Coating by vacuum evaporation, by sputtering or by ion implantation of the coating forming material characterised by the coating material
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
- C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
- C23C14/00—Coating by vacuum evaporation, by sputtering or by ion implantation of the coating forming material
- C23C14/22—Coating by vacuum evaporation, by sputtering or by ion implantation of the coating forming material characterised by the process of coating
- C23C14/24—Vacuum evaporation
- C23C14/28—Vacuum evaporation by wave energy or particle radiation
- C23C14/30—Vacuum evaporation by wave energy or particle radiation by electron bombardment
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
- C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
- C23C4/00—Coating by spraying the coating material in the molten state, e.g. by flame, plasma or electric discharge
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Health & Medical Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- General Health & Medical Sciences (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Metallurgy (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Veterinary Medicine (AREA)
- Public Health (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Animal Behavior & Ethology (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Epidemiology (AREA)
- Transplantation (AREA)
- Oral & Maxillofacial Surgery (AREA)
- Medicinal Chemistry (AREA)
- Dermatology (AREA)
- Inorganic Chemistry (AREA)
- Plasma & Fusion (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Toxicology (AREA)
- Heart & Thoracic Surgery (AREA)
- Surgery (AREA)
- Vascular Medicine (AREA)
- Materials For Medical Uses (AREA)
Abstract
Изобретение относится к области медицины, а именно к созданию тромборезистентных медицинских изделий, и раскрывает способ получения тромборезистентных изделий медицинского назначения, выполненных из титана и сплавов на его основе. Согласно изобретению, изделия подвергаются обработке импульсным низкоэнергетическим сильноточным широкоапертурным электронным пучком прямой полярности, изделие находится под потенциалом катода. После этого осуществляется нанесение пленки a-C:H:SiOx с предварительной очисткой поверхности изделий ионным потоком в аргоновой плазме, обеспечивающей удаление оксидных соединений с поверхности и нагрев поверхности до температуры 170±20°С. Нанесение a-C:H:SiOx пленки осуществляется в смеси аргона и полифенилметилсилоксана при давлении 0,1 Па. Способ позволяет снижать количество адгезированных тромбоцитов на поверхности изделий медицинского назначения, а также позволяет улучшать медико-биологических свойств изделий, проявляющееся в отсутствии цитотоксичности по отношению к клеткам крови. Нанесенная a-C:H:SiOx пленка также обеспечивает придание изделиям повышенной износостойкости, вследствие высокой твердости и низкого коэффициента трения. Способ может применяться в медицинской промышленности. 3 з.п. ф-лы, 1 ил.
Description
Изобретение относится к области медицины, а именно, к созданию тромборезистентных медицинских изделий из титана и его сплавов, которые применяются в медицинской промышленности и контактируют с кровью, например, механические клапаны сердца, насосы для механической поддержки работы сердца, кардиостимуляторов и т.д.
Известно, что взаимодействие имплантатов с биологической средой организма во многом зависит от их поверхностных свойств, которые играют непосредственную роль в различных постимплантационных биологических реакциях, включая преципитацию различных минералов, адсорбцию белка, адгезию и пролиферацию клеток [1]. В приложении к приборам (механические насосы) и стентам для хирургического лечения ишемической болезни сердца избыточность воспалительных клеточно-молекулярных реакций на границе раздела "искусственная поверхность/ткань" повышает риск тромбоза.
Для профилактики и терапии различных тромбоэмболических заболеваний и их осложнений, при тромбозах и эмболиях магистральных вен и артерий, сосудов мозга, глаза, при операциях на сердце и кровеносных сосудах [2] используют покрытия на основе гепарина, в частности белково-гепариновое покрытие «Bioline» [3], биоактивное гепариновое покрытие «Carmeda» и биопассивное гепариновое покрытие «Trillium» [4].
Тем не менее, покрытия на основе гепарина могут быть противопоказаны для определенной группы пациентов с гепарин-индуцированной тромбоцитопенией [5]. Кроме этого, серьезным недостатком использования гепарина заключается в том, что он не может нормально сосуществовать со средствами, которые предотвращают рестеноз (повторное сужение артерии, возникшее в том месте, где ранее хирургическим путем стеноз был устранен) [6]. Например, если смешать гепарин с антитромботическим средством в полимерном покрытии, гепарин, благодаря своей гидрофильной природе, будет мешать получению желаемого профиля элюирования антирестенозного средства. Например, терапевтическое средство включают в матрицу полимерного покрытия с помощью обработки растворителем. Если антикоагулянт также включен в полимерную матрицу, он будет неуправляемым образом притягивать воду. Это может случиться во время формирования покрытия или когда покрытое устройство имплантировано, и окажет неблагоприятное воздействие на стабильность или эффективность средства и/или помешает получению желаемого профиля элюирования [6].
Известен способ получения тромборезистентного полимерного материала путем радиационной привитой сополимеризации смеси гидрофильного мономера и ненасыщенного биологически активного соединения при массовом соотношении гидрофильный мономер ненасыщенное биологически активное соединение 1:0,2 - 1:1, где в качестве ненасыщенного биологически активного соединения используют смесь ацилированного хлорангидридом акриловой кислоты гирудина и ацилированного хлорангидридом акриловой кислоты овомукоида из белка утиных яиц при массовом соотношении 1:0,8-1:2 [7].
Данный способ применим для изделий, выполненных из полимера. Проблема тромборезистентности остается нерешенной для металлических изделий медицинского назначения.
Известен способ снижения адгезии тромбоцитов на титановых материалах и сплавах [8], взятый нами за прототип. Способ осуществляется в следующей последовательности: 1. Электронно-пучковая обработка изделия с использованием обратной полярности 28 кВ (изделие находится под потенциал анода); 2. Электронно-пучковая обработка прямой полярности 17 кВ (изделие находится под потенциалом анода); 3. Электронно-пучковая обработка прямой полярности 25 кВ (изделие находится под потенциалом анода); 4. Нанесение алмазоподобного углеродного покрытия (DLC).
Недостатком этого технического решения - прототипа является то, что технологический процесс усложнен количеством производимых операций для достижения эффекта тромборезистентности. Кроме этого, для повышения износостойкости используется алмазоподобный углерод (DLC), характеризуемый высокими внутренними напряжениями, что приводит к низкой адгезионной прочности покрытия и, соответственно, снижает долговечность и срок эксплуатации изделий.
Задачей предлагаемого изобретения является создание тромборезистентных медицинских изделий из титана и его сплавов.
Техническим результатом является:
- снижение количества адгезированных тромбоцитов на поверхности изделий медицинского назначения;
- улучшение медико-биологических свойств изделий, проявляющееся в отсутствии цитотоксичности по отношению к клеткам крови.
Другим техническим результатом является также придание поверхности изделий повышенной износостойкости, вследствие высокой твердости и низкого коэффициента трения.
Указанный технический результат при осуществлении изобретения - способа получения тромборезистентных изделий медицинского назначения, выполненных из титана и сплавов на его основе, достигается тем, что в известном способе, включающем электронно-пучковую обработку изделия под катодным потенциалом с последующим нанесением биосовместимого покрытия на основе углерода, согласно изобретению, в качестве покрытия применяется a-C:H:SiOx пленка, нанесенная на поверхность изделия.
Нанесение a-C:H:SiOx пленки производят из кремнийорганической жидкости полифенилметилсилоксан ПФМС-2/5Л. Полученные a-C:H:SiOx пленки на титановых изделиях обладают высокой совместимостью с биологической средой человека, обладают тромборезистентностью, а также имеют низкие внутренние напряжения, по сравнению с алмазоподобными углеродными пленками (DLC), за счет наличия Si-C связей, которые длиннее связей С-С (длина связей Si - C составляет 1,89 
, а длина связей С-С - 1,54 
).
Целесообразно нанесение a-C:H:SiOx пленки осуществлять на поверхность изделия, предварительно нагретую ионным потоком из аргоновой плазмы до температуры 170±20°С для обеспечения высокой подвижности адсорбированных атомов и получения структуры с заданными свойствами.
Кроме того, электронно-пучковая обработка поверхности изделий осуществляется с использованием импульсного широкоапертурного низкоэнергетического сильноточного электронного пучка, находящихся под катодным потенциалом с плотностью энергии 3-10 Дж/см и количеством импульсов 5-10 раз.
Для удобства проведения медико-биологических исследований нами выбран образец в форме пластины размером 40×40×1 мм3 из титана марки ВТ6, широко используемого в медицинской практике. Технология получения тромборезистентных изделий также осуществлялась и на других марках титана ВТ1-0, ВТ1-00, ВТ6С.
Способ реализуется в несколько стадий.
1. Осуществляется очистка образца в ультразвуковой ванне, наполненной сначала изопропиловым спиртом, затем ацетоном и дистиллированной водой в течение 10 минут в каждой жидкости. После этого образцы высушиваются.
2. Образцы загружаются в вакуумную камеру, где осуществляется обработка поверхности образца с помощью низкоэнергетического сильноточного электронного пучка с плотностью энергии 3-10 Дж/см2 и количеством импульсов 5-10 раз в условиях низкого вакуума, остаточное давление 10-4 Па.
3. Производится нанесение a-C:H:SiOx пленки. В качестве плазмообразующего прекурсора для формирования a-C:H:SiOx пленок использовался полифенилметилсилоксан. Обеспечивалось остаточное давление в камере порядка 10-2 Па. Перед нанесением пленки производилась очистка поверхности подложек ионным потоком в аргоновой плазме, обеспечивающая удаление оксидных соединений с поверхности и нагрев поверхности с целью обеспечения высокой подвижности адсорбированных атомов. В этом случае давление аргона составляло 0,3 Па, а к подложкодержателю прикладывалось импульсное биполярное напряжение смещения амплитудой отрицательного импульса 1000±50 В, частотой следования импульсов 100 кГц и коэффициентом заполнения 60%. Ток накала составлял 45±5 А, а ток разряда 7±0,5 А при напряжении горения 100±10 В. Температура изделий контролировалась термопарой К-типа и составляла 170±20°С. После этого производилось нанесение a-C:H:SiOx пленки в смеси аргона и полифенилметилсилоксана при давлении 0,1 Па. В этом случае ток разряда составлял 5±1 А при напряжении горения 140±10 В, а к подложкодержателю прикладывалось импульсное биполярное напряжение смещения с амплитудой отрицательного импульса 500±50 В, частотой следования импульсов 100 кГц и коэффициентом заполнения 60%. Амплитуда смещения, прикладываемого к подложкодержателю, оказывает влияние на изменение механических и трибологических свойств. Оптимальной величиной амплитуды отрицательного импульса смещения с точки зрения максимальной износостойкости является 500±50 В [9]. Исследование адгезии тромбоцитов.
Для исследования адгезии тромбоцитов образцов из крови здорового взрослого донора получали 50 мл плазмы, обогащенной тромбоцитами, с помощью центрифугирования и сепарации форменных элементов крови. Полученную плазму разводили 0,9% раствором хлорида натрия в соотношении 1:1. Образцы материала погружали в полученный раствор тромбоцитов и инкубировали при температуре 37°С в течение 30 минут. Затем образцы промывали дистиллированной водой для удаления слабо адгезированных тромбоцитов. Оставшиеся на поверхности тромбоциты фиксировали в 2% растворе глутаральдегида при комнатной температуре в течение 1 часа и высушивали в термостате при температуре 37°С. После этого образцы покрывали слоем хрома толщиной 5 нм и производили исследование поверхности методом растровой электронной микроскопии. Расчет площади, занятой тромбоцитами, производился с помощью программы ImageJ. Кроме этого, оценивалась морфология адгезированных тромбоцитов, а именно выраженность образовываемых псевдоподий и площадь адгезии, как маркер степени тромбогенности покрытий.
На Фиг. 1 приведены изображения адгезированных тромбоцитов на поверхности образца из титана марки ВТ6 до (а) и после (б) нанесения a-C:H:SiOx пленки, полученные с помощью сканирующей электронной микроскопии (СЭМ). Показано, что после реализации предложенного способа количество адгезированных тромбоцитов существенно снижается. Так, на образцах (а) без реализации предложенного способа на участке размером 300×300 мкм2 площадь, занятая тромбоцитами, составляет 80-85%.
После реализации способа на аналогичном участке площадь, занятая тромбоцитами, снижается до 5-10%.
Цитотоксичность
Исследование in vitro цитотоксичности при прямом 24-ч контакте с образцами (титан и титан с нанесенной a-C:H:SiOx пленкой) показало, что доля жизнеспособных клеток в исследуемых группах образцов составляет около 80%. Согласно международному стандарту ISO 10993-5-2009 это свидетельствует в пользу отсутствия цитотоксичности образцов в отношении мононуклеарных лейкоцитов крови человека.
Таким образом, показано, что при реализации данного способа удается кардинально снизить адгезию тромбоцитов к поверхности изделий совместимых с биологической средой человека, выполненных из титана и сплавов на его основе, что очень важно для использования в медицине. Кроме этого, нанесенная a-C:H:SiOx пленка обеспечивает придание поверхности изделий повышенной износостойкости, вследствие высокой твердости и низкого коэффициента трения [9].
Источники информации, принятые к рассмотрению
1. Ali N., Kousar Y., Okpalugo Т. I., Singh V., Pease М., Ogwu A.A., Jackson М.J. / Human micro-vascular endothelial cell seeding on Cr-DLC thin films for mechanical heart valve applications // Thin solid films. - 2006. - V. 515. - No. 1. - P. 59-65.
2. Машковский А.Д. Лекарственные средства. M. Медицина. 1993. Т. 2. С. 79-81.
3. Пономаренко И.В., Шипулин В.М., Огуркова О.Н., Суслова Т.Е. / Эффекты применения биосовместимого покрытия экстракорпорального контура «Bioline» у кардиохирургических пациентов // Патология кровообращения и кардиохирургия. - 2013. - №17(2). - С. 51-56.
4. Севастьянов В.И., Бондаренко П.В., Немец Е.А. / Гемосовместимое гепаринсодержащее покрытие для обработки систем вспомогательного кровообращения и оксигенации крови // Перспективные материалы. - 2009. - №4. - С. 58-64.
5. Дударенко С.В., Ежова О.А. / Гепарининдуцированная тромбоцитопения // Неотложная кардиология и кардиоваскулярные риски. - 2018. - Т. 2. - №1. - С. 252-257.
6. RU 2472529, 20.01.2013 г.
7. RU 2556996 С1, 06.03.2014 г.
8. US 2013/0230422 А1, 05.09.2013 г.
9. RU 2718028 С1, 30.03.2020 г.
Claims (4)
1. Способ получения тромборезистентных изделий медицинского назначения, выполненных из титана и сплавов на его основе, включающий электронно-пучковую обработку изделия под катодным потенциалом с последующим нанесением биосовместимого покрытия на основе углерода, отличающийся тем, что в качестве покрытия применяется a-C:H:SiOx пленка.
2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что нанесение a-C:H:SiOx пленки осуществляется в смеси аргона и полифенилметилсилоксана при давлении 0,1 Па.
3. Способ по п. 1, отличающийся тем, что нанесение a-C:H:SiOx пленки осуществляется на поверхность изделия, нагретую ионным потоком из аргоновой плазмы до температуры 170±20°С.
4. Способ по п. 1, отличающийся тем, что электронно-пучковая обработка изделия осуществляется с использованием импульсного низкоэнергетического сильноточного широкоапертурного электронного пучка.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2020117237A RU2738307C1 (ru) | 2020-05-12 | 2020-05-12 | Способ получения тромборезистентных изделий медицинского назначения |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2020117237A RU2738307C1 (ru) | 2020-05-12 | 2020-05-12 | Способ получения тромборезистентных изделий медицинского назначения |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2738307C1 true RU2738307C1 (ru) | 2020-12-11 |
Family
ID=73835050
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2020117237A RU2738307C1 (ru) | 2020-05-12 | 2020-05-12 | Способ получения тромборезистентных изделий медицинского назначения |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2738307C1 (ru) |
Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5605714A (en) * | 1994-03-29 | 1997-02-25 | Southwest Research Institute | Treatments to reduce thrombogeneticity in heart valves made from titanium and its alloys |
| US20130230422A1 (en) * | 2010-09-17 | 2013-09-05 | Nagata Seiki Kabushiki Kaisha | Manufacturing method for medical equipment for reducing platelet adhesion on a surface in contact with blood |
| JP5296416B2 (ja) * | 2008-05-23 | 2013-09-25 | 学校法人東海大学 | 抗血栓性材料 |
| RU2503741C1 (ru) * | 2012-12-06 | 2014-01-10 | Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Ордена Трудового Красного Знамени Институт физики металлов Уральского отделения Российской академии наук (ИФМ УрО РАН) | Способ модификации поверхности титана |
| RU2713210C1 (ru) * | 2019-01-10 | 2020-02-04 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования Ставропольский государственный медицинский университет Министерства здравоохранения Российской Федерации (ФГБОУ ВО СтГМУ Минздрава России) | Способ изготовления имплантатов различной конфигурации из сплава марки вт-6 с алмазоподобным диэлектрическим защитным нанопокрытием |
-
2020
- 2020-05-12 RU RU2020117237A patent/RU2738307C1/ru active
Patent Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5605714A (en) * | 1994-03-29 | 1997-02-25 | Southwest Research Institute | Treatments to reduce thrombogeneticity in heart valves made from titanium and its alloys |
| JP5296416B2 (ja) * | 2008-05-23 | 2013-09-25 | 学校法人東海大学 | 抗血栓性材料 |
| US20130230422A1 (en) * | 2010-09-17 | 2013-09-05 | Nagata Seiki Kabushiki Kaisha | Manufacturing method for medical equipment for reducing platelet adhesion on a surface in contact with blood |
| RU2503741C1 (ru) * | 2012-12-06 | 2014-01-10 | Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Ордена Трудового Красного Знамени Институт физики металлов Уральского отделения Российской академии наук (ИФМ УрО РАН) | Способ модификации поверхности титана |
| RU2713210C1 (ru) * | 2019-01-10 | 2020-02-04 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования Ставропольский государственный медицинский университет Министерства здравоохранения Российской Федерации (ФГБОУ ВО СтГМУ Минздрава России) | Способ изготовления имплантатов различной конфигурации из сплава марки вт-6 с алмазоподобным диэлектрическим защитным нанопокрытием |
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| Гренадеров А.С. Формирование a-C:H:SiOx плёнок методом плазмохимического осаждения. Диссертация на соискание ученой степени кандидата технических наук. Томск 2018. 142 с.. * |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| Manivasagam et al. | Surface modification strategies to improve titanium hemocompatibility: a comprehensive review | |
| US5840387A (en) | Sulfonated multiblock copolymer and uses therefor | |
| US6387379B1 (en) | Biofunctional surface modified ocular implants, surgical instruments, medical devices, prostheses, contact lenses and the like | |
| JP3485264B2 (ja) | 生理活性物質が結合された生体適合性医療用金属材料及びその製造方法 | |
| JP5619416B2 (ja) | 表面にパラジウムを含む金属粒子を有する電子供与表面を有する基体 | |
| US9603978B2 (en) | Plasma modified medical devices and methods | |
| US4879135A (en) | Drug bonded prosthesis and process for producing same | |
| Ma et al. | Multifunctional 3D micro-nanostructures fabricated through temporally shaped femtosecond laser processing for preventing thrombosis and bacterial infection | |
| US5660873A (en) | Coating intraluminal stents | |
| JP2806510B2 (ja) | 人工臓器用膜または医療用具 | |
| US5811151A (en) | Method of modifying the surface of a medical device | |
| JP2003047645A (ja) | 殺菌方法 | |
| JPH10249277A (ja) | 表面の生物活性被覆 | |
| JP2004520088A (ja) | 薬剤混和マトリックス | |
| Balaji et al. | Prospects of common biomolecules as coating substances for polymeric biomaterials | |
| RU2738307C1 (ru) | Способ получения тромборезистентных изделий медицинского назначения | |
| KR102131101B1 (ko) | 선택적 플라즈마 에칭법에 의한, 혈액적합성이 향상된 ePTFE 인공혈관의 제조방법 | |
| Okpalugo et al. | DLC thin films for implantable medical devices | |
| EP1178851A1 (en) | Surface modification of substrates | |
| WO2018193779A1 (ja) | 生体又は生体試料に接触して用いられる物品、医療器具、人工関節 | |
| Wu | Bioinspired Design for Medical Applications | |
| RU2354409C2 (ru) | Способ производства высвобождающих лекарственные средства медицинских устройств и полученное с его применением устройство | |
| Ghosh | Hemocompatibility of Titania Nanotube Arrays under Static and Dynamic Conditions | |
| Huang et al. | Surface Modification of Blood Contacting Biomedical Implants by Plasma Processes | |
| Sabino | Development of Surface Modifications on Titanium for Biomedical Applications |