СПОСОБ ФОРМИРОВАНИЯ КОСТНОЙ ТКАНИ
(51) 6 A61L27/00
(12) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К ПАТЕНТУ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ
Статус: по данным на 17.10.2007 - прекратил действие
--------------------------------------------------------------------------------
(14) Дата публикации: 1996.02.10
(21) Регистрационный номер заявки: 5040499/14
(22) Дата подачи заявки: 1992.04.29
(45) Опубликовано: 1996.02.10
(56) Аналоги изобретения: Патент США N 4394370, кл. НКИ424/15, 1983.
(71) Имя заявителя: Ершов Ю.А.; Литвинов С.Д.; Царев Е.Р.; Бойко В.И.; Ершов Е.А.
(72) Имя изобретателя: Ершов Ю.А.; Литвинов С.Д.; Царев Е.Р.; Бойко В.И.; Ершов Е.А.
(73) Имя патентообладателя: Ершов Юрий Алексеевич
(54) СПОСОБ ФОРМИРОВАНИЯ КОСТНОЙ ТКАНИ
Изобретение может быть использовано в медицине, а именно в создании твердых тканей на основе коллагена, которые могут быть использованы как при лечении, так и при протезировании участков, пораженных дистрофией, при дефектах костной ткани, при врожденных и приобретенных заболеваниях. Коллаген помещают в жидкую среду, содержащую ионы Ca2+ (PO4)-3, OH- и при воздействии электрофореза получают продукт реакции Can (OH)g, (PO4)m,который осаждается затем на коллагене. Толщина осажденного слоя регулируется изменением силы (плотности) тока. 1 з. п. ф-лы, 1 табл.
ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ
Изобретение относится к медицине, а именно к созданию твердых тканей на основе коллагена, которые могут быть использованы как при лечении, так и при протезировании участков, пораженных дистрофией, при дефектах костной ткани при врожденных и приобретенных заболеваниях.
Известен имплантируемый материал и способ формирования костной ткани, который содержит 10-90 мас. фосфата кальция, удерживаемого неорганическим стекловолокном и 90-10 мас. биосовместимого органического высокополимерного материала. Материал имплантируется таким образом, чтобы часть стекловолокна была обнажена на поверхности. Однако, при имплантации этого материала in vivo отсутствует регенерация костной ткани, в лучшем случае, прорастание материала, что не позволяет в полной мере восстановить на данном участке кости ее физиологические и механические свойства.
Известен способ осаждения кальций-фосфатной керамики, в котором образование костной ткани происходит под воздействием электрофореза путем прорастания в пористые поверхности титановых имплантатов. В этом способе отсутствует регенерация костной ткани, а механические и физиологические свойства полученной ткани неадекватным свойствам нативной ткани, что при вживлении такой ткани на место пораженного участка приводит к восстановлению этих участков не в достаточной мере.
За прототип выбран способ формирования костной ткани, в соответствии с которым пересадочный материал приготавливают путем перемешивания деминерализованных и стерилизованных костных частиц с костным морфогенным протеином. Полученную таким образом коллагеновую губчатую смесь имплантируют в область пораженного участка. Однако, полученный в этом случае материал не обладает достаточной степенью структурного интегрирования.
Технический результат заявленного технического решения заключается в максимальном приближении свойств полученного материала к свойствам нативной ткани за счет повышения степени структурного интегрирования и за счет получения гидроксилаппатита в аморфном состоянии.
Это достигается тем, что коллагеновый матрикс помещают в жидкий раствор, содержащий ионы кальция, фосфата и гидроксида, а процесс образования гидроксилаппатита на коллагеновом матриксе проводят под воздействием электрофореза. Кроме того, толщину осаждаемого на коллагеновом матриксе гидроксилаппатита формируют пропорционально плотности тока.
Предложенный способ заключается в следующем. Коллагеновый матрикс помещают в жидкую среду между разноименными электродами. Электроды с одной стороны омываются раствором, содержащим ионы кальция Са+2,а с другой стороны раствором, содержащим ионы (РО4)3- (фосфата) и (ОН)- (гидроксида).
В результате происходит реакция:
Са2+ + (РО4)3- + (ОН)- Са(ОН)(РО4)
и получается аппатитоподобное вещество-гидроксилоаппатит, который затем взаимодействует с коллагеновой основой. Полученную ткань стерилизуют, высушивают и подготавливают к имплантации.
П р и м е р. Для получения коллагенового матрикса производят деминерализацию кости осаждением коллагена из его раствора. Коллагеновый матрикс может быть взят в готовом виде из кости животного. Полученный коллагеновый матрикс гидротируют, помещая, например, в дистиллированную воду.
Гидротированный образец помещают в жидкую среду между разноименными полюсами источника питания. Полюса с донной стороны омываются раствором, содержащим ионы nСа2+, а с другой стороны-раствором, содержащем ионы m(PO4)3- и g(OH)-.
Затем в течение 30-300 мин через раствор пропускают электрический ток плотностью 40 мА/см2, масса исходного коллагена 0,85.
Под воздействием электрофореза происходит реакция:
nCa2+ + m(PO4)3 + g(OH)2Can(OH)g(PO4)m, которая приводит к образованию гидроксилоаппатита.
Гидроксилоаппатит Сan(OH)g(PO4)m под воздействием электрофореза взаимодействует с коллагеном и осаждается на нем. Изменение массы полученного вещества приведено в таблице, в которой раскрыта зависимость изменения массы образца от режима электрофореза. При изменении плотности тока изменяется толщина осаждаемого слоя. Полученный материал был исследован при имплантациях. Имплантат обладает хорошей степенью регенерации, нетоксичен и обладает свойством отсутствия иммунологической реакции. При вживлении этого материала в живую костную ткань материал продемонстрировал высокую степень биосовместимости (без образования антител или отторжения). Многочисленные эксперименты имплантации этого материала продемонстрировали высокую степень равномерности распределения неорганической фазы в коллагеновой основе (хорошее структурное интегрирование). Она, как и живые ткани, аморфна.
Положительный эффект предложенного технического решения состоит в получении материала с высокой степенью структурного интегрирования по свойствам максимально приближенного к физиологической костной ткани.
ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ
1. СПОСОБ ФОРМИРОВАНИЯ КОСТНОЙ ТКАНИ на основе коллагенового матрикса, отличающийся тем, что коллагеновый матрикс помещают в жидкий раствор, содержащий ионы кальция, фосфата и гидроксида, а процесс образования гидроксилаппатита на коллагеновом матриксе производят под воздействием электрофореза.
2. Способ по п.1, отличающийся тем, что толщину осажденного на коллагеновом матриксе гидроксилаппатита формируют пропорционально плотности тока.
Независимый научно технический портал
На главную страницу раздела
