Композиты в медицине

Нерассасывающиеся шовные материалы.

 

Нерассасывающиеся шовные материалы не удовлетворяют основному требованию, предъявляемому к шовным материалам - биодеградации. Они постоянно находятся в тканях и при определенных условиях, спустя даже годы, могут служить причиной воспалительных осложнений. В связи с этим сфера применения нерассасывающихся материалов постоянно суживается. В то же время, многие хирурги продолжают широко применять нерассасывающиеся материалы.

Полиолефины (полипропилены).  
Полипропилен был первым из группы современных нерассасывающихся нитей, которые инертны к тканям организма. Этот материал выпускается только в виде монофиламентных нитей. Реакция тканей на полиолефины практически отсутствует, поэтому полиолефины можно применять в инфицированных тканях или не удалять, если рана нагноилась. Кроме того, мы применяем полиолефины в тех случаях, когда даже минимальная реакция воспаления нежелательна, а также у больных со склонностью к образованию келлоидного рубца. Из всех монофиламентных нитей (за исключением биосина) полипропилен обладает самым надежным узлом (можно вязать 4 узла), и меньше всех теряет прочность в узле. Полипропилены теряют в узле 8-15% прочности, в то время, как PDS-40% прочности. То есть можно использовать нити малых диаметров без риска порвать нить в узле. Единственная причина, ограничивающая применение полипропилена - его «нерассасываемость».

Рисунок . Нить полипропилена

Тем не менее, полипропилен остается наиболее применяемой нитью  в сердечно-сосудистой хирургии, при трансплантации органов, в хирургии грыж, поджелудочной железы, для съемного шва кожи, применяется эта нить и в других областях. Из всех нерассасывающихся нитей полипропилен применяется наиболее широко. 

 

 

 

 

 

 

Духслойная композитная сетка на основе полипропилена с противоспаечной мембраной при лечении послеоперационных грыж.

Композитная (двухслойная) хирургическая сетка состоящая из з противоспаечной мембраны (состав: коллаген, жирные спирты) и объемной сетки из монофиламентного полипропилена. (Parieten PPС).       Композитные сетки имеют  противоспаечную мембрану, которая предупреждает развитие спаек между органами и сеткой. Полипропиленовая объемная сетка с другой стороны обеспечивает быстрое и качественное прорастание и максимальную устойчивость к инфицированию при открытом лечении гигантских послеоперационных грыж. Мембрана рассасывается к 20-му дню после операции. К этому времени сетка зарастает брюшиной. Сетка снабжена специальными нитями для легкой чрезфасциальной фиксации к брюшной стенке.   Показания: Использование данного типа сеток показано при лечении гигантских послеоперационных грыж с большим диастазом и дефицитом собственных тканей для защиты внутренних органов от контакта с сеткой.     При использовании сетки  необходимо:  - увлажнить сетку в упаковке в течение 30 сек.   -  шовный материал фиксировать только к сетке, не прокалывать пленку, проколы пленки снижают устойчивость к адгезии   - сворачивать сетку можно пленкой внутрь, оберегайте пленку от повреждений в троакаре   -  расположите сетку пленкой вверх  -  маркер на сеточной стороне   - узел необходимо завязывать на сеточной стороне
Плетение и  Покрытие   Рисунок. Сетка  для лечения грыж
Код	Наименование	Форма сетки	Размер
PPC12	ПАРИЕТЕН КОМПОЗИТ полипропиленовая двухслойная сетка с противоспаечной системой и фиксирующими нитями.		12 см круглая
PPC1510	ПАРИЕТЕН КОМПОЗИТ полипропиленовая двухслойная сетка с противоспаечной системой и фиксирующими нитями.		15 см х 10 см
PPC1515	ПАРИЕТЕН КОМПОЗИТ полипропиленовая двухслойная сетка с противоспаечной системой и фиксирующими нитями.		15 см х 10 см
PPC2015	ПАРИЕТЕН КОМПОЗИТ полипропиленовая двухслойная сетка с противоспаечной системой и фиксирующими нитями.		20 см х 10 см
PPC2520	ПАРИЕТЕН КОМПОЗИТ полипропиленовая двухслойная сетка с противоспаечной системой и фиксирующими нитями.		25 см х 20 см
PPC3020	ПАРИЕТЕН КОМПОЗИТ полипропиленовая двухслойная сетка с противоспаечной системой и фиксирующими нитями.		30 см х 20 см

 

 

 

7.Композиционный  материал «биокерамика-никелид титана».

В настоящее время в  медицине используется новый класс  композиционных материалов ”биокерамика-никелид титана”. В таких композитах одна составляющая (например, никелид титана) обладает сверхэластичностью и памятью формы, а другая — сохраняет свойства биокерамики.

В качестве керамической составляющей может выступать фарфор, который  широко используется в ортопедической стоматологии и является хрупким  материалом. Высокая хрупкость фарфора  обусловлена тем, что на границах различных фаз и зерен возникают  контактные напряжения, значительно  превосходящие уровень средних  приложенных напряжений. Релаксация контактных напряжений в керамическом материале возможна, если в зоне этих напряжений происходит диссипация энергии за счет фазового превращения  в никелиде титана. Изменение температуры или приложение нагрузки вызывает в никелиде титана мартенситное превращение, что приводит к эффективной релаксации напряжений в матрице при нагружении композиционного материала, позволяя твердой составляющей нести приложенную нагрузку. Известно, что упругое восстановление объема пористых прессовок из порошка сверхупругого никелида титана связано с разрывом межчастичных контактов и определяется прочностью брикета, которая зависит от пористости и величины сил контактного сцепления. Ослабление этих сил путем добавления к порошку никелида титана других компонентов, например мелкодисперсных вольфрама или карбида кремния, значительно повышает упругий эффект, так как прочные одноименные контакты титан–никель заменяются разноименными. Поскольку величина упругого эффекта снижается при уменьшении содержания никелида титана в прессовке, концентрационная зависимость упругого восстановления объема обычно является экстремальной. В композиционном материале ”фарфор–никелид титана” компоненты слабо взаимодействуют и после спекания контакты между керамической и металлической составляющей ослаблены. При нагружении они разрываются в первую очередь, и упругое восстановление объема растет. В результате деформация является обратимой, и композит проявляет свойства, подобные сверхэластичности. Биосовместимость композиционного материала 
”стоматологический фарфор–никелид титана” изучалась гистологическим методом, оценивая реакцию тканей у крыс на имплантацию под кожу передней брюшной стенки образцов из композиционного материала и из фарфора. Характер тканевых реакций, их распространенность и особенности клеточных изменений в обоих случаях оказались однозначными. Таким образом, было показано, что композиционные материалы ”биокерамика–никелид титана” являются биосовместимыми.

 

 

Многофункциональное биоактивное наноструктурное покрытие.

Одной из актуальных проблем современной медицинской техники является разработка новых биоматериалов, способных существенно ускорить адаптацию искусственных имплантатов к живым тканям и значительно увеличить время их службы. Для этого необходимо объединить преимущества материалов с различными свойствами, такими как биосовместимость, биоактивность, гидрофильность, износо- и коррозионная стойкость, высокая усталостная прочность, низкий модуль упругости и коэффициент трения, высокая износостойкость.

Модифицирование поверхности металлических имплантатов путем нанесения многофункциональных биоактивных наноструктурных покрытий (МБНП) позволяет преодолеть указанные недостатки и получить имплантаты нового поколения с высоким комплексом химических, механических, трибологических и биологических свойств.

МБНП являются новым классом  материалов, обладающих уникальным сочетанием свойств, а их составы и технология получения защищены отечественными и зарубежными патентами. МБНП незаменимы для создания нового поколения гибридных  биосовместимых материалов – ортопедических и дентальных имплантатов, имплантатов для черепно-челюстно-лицевой хирургии, фиксации шейного и поясничного отделов позвоночника и др. МБНП относятся к многофункциональным материалам, способным не только обеспечить высокие биологические свойства, но и повысить химические, механические и трибологические характеристики всего имплантата в целом.

 

Рисунок . Имплантаты с МБНП  

 

Коммерциализация МБНП позволит придать новое качество существующим на рынке металлическим и полимерным имплантатам, усилит конкурентные преимущества отечественных производителей, позволит сократить койко-дни за счет снижения количества осложнений и сокращения повторных операций, приведет к снижению стоимости по сравнению с зарубежными  аналогами. Титановые имплантаты с  МБНП предназначены для использования  в ортопедии и стоматологии.

Имплантаты с покрытиями успешно прошли биологические, токсикологические, санитарно-химические и клинические  испытания, по результатам которых  зарегистрированы технические условия  и получены регистрационные удостоверения на имплантаты титановые с многофункциональными биоактивными наноструктурными покрытиями для черепно-челюстно-лицевой хирургии, хирургии позвоночника, эндопротезирования тазобедренного сустава, разрешающие производство, продажу и применение на территории России.

Полученные МБНП обладают уникальным сочетанием свойств, необходимых  для многофункциональных биоматериалов, работающих под нагрузкой: высокая  твердость, низкий модуль упругости, высокая  адгезионная прочность, низкий коэффициент трения, высокая износостойкость, высокая стойкость к упругой деформации разрушения и пластической деформации, высокая усталостная прочность, гидрофильность, отрицательный заряд поверхности в физиологической среде, положительный потенциал коррозии, биосовместимость, отсутствие токсичности и биоактивность, обеспечивающие существенное ускорение остеоинтеграции.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Заключение.

 

Композиционные материалы  постепенно занимает все большее  место в нашей жизни. Уже достаточно трудно представить современную  стоматологию без композитных материалов. Области применения композиционных материалов многочисленны. Кроме авиационно-космической, ракетной и других специальных отраслей техники, они могут быть успешно  применены в энергетическом турбостроении, в автомобильной и горнорудной, металлургической промышленности, в  строительстве и т.д. Диапазон применения этих материалов увеличивается день ото дня и сулит еще много  интересного. Можно с уверенностью сказать, что это материалы будущего.