Интрамедуллярный стержень с покрытием из алмазоподобного углерода
Полезная модель относится к медицине, а именно к погружным фиксирующим устройствам интрамедуллярного остеосинтеза и может быть использована в травматологии и ортопедии при оперативном лечении переломов трубчатых костей. Конструкция представлена интрамедуллярным стержнем, поверхность которого покрыта слоем твердого аморфного алмазоподобного углерода толщиной 0,5-1,5 мкм под которым расположен промежуточный адгезионный слой, выполненный из титана или его соединений с углеродом, толщина которого составляет 0,05-0,15 мкм. Обеспечивается повышение прочности и трибологических свойств поверхности стержня, ее биосовместимости, что препятствует развитию асептического некроза и резорбции костной ткани. Илл.
Полезная модель относится к медицине, а именно к погружным фиксирующим устройствам интрамедуллярного остеосинтеза и может быть использована в травматологии и ортопедии при оперативном лечении переломов трубчатых костей.
Исходя из опыта применения интрамедуллярных фиксаторов, одной из проблем погружного остеосинтеза является развитие резорбции костной ткани в ответ на компоненты металлов, входящих в состав фиксатора. Известно, что при коррозии металлофиксаторов, содержащих железо, идет накопление ионов железа в лимфоидных органах (Гюнтер В.Э. // Росс, вестн. дентал. имплантол. 2003. 
2). Кроме этого, учитывая усилия, направленные на введение интрамедуллярного стержня, необходимо обеспечить уменьшение коэффициента трения и упрочение поверхности материала стержня, и, следовательно, уменьшить вероятность попадания в живую ткань металлических частиц износа.
Известны конструкции позволяющие провести интрамедуллярный остеосинтез костей (патент РФ 2149598, 2000). Открытым или полузакрытым путем данный стержень вводится в костномозговой канал, эффективно соединяя костные отломки.
Однако данная конструкция, выполненная из сплава на основе железа или титана, введенная в трубчатую кость, не исключают попадания в живую ткань металлических частиц износа. Кроме того, возможно развитие резорбции костной ткани вследствие постоянного контакта с металлической поверхностью стержня в организме пациента.
Известен, например, стержень интрамедуллярный, используемый в операциях остеосинтеза трубчатых костей (каталог НПИО МеДеТаль - http://www.medetal.ru/node/53), выполненный из сплава на основе титана и обладающий стойкостью к усталостным переломам. Однако покрытие стержня имеет недостаточно высокую твердость и невысокую адгезию к поверхности основного материала, кроме того при использовании стержня не исключается развитие резорбции костной ткани.
Технический результат - создание усовершенствованного интрамедуллярного стержня с покрытием, повышающим прочностные свойства его поверхности нейтральность к контактирующим с ней тканям и позволяющим тем самым предотвратить возможную коррозию металла и резорбцию костной ткани.
Для решения поставленной задачи интрамедуллярный стержень, выполненный из сплава титана или из сплава на основе железа, согласно полезной модели, выполнен с покрытием из твердого аморфного алмазоподобного углерода толщиной 0,5-1,5 мкм, под которым расположен промежуточный адгезионный слой, выполненный из титана или его соединений с углеродом толщиной 0,05-0,15 мкм для усиления сцепления покрытия с основным материалом винта.
Снабжение поверхности интрамедуллярного стержня покрытием из твердого аморфного алмазоподобного углерода толщиной 0,5-1,5 мкм позволяет произвести упрочнение рабочей части (твердость поверхности интрамедуллярного стержня с нанесенным покрытием составляет 7000-10000 кг\см2 при коэффициенте трения не более 0,1), а сам углерод обеспечивает максимальную нейтральность к окружающим тканям организма (Lifshits. Diamond-like carbon - present status. Diamond and related materials 8 (1999) 1659-1676, Cui F.Z., Li D.J. A review of investigations on biocompatibility of diamond-like carbon and carbon nitride films. Surface and Coatings Technology 131 (2000) 481-487). Материал покрытия интрамедуллярного стержня является не токсичным и биологически совместимым с окружающими тканями (доказано авторами при доклинических и токсикологических исследованиях). Наличие промежуточного слоя обеспечивает наилучшее химическое взаимодействие между материалом, из которого выполнен стержень (стандартный стержень: сплав титана марки BT 14 или сплав на основе железа 12X18H9T) и твердым аморфным алмазоподобным углеродом, а его толщина является оптимальной для обеспечения прочной адгезии. Покрытие может быть нанесено на стержень известными способами, например, используя плазменный метод или конденсацию ионов углерода с энергией 100 эВ, образующихся при магнетронном или дуговом распылении графита (патент РФ 2360032, патент РФ 80743).
Интрамедуллярный стержень представляет собой стержень стандартной конструкции, изготовленный из сплава титана марки BT 14 или из сплава на основе железа 12X18H9T, который имеет покрытие из двух слоев: промежуточный адгезионный слой толщиной 0,05-0,15 мкм, выполненный из титана или его соединений с углеродом и слой из твердого аморфного алмазоподобного углерода толщиной 0,5-1,5 мкм. На Фиг.1 Представлены интрамедуллярные стержни для большеберцовой кости (а), для высоких и низких переломов большеберцовой кости (б) и бедренной кости (в).
Оперативное вмешательство выполняют по стандартной технологии, не отличающейся от введения стержня без покрытия.
Использование интрамедуллярного стержня имеющего покрытие из твердого аморфного алмазоподобного углерода позволит избежать развития асептического некроза и резорбции костной ткани, повышаются прочностные и трибологические свойства поверхности стержня. При этом не усложняется операционный прием и не увеличивается травматичность операции.
Интрамедуллярный стержень, выполненный из сплава титана или из сплава на основе железа, отличающийся тем, что он выполнен с покрытием из твердого аморфного алмазоподобного углерода толщиной 0,5-1,5 мкм, под которым расположен промежуточный адгезионный слой, выполненный из титана или его соединений с углеродом, толщиной 0,05-0,15 мкм для усиления сцепления покрытия с основным материалом стержня.
