close

Вход

Забыли?

вход по аккаунту

?

способ изготовления полимерных деталей трения скольжения из сверхвысокомолекулярного полиэтилена для искусственных эндопротезов

код для вставки
РОССИЙСКАЯ ФЕДЕРАЦИЯ
(19)
RU
(11)
2 300 537
(13)
C1
(51) МПК
C08J
C08L
B29C
A61L
5/16 (2006.01)
23/06 (2006.01)
43/00 (2006.01)
27/14 (2006.01)
ФЕДЕРАЛЬНАЯ СЛУЖБА
ПО ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНОЙ СОБСТВЕННОСТИ,
ПАТЕНТАМ И ТОВАРНЫМ ЗНАКАМ
(12)
ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К ПАТЕНТУ
(21), (22) За вка: 2005140112/04, 22.12.2005
(24) Дата начала отсчета срока действи патента:
22.12.2005
(45) Опубликовано: 10.06.2007 Бюл. № 16
C 1
R U
2 3 0 0 5 3 7
СВЕРХВЫСОКОМОЛЕКУЛЯРНОГО ПОЛИЭТИЛЕНА ДЛЯ ИСКУССТВЕННЫХ ЭНДОПРОТЕЗОВ
(57) Реферат:
Способ может быть использован в детал х
трени скольжени из сверхвысокомолекул рного
полиэтилена дл искусственных эндопротезов. При
изготовлении
полимерной
детали
исходный
порошок сверхвысокомолекул рного полиэтилена
предварительно
подвергают
термической
обработке в сверхкритическом диоксиде углерода
при температуре 40-140°С и удельном давлении
15-25 МПа в течение 2-4 часов. После чего
порошок прессуют при 190-200 °С и удельном
давлении
10-60
МПа
и
осуществл ют
механическую доводку размеров полимерной
детали. Причем в качестве исходного порошка
используют сверхвысокомолекул рный полиэтилен
с молекул рной массой (6-10,5) Ч10 6 дальтон и
размерами частиц 5-250 мкм. Кроме того, состав
исходного
порошка
может
дополнительно
содержать 0,05-0,15 мас.% меди, серебра или
железа с размерами их частиц 10-100 нм.
Полученные
полимерные
детали
трени скольжени позвол ют достичь пониженный
коэффициент трени при скольжении по контртелу,
выполненному из биологически инертного сплава,
низкий относительный износ как материала детали
эндопротеза, так и контртела - титанового сплава,
повысить
стабильность
структуры
сверхвысокомолекул рного
полиэтилена,
микротвердость
как
по
всему
объему
изготавливаемой детали, так и на се поверхности
трени скольжени , повысить краевой угол
смачивани , а также свести к минимуму
механическую прецизионную доводку размеров
детали. 1 з.п. ф-лы.
(56) (продолжение):
сверхкритического диоксида углерода. - Всероссийска конференци с международным участием, Улан-Уде,
20-27 авг., 2002: Тезисы докладов. Улан-Уде: изд-во БНЦ СО РАН. 2002, с.151.
Страница: 1
RU
C 1
(54) СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ПОЛИМЕРНЫХ ДЕТАЛЕЙ ТРЕНИЯ СКОЛЬЖЕНИЯ ИЗ
2 3 0 0 5 3 7
Адрес дл переписки:
119991, Москва, ГСП-1, ул. Вавилова, 28,
ИНЭОС им. А.Н. Несме нова, А.П. Краснову
(73) Патентообладатель(и):
Институт элементоорганических соединений им.
А.Н. Несме нова Российской Академии Наук
(ИНЭОС РАН) (RU),
Государственное образовательное учреждение
высшего профессионального образовани Московский Государственный медикостоматологический университет Министерства
здравоохранени Российской Федерации
(МГМСУ) (RU)
R U
(56) Список документов, цитированных в отчете о
поиске: Краснов А.П. и др. Трение и свойства
СВМПЭ, обработанного сверхкритическим
диоксидом углерода. Международный научный
журнал «Трение и износ». Республика Беларусь,
г.Гомель, 2003, том 24, №4, с.429-435. US
2003/0125401 A1, 03.07.2003. 2003-20 CH17
ВИНИТИ [ISSN 15610-7866] реферат,
ЗАЛЕПУГИН Д.Ю. Свойства поверхности СВМПЭ,
подвергнутого воздействию (см. прод.)
(72) Автор(ы):
Краснов Александр Петрович (RU),
Саид-Галиев Эрнест Ефимович (RU),
Топольницкий Орест Зиновьевич (RU),
Афоничева Ольга Владимировна (RU),
Николаев Александр Юрьевич (RU),
Воложин Александр Ильич (RU),
Соловьева Вера Александровна (RU),
Шорстов Яков Викторович (RU),
Чечель Михаил Алексеевич (RU),
Хохлов Алексей Ремович (RU)
RUSSIAN FEDERATION
(19)
RU
(11)
2 300 537
(13)
C1
(51) Int. Cl.
C08J
C08L
B29C
A61L
5/16 (2006.01)
23/06 (2006.01)
43/00 (2006.01)
27/14 (2006.01)
FEDERAL SERVICE
FOR INTELLECTUAL PROPERTY,
PATENTS AND TRADEMARKS
(12)
ABSTRACT OF INVENTION
(21), (22) Application: 2005140112/04, 22.12.2005
(24) Effective date for property rights: 22.12.2005
(45) Date of publication: 10.06.2007 Bull. 16
(73) Proprietor(s):
Institut ehlementoorganicheskikh soedinenij
im. A.N. Nesmejanova Rossijskoj Akademii Nauk
(INEhOS RAN) (RU),
Gosudarstvennoe obrazovatel'noe uchrezhdenie
vysshego professional'nogo obrazovanija
Moskovskij Gosudarstvennyj medikostomatologicheskij universitet Ministerstva
zdravookhranenija Rossijskoj Federatsii
(MGMSU) (RU)
R U
2 3 0 0 5 3 7
SUPERHIGH-MOLECULAR WEIGHT POLYETHYLENE FOR ARTIFICIAL ENDOPROSTHESES
(57) Abstract:
FIELD: polymer materials.
SUBSTANCE: when manufacturing polymeric part,
original superhigh-molecular weight polyethylene
powder
is
preliminarily
subjected
to
heat
treatment in overcritical carbon dioxide at 40-140 °C
and specific pressure 15-25 MPa for 2-4 h,
whereupon powder is compacted at 190-200°C and
specific pressure 10-60 MPa and polymeric part is
mechanically
adjusted.
More
specifically,
superhigh-molecular weight polyethylene utilized
has molecular mass (6-10.5)x106 Dalton and its
powder has particle size 5 to 250 µm. Powder may
further contain 0.05-0.15 wt % silver or iron
with particle size 10 to 100 nm. Polymeric
kinetic
friction
parts
thus
obtained
allow
lowered coefficient of friction to be attained
when sliding along a counterbody made from
biologically inert alloy as well as low relative
wear of both prosthesis part material and
counterbody
(titanium-based
alloy),
increased
structural
stability
of
superhigh-molecular
weight
polyethylene,
microhardness
both
throughout the whole volume of manufactured part
and on its kinetic friction surface, increased
limiting wetting angle, and minimized mechanical
precision adjustment of part dimensions.
EFFECT: improved consumer's quality of kinetic
friction parts.
2 cl, 3 ex
Страница: 2
EN
C 1
(54) METHOD OF MANUFACTURING POLYMERIC KINETIC FRICTION PARTS MADE FROM
2 3 0 0 5 3 7
C 1
Mail address:
119991, Moskva, GSP-1, ul. Vavilova, 28,
INEhOS im. A.N. Nesmejanova, A.P. Krasnovu
R U
(72) Inventor(s):
Krasnov Aleksandr Petrovich (RU),
Said-Galiev Ehrnest Efimovich (RU),
Topol'nitskij Orest Zinov'evich (RU),
Afonicheva Ol'ga Vladimirovna (RU),
Nikolaev Aleksandr Jur'evich (RU),
Volozhin Aleksandr Il'ich (RU),
Solov'eva Vera Aleksandrovna (RU),
Shorstov Jakov Viktorovich (RU),
Chechel' Mikhail Alekseevich (RU),
Khokhlov Aleksej Removich (RU)
RU 2 300 537 C1
5
10
15
20
25
30
35
40
45
50
Изобретение относитс к области химии полимеров, а именно к способам изготовлени полимерных деталей трени скольжени из сверхвысокомолекул рного полиэтилена дл искусственных эндопротезов.
Известен способ изготовлени полимерных деталей трени скольжени из
сверхвысокомолекул рного полиэтилена дл искусственных эндопротезов, включающий
прессование полимерной детали из исходного порошка сверхвысокомолекул рного
полиэтилена при температуре 190-200°С и удельном давлении 10-60 МПа и последующую
механическую доводку размеров полимерной детали (см. Краснов А.П. и др. Трение и
свойства СВМПЭ, обработанного сверхкритическим диоксидом углерода. Международный
научный журнал «Трение и износ». Республика Беларусь, г.Гомель, 2003, том 24, №4,
с.429-435).
Однако изготовленные известным способом полимерные детали трени скольжени из
сверхвысокомолекул рного полиэтилена дл искусственных эндопротезов имеют
следующие недостатки:
- имеют повышенный коэффициент трени при трении скольжени по контртелу,
выполненному из биологически инертного сплава, например титанового сплава марки
Ti6Al4V (0,22-0,23),
- имеют недостаточно стабильную структуру поверхностного сло детали из
сверхвысокомолекул рного полиэтилена,
- имеют недостаточную микротвердость как по всему объему изготавливаемой детали,
так и на ее поверхности трени скольжени (Нµ=2,5 МПа),
- имеют низкий краевой угол смачивани (60-67°),
- высокий относительный износ как материала детали эндопротеза, так и контртела титанового сплава.
Задачей изобретени вл етс создание способа изготовлени полимерных деталей
трени скольжени из сверхвысокомолекул рного полиэтилена дл искусственных
эндопротезов.
Техническим результатом вл етс пониженный коэффициент трени при трении
скольжени по контртелу, выполненному из биологически инертного сплава, например
титанового сплава марки Ti6Al4V, низкий относительный износ как материала детали
эндопротеза, так и контртела - титанового сплава, повышенна стабильность структуры
сверхвысокомолекул рного полиэтилена, высока микротвердость как по всему объему
изготавливаемой детали, так и на ее поверхности трени скольжени , высокий краевой
угол смачивани , а также сведение к минимуму механической прецизионной доводки
размеров изготавливаемого эндопротеза за счет улучшени текучести и прессуемости
исходного порошка сверхвысокомолекул рного полиэтилена.
Технический результат достигаетс использованием способа изготовлени полимерных
деталей трени скольжени из сверхвысокомолекул рного полиэтилена дл искусственных
эндопротезов, включающий прессование полимерной детали из исходного порошка
сверхвысокомолекул рного полиэтилена при температуре 190-200°С и удельном давлении
10-60 МПа и последующую механическую доводку размеров полимерной детали, причем
исходный порошок сверхвысокомолекул рного полиэтилена подвергают термической
обработке в сверхкритическом диоксиде углерода при температуре 40-140°С и удельном
давлении 15-25 МПа в течение 2-4 часов перед прессованием из него полимерной детали,
при этом в качестве исходного порошка используют сверхвысокомолекул рный полиэтилен
с молекул рной массой (6-10,5)Ч10 6 дальтон и размерами частиц 5-250 мкм. При этом в
качестве исходного используют порошок сверхвысокомолекул рного полиэтилена,
дополнительно содержащий 0,05-0,15 мас.% меди, серебра или железа с размерами их
частиц 10-100 нм.
Среди существенных признаков, характеризующих способ изготовлени полимерных
деталей трени скольжени из сверхвысокомолекул рного полиэтилена дл искусственных
протезов, отличительными вл ютс :
- выполнение термической обработки исходного порошка сверхвысокомолекул рного
Страница: 3
DE
RU 2 300 537 C1
5
10
15
20
25
30
35
40
45
50
полиэтилена в сверхкритическом диоксиде углерода при температуре 40-140°С и удельном
давлении 15-25 МПа в течение 2-4 часов перед прессованием из него полимерной детали,
- использование в качестве исходного порошка сверхвысокомолекул рного полиэтилена
с молекул рной массой (6-10,5)Ч10 6 дальтон и размерами частиц 5-250 мкм,
- использование в качестве исходного порошка сверхвысокомолекул рного полиэтилена,
дополнительно содержащего 0,05 - 0,15 мас.% меди, серебра или железа с размерами их
частиц 10-100 нм.
Способ осуществл етс следующим образом. Исходный порошок
сверхвысокомолекул рного полиэтилена с молекул рной массой (6-10,5)Ч10 6 дальтон и
размерами частиц от 5 до 250 мкм перед прессованием подвергаетс термической
обработке в сверхкритическом диоксиде углерода при температуре 40-140°С и удельном
давлении 15-25 МПа в течение 2-4 часов. При этом в качестве исходного используетс также порошок сверхвысокомолекул рного полиэтилена, дополнительно содержащий 0,050,15 мас.% меди, серебра или железа с размерами их частиц 10-100 нм. Затем из
обработанного в сверхкритическом диоксиде углерода порошка сверхвысокомолекул рного
полиэтилена изготавливаетс прессованием в пресс-форме полимерна деталь
искусственного эндопротеза при температуре 190-200°С и удельном давлении 10-60 МПа,
котора проходит минимальную механическую прецизионную доводку размеров
поверхности трени скольжени .
Экспериментальные и натурные испытани предложенного способа изготовлени полимерных деталей трени скольжени из сверхвысокомолекул рного полиэтилена дл искусственных протезов показали его высокую эффективность. Способ при своем
использовании обеспечивает на изготовленной детали пониженный коэффициент трени (0,15-0,21) при трении скольжени по контртелу, выполненному из биологически
инертного титанового сплава, например, марки Ti6Al4V, низкий относительный износ как
материала детали эндопротеза, так и контртела - титанового сплава, повышенную
стабильность структуры сверхвысокомолекул рного полиэтилена, высокую микротвердость
(Нµ=3,6-3,9 МПа) как по всему объему изготавливаемой детали, так и на ее поверхности
трени скольжени , высокий краевой угол смачивани (76-80°). При этом предложенный
способ обеспечивает сведение к минимуму механической прецизионной доводки размеров
изготавливаемого эндопротеза за счет отсутстви воздействи сверхкритического
диоксида углерода на поверхность детали, улучшени текучести и прессуемости исходного
порошка сверхвысокомолекул рного полиэтилена. Одновременно было установлено, что с
использованием предложенного способа улучшены самосмазывающиес свойства
поверхности трени скольжени , также достигнуто повышение стерильности
изготавливаемой детали трени скольжени эндопротеза, поскольку вс масса пресскомпозиции предварительно подвергалась воздействию сверхкритического диоксида
углерода.
Реализаци предложенного способа изготовлени полимерных деталей трени скольжени дл искусственных эндопротезов иллюстрируетс следующими практическими
примерами.
Пример 1. Исходный порошок сверхвысокомолекул рного полиэтилена с молекул рной
массой 6Ч10 6 дальтон и размерами частиц от 5 до 25 мкм перед прессованием подвергли
термической обработке в сверхкритическом диоксиде углерода при температуре 40°С и
удельном давлении 25 МПа в течение 4 часов. Затем из обработанного в сверхкритическом
диоксиде углерода порошка сверхвысокомолекул рного полиэтилена изготовили
прессованием в пресс-форме полимерную деталь искусственного эндопротеза при
температуре 200°С и удельном давлении 10 МПа, которую затем подвергли минимальной
механической прецизионной доводке размеров поверхности трени скольжени . Готова полимерна деталь искусственного эндопротеза имеет следующие свойства: коэффициент
трени при трении скольжени по контртелу, выполненному из биологически инертного
титанового сплава марки Ti6Al4V, составл ет 0,21, повышенна стабильность структуры
Страница: 4
RU 2 300 537 C1
5
10
15
20
25
30
35
сверхвысокомолекул рного полиэтилена детали обеспечила снижение относительного
износа материала детали эндопротеза на 12% и контртела - титанового сплава на 10%,
микротвердость детали эндопротеза составл ет как по всему объему изготавливаемой
детали, так и на ее поверхности трени скольжени Нµ=3,6 МПа, краевой угол смачивани равен 76°.
Пример 2. Исходный порошок сверхвысокомолекул рного полиэтилена с молекул рной
массой 10,5Ч10 6 дальтон и размерами частиц от 35 до 100 мкм перед прессованием
подвергли термической обработке в сверхкритическом диоксиде углерода при температуре
140°С и удельном давлении 15 МПа в течение 2 часов. Затем из обработанного в
сверхкритическом диоксиде углерода порошка сверхвысокомолекул рного полиэтилена
изготовили прессованием в пресс-форме полимерную деталь искусственного эндопротеза
при температуре 190°С и удельном давлении 30 МПа, которую затем подвергли
минимальной механической прецизионной доводке размеров поверхности трени скольжени . Готова полимерна деталь искусственного эндопротеза имеет следующие
свойства: коэффициент трени при трении скольжени по контртелу, выполненному из
биологически инертного титанового сплава марки Ti6Al4V, составл ет 0,15, повышенна стабильность структуры сверхвысокомолекул рного полиэтилена детали обеспечила
снижение относительного износа материала детали эндопротеза на 18% и контртела титанового сплава на 25%, микротвердость детали эндопротеза составл ет как по всему
объему изготавливаемой детали, так и на ее поверхности трени скольжени Нµ=3,8 МПа,
краевой угол смачивани равен 80°.
Пример 3. Исходный порошок сверхвысокомолекул рного полиэтилена с молекул рной
массой 10,5Ч10 6 дальтон и размерами частиц от 105 до 250 мкм и дополнительно
содержащий 0,1 мас.% серебра с размерами их частиц 10-100 нм перед прессованием
подвергли термической обработке в сверхкритическом двуоксиде углерода при
температуре 80°С и удельном давлении 20 МПа в течение 3 часов. Затем из обработанного
в сверхкритическом диоксиде углерода порошка сверхвысокомолекул рного полиэтилена
изготовили прессованием в пресс-форме полимерную деталь искусственного эндопротеза
при температуре 200°С и удельном давлении 60 МПа, которую затем подвергли
минимальной механической прецизионной доводке размеров поверхности трени скольжени . Готова полимерна деталь искусственного эндопротеза имеет следующие
свойства: коэффициент трени при трении скольжени по контртелу, выполненному из
биологически инертного титанового сплава марки Ti6Al4V, составл ет 0,19, повышенна стабильность структуры сверхвысокомолекул рного полиэтилена детали обеспечила
снижение относительного износа материала детали эндопротеза на 18% и контртела титанового сплава на 24%, микротвердость детали эндопротеза составл ет как по всему
объему изготавливаемой детали, так и на ее поверхности трени скольжени Нµ=3,9 МПа,
краевой угол смачивани равен 76°.
40
45
50
Формула изобретени 1. Способ изготовлени полимерных деталей трени скольжени из
сверхвысокомолекул рного полиэтилена дл искусственных эндопротезов, включающий
прессование полимерной детали из исходного порошка сверхвысокомолекул рного
полиэтилена при температуре 190-200°С и удельном давлении 10-60 МПа и последующую
механическую доводку размеров полимерной детали, отличающийс тем, что исходный
порошок сверхвысокомолекул рного полиэтилена подвергают термической обработке в
сверхкритическом диоксиде углерода при температуре 40-140°С и удельном давлении 1525 МПа в течение 2-4 ч перед прессованием из него полимерной детали, при этом в
качестве исходного порошка используют сверхвысокомолекул рный полиэтилен с
молекул рной массой (6-10,5)?10 6 дальтон и размерами частиц 5-250 мкм.
2. Способ по п.1, отличающийс тем, что в качестве исходного используют порошок
сверхвысокомолекул рного полиэтилена, дополнительно содержащий 0,05-0,15 мас.%
Страница: 5
CL
RU 2 300 537 C1
меди, серебра или железа с размерами их частиц 10-100 нм.
5
10
15
20
25
30
35
40
45
50
Страница: 6
Документ
Категория
Без категории
Просмотров
0
Размер файла
80 Кб
Теги
1/--страниц
Пожаловаться на содержимое документа