Преимущество шовного материала с карбиновым покрытием

- высокая биосовместимость,

- отсутствие капиллярных (фитильных) свойств,

- низкие поверхностные абсорбционные свойства,

- хорошие манипуляционные свойства,

- прочность и надежность вязания узлов,

- наличие устойчивой цветности,

- технологический процесс получения карбилановой нити прост и не требует дорогостоящих затрат.

Формула изобретения

Хирургический шовной материал на основе синтетической мононити из поливинилиденгалогенида, отличающийся тем, что нить имеет полимерное покрытие, представляющее собой одномерный углерод карбин.[6]

8. Способ получения тромборезистивного биосовместимого материала на основе карбина

Суть изобретения

Изобретение относится к медицине, а именно, к способам получения материала, обладающего тромборезистентными и биосовместимыми свойствами, который может быть использован в общей и сосудистой хирургии, например, в качестве шовного материала или имплантанта. Способ получения биосовместимого материала основан на диспергировании поливинилиденфторида насыщенным раствором гидроокиси калия в смеси метилового спирта с ацетоном при массовом их соотношении 10:90 и при температуре 18 - 20^oС в течение 20-50 мин с одновременным воздействием ультразвукового поля. Полученный тромборезистентный биосовместимый материал может быть в виде волокнистого и пленочного материала на основе карбина и может быть использован в общей и сосудистой хирургии в качестве, например, шовного материала или имплантанта. Экспериментальные исследования образцов, выполненных из материала, изготовленных заявляемым способом, имплантированных в печень, поджелудочную железу, желудок, а также использованных в качестве сосуда, сплетенного из нити, выполненного из этого материала, с последующим проведением гистологических исследований на различных стадиях эксперимента подтвердили высокие тромборезистентные и биосовместимые свойства этого материала.

Описание изобретения

Изобретение относится к медицине, а именно к способам получения материала, обладающего тромборезистентными и биосовместимыми свойствами, который может быть использован в общей и сосудистой хирургии, например, шовного материала или имплантанта.

Известен способ повышения тромборезистентности материалов (патент СССР N 2012373, МКИ A 61 L 33/00). Способ заключается в том что проводят экстракцию ингредиентов из материалов промывкой растворителем, выбранным из группы одноатомных нормальных спиртов с C1-C3 и ацетона, сушат, обрабатывают серным ангидридом в смеси с инертным к серному ангидриду газом или газами, обрабатывают основанием, удаляют продукты реакции вакуумированием или потоком инертной к материалу среды.

К недостаткам этого способа следует отнести то, что материалы, обработанные этим способом, обладают низкимибиосовместимостью и тромборезистентностью, что объясняется тем, что экстракция ингредиентов из термопластов, которые сами по себе недостаточно тромборезистентны, с последующим удалением продуктов реакции вакуумированием или потоком инертного газа, только частично очищают термопласт от низкомолекулярных органических соединений.

Известен способ получения двухслойных ориентированных волокон и пленок на основе полиэтилена и привитого карбина. Способом радиационной полимеризацией винилиденхлорида из газовой фазы на вытянутых полиолефиновых волокнах или пленках формируют наружный слой привитого полимера (ПВДХ) также ориентированного вдоль оси вытяжки исходных образцов. Привитые материалы обрабатывают амидомнатрия в жидком аммиаке при T=-30^oC. Такая обработка приводит к глубокому дегидрохлорированиюполивинилиденхлорида и получению фрагментов линейной модификации углерода карбина. В результате такой обработки получают двухслойные волокна и пленки, внутренний слой которых представляет собой исходный ориентированный полиолефин (полиэтилен или полипропилен) с полностью сохранившейся исходной структурой, а наружный слой (30 мас.%) - карбин.

Недостатком этого способа получения тромборезистентных и биосовместимых волокон и пленок с карбином являются его высокая стоимость и технологическая сложность, кроме того, этот способ является экологически вредным.

Эти недостатки определяются необходимостью радиационного воздействия, необходимостью обработки амидом натрия при T=-30^oC являющегося взрывоопасным. Материал, полученный этим способом, обладает повышенной жесткостью, которая может оказывать травмирующее действие на живую ткань, уменьшая в результате его биосовместимость.

Наиболее близким аналогом этого технического решения является способ получения материала на основе карбина, который заключается в том, что в качестве исходного полимера для синтеза карбина был использован поливинилиденфторид (ПВДФ), который из ряда поливинилиденгалогенидов (ПВДГ) является наиболее перспективным исходным полимером с точки зрения получения изделий из карбина благодаря лучшей растворимости ПВДФ.

Способ получения материала на основе карбина заключается в осуществлении эффективного дигидрофторирования ПВДФ дигидрогалогенирующей системой, представляющей собой смесь насыщенного раствора гидроокиси калия (КОН) в этаноле с ацетоном в соотношении 10:90. Эта система позволяет достаточно быстро проводить дегидрофторирование ПВДФ, что может быть подтверждено данными рентгеновской фотоэлектронной спектроскопии.

Недостаток известного способа заключается в том, что материал, полученный этим способом, обладает недостаточными тромборезистентными и биосовместимыми свойствами, что определяется тем, что обработка ПВДФ насыщенным раствором калия приводит к недостаточномудегидрофторированию, в результате на поверхности материала присутствует фтор (7%), что ухудшает тромборезистентные и биосовместимые свойства материала. Кроме этого, использование в известном способе этилового спирта приводит к изменению цвета раствора, что связано с осмолением щелочного раствора и приводит к дополнительному загрязнению поверхности, уменьшению глубины проникновения раствора, а следовательно, к дополнительному ухудшению тромборезистентных и биосовместимых свойств, а также ухудшению воспроизводимости результатов.

Общими признаками известного и данного способов является - обработка поливинилиденфторида насыщенным раствором щелочного металла в смеси спирта с ацетоном при массовом соотношении 10:90. Сущность заявляемого способа заключается в том, что обработку поливинилиденфторида осуществляют насыщенным раствором гидроокиси натрия в смеси метилового спирта с ацетоном при массовом соотношении 10:90 при температуре 18 - 20^oC в течение 20 - 50 мин с одновременным воздействием ультразвукового поля.

Технический результат, который достигается при реализации этого способа - повышение биосовместимых и тромборезистентных свойств получаемого материала, а также повышение технологичности способа. Достигаемый технический результат определяется тем, что обработка поливинилиденфторида насыщенного раствора гидроокиси натрия в смеси метилового спирта с ацетоном полностью устраняет фтор, присутствующий в материале, тем самым обеспечивается более глубокое образование (до 100%) карбонового слоя, при этом температурные и временные параметры являются оптимальными и дополнительно повышают технологичность способа, а воздействие ультразвукового поля предотвращает осаждение продуктов осмоления и кристаллов соли, что приводит к формированию более одновременной структуры материалы.

Пример 1

В ультразвуковую ванну помещают 500 м волокна из поливинилиденфторида диаметром 50 мкм, намотанного на цилиндр из нержавеющей стали. Приливают 500 мл насыщенного раствора едкого калия в смеси метилового спирта с ацетоном (0:100 мас.% соответственно). Дегидрогалогенирование производят при облучении ультразвуком при частоте 1 мГц, мощностью 60 Вт при температуре 20^oC в течение 30 мин. Промывают дистиллированной водой. Образование карбина не происходит по всей глубине нити.

Пример 2

В ультразвуковую ванну помещают 500 м волокна из поливинилиденфторида диаметром 50 мкм, намотанного на цилиндр из нержавеющей стали. Приливают 500 мл насыщенного раствора едкого калия в смеси метилового спирта с ацетоном (10:90 мас.% соответственно). Дегидрогалогенирование производят при облучении ультразвуком при частоте 1 мГц, мощностью 60 Вт при температуре 20^oC в течение 30 мин. Промывают дистиллированной водой. Образование карбина проходит по всей глубине нити на 99%.

Пример 3

В ультразвуковую ванну помещают 500 м волокна из поливинилиденфторида диаметром 50 мкм, намотанного на цилиндр из нержавеющей стали. Приливают 500 мл насыщенного раствора едкого калия в смеси метилового спирта с ацетоном (20:80 мас.% соответственно). Дегидрогалогенирование производят при облучении ультразвуком при частоте 1 мГц, мощностью 60 Вт при температуре 20^oC в течение 30 мин. Промывают дистиллированной водой. Образование карбина проходит по всей глубине нити на 87%.

Пример 4

В ультразвуковую ванну помещают 500 м волокна из поливинилиденфторида диаметром 50 мкм, намотанного на цилиндр из нержавеющей стали. Приливают 500 мл насыщенного раствора едкого калия в смеси метилового спирта с ацетоном (40:60 мас.% соответственно). Дегидрогалогенирование производят при облучении ультразвуком при частоте 1 мГц, мощностью 60 Вт при температуре 20^oC в течение 30 мин. Промывают дистиллированной водой. Образование карбина проходит по всей глубине нити на 61%.

Пример 5

В ультразвуковую ванну помещают 500 м волокна из поливинилиденфторида диаметром 50 мкм, намотанного на цилиндр из нержавеющей стали. Приливают 500 мл насыщенного раствора едкого калия в смеси метилового спирта с ацетоном (10:90 мас.% соответственно). Дегидрогалогенирование производят при облучении ультразвуком при частоте 1 мГц, мощностью 60 Вт при температуре 20^oC в течение 30 мин. Промывают дистиллированной водой. Образование карбина проходит по всей глубине нити на 10%.

Пример 6 (сравнительный)

В ультразвуковую ванну помещают 500 м волокна из поливинилиденфторида диаметром 50 мкм намотанного на цилиндр из нержавеющей стали. Приливают 500 мл насыщенного раствора едкого калия в смеси метилового спирта с ацетоном (10:90 мас.% соответственно). Дегидрогалогенирование производят при температуре 20^oC в течение 30 мин без ультразвука. Промывают дистиллированной водой. Образование карбида проходит по всей глубине нити на 90%.

Способ получения тромборезистентного биосовместимого материала заключается в получении волокнистого и пленочного материала на основе карбина и может быть использован в общей и сосудистой хирургии в качестве, например, шовного материала или имплантанта.

Экспериментальные исследования образцов, выполненных из материала, изготовленных заявленным способом, имплантированных в печень, поджелудочную железу, желудок, а также использованных в качестве сосуда, сплетенного из нити, выполненного из этого материала, с последующим проведением гистологических исследований на различных стадиях эксперимента подтвердили высокие тромборезистентные и биосовместимые свойства этого материала.

Формула изобретения

Способ получения тромборезистентного биосовместимого материала путем диспергирования поливинилиденфторида насыщенным раствором щелочного металла в смеси спирта с ацетоном при их массовом соотношении 10 : 90, отличающийся тем, что диспергирование осуществляют при 18 - 20oC в течение 20 - 50 мин с одновременным воздействием ультразвукового поля, при этом в качестве спирта используют метиловый спирт, а раствора щелочного металла - раствор гидроокиси натрия.[7]

Заключение

Таким образом, применение карбина является очень важным для медицины.

Карбин и карбиноподобные вещества – удивительные технологические материалы. Благодаря комплексу уникальных физических и химических свойств, известных к настоящему времени и не проявляющихся у графита и алмаза, они могут широко использоваться в различных областях, включая микроэлектронику на моноуглеродной основе, термоядерный синтез, технологии получения чистых алмазов без металлических примесей.

Карбинтакже нашел применение в электронике, космонавтике, авиации и медицине. Перспективно его применение в оптике, микроволновой и электрической технологиях, в конструкциях источников тока и пр. Во всех этих областях ключевое значение имеет высокая стабильность материала.

С учетом высокой биологической совместимости и нетоксичностикарбина особенно важное значение приобретает его применение в медицинских технологиях.

Была разработана технология волокна «Витлан» с карбиновым покрытием, из которого были созданы протезы кровеносных сосудов, прочных, эластичных, нетоксичных, с высокими тромборезистивными свойствами.

Работы по применению карбина для медицинских целей успешно продолжаются и сейчас.

Приложение

1)

Зигзагообразное строение

углеродных цепочек в α- и β-карбине

2)

Кристаллические структуры аллотропных модификаций углерода: a — алмаз, b — графит, c — лонсдейлит (гексагональный алмаз), d — карбин, e — фуллерен C₆₀, f — аморфный углерод, g — одностеннаяуглероднаянанотрубка.

Список используемых источников

1. www.medeng.ru

2. Кудрявцев Ю.П., Евсюков С.Е., Гусева М.Б., Бабаев В.Г., Хвостов В.В. Карбин – третья аллотропная форма углерода, Известия АН. Сер. Химическая, 1993.

3. Сладков А.М. Карбин – третья аллотропная форма углерода. М.: Наука, 2003.

4. Сладков А.М., Кудрявцев Ю.П. Алмаз, графит, карбин – аллотропные формы углерода. Природа, 1969.

5. Сладков А.М., Касаточкин В.И., Коршак В.В., Кудрявцев Ю.П. Диплом на открытие № 107. Бюлл. изобрет., 1972, № 6.

6. Патент РФ №2076739.

7. Патент РФ №2115438

25