МЕТАЛЛИЧЕСКИЙ КОСТНЫЙ МИКРОШУРУП

Полезная модель относится к медицине, в частности к ортопедическим фиксационным устройствам для черепно-лицевого остеосинтеза, и может быть использована в комплекте с соответствующим типом пластин в качестве ортопедических фиксационных устройств, таких как гвозди и скрепки.
Наиболее близким к предлагаемой модели является металлический костный микрошуруп, цилиндрической формы с винтовой нарезкой, заборным конусом в нижней части и головкой со сферической опорной поверхностью и внутренним шестигранником под ключ [ГОСТ Р 50582 - 9].
Недостатком известного микрошурупа является то, что в качестве основы чаще всего служат титановые сплавы или нержавеющие стали. Титановые сплавы и нержавеющие стали содержат вредные для живого организма легирующие элементы, такие как никель, алюминий, ванадий и молибден. Перечисленные легирующие элементы способны спровоцировать воспалительные процессы и токсические реакции. Вторым недостатком известного микрошурупа является то, что головка имеет внутренний шестигранник под ключ. Шестигранные формы соответствующего микрошурупа близки к окружности, что повышает риск срыва головки.
Задача полезной модели: создание металического костного микрошурупа, имеющего высокую биосовместимость с человеческими тканями и надежность в использовании.
Поставленная задача решена за счет того, что металлический костный микрошуруп, также как и в прототипе, имеет винтовую нарезку, заборный конус в нижней части, головку со сферической опорной поверхностью в верхней части и выемку под ключ в головке микрошурупа.
Согласно полезной модели на внешнюю поверхность металлического костного микрошурупа нанесено кальций-фосфатное покрытие методом высокочастотного магнетронного распыления, головка выполнена или со сферической или с конической опорной поверхностью, а выемка под ключ в головке металлического костного микрошурупа выполнена в виде квадрата.
В качестве основы микрошурупа используют титан и его сплавы. С точки зрения лучшей биологической совместимости, более перспективными представляются вещества, относящиеся к группе "чистого" титана. Необходимо отметить, что "чистый" титан
является допущенным для введения в ткани организма в соответствии с международными стандартами [Золотаревский С.М. Механические свойства металлов: Учебник для вузов. 2-е изд. - М.: Металлургия, 1983. - 352 с.]. Самым прочным из рассмотренных материалов является сплав Ti-6Al-4V, что достигается за счет введения в его состав алюминия и ванадия. Нет никаких противоречий в применении данного материала из-за отсутствия каких-либо клинических противопоказаний, поскольку кальций-фосфатное покрытие предотвращает выход ионов металла из основы микрошурупа.
Кальций-фосфатные материалы относятся к группе естественных метаболитов кости и потому высокобиосовместимы, не вызывают отрицательных аллергических, иммунологических реакций.
Кальций-фосфатное покрытие, нанесенное высокочастотным магнетронным распылением, обладает следующими механическими свойствами: высокой твердостью 10 ГПа, модулем Юнга 113 ГПа, прочностью сцепления с подложкой выше, чем 100 МПа. Покрытия в соответствии с результатами, представленными в статье [Pichugin V.F., Surmenev R.A., et. al. The preparation of calcium phosphate coatings on titanium and nickel-titanium by rf-magnetron sputtered deposition: composition, structure and micromechanical properties // Surface and coatings technology, accepted 31 January 2008.], являются сплошными, беспористами, с 11-м классом шероховатости, обладают биосовместимостью и отсутствием токсичности.
Метод высокочастотного магнетронного распыления формирует тонкое кальций-фосфатное покрытие, которое не изменяет рельеф поверхности и не забивает винтовую нарезку микрошурупа.
Выемка в головке металлического костного микрошурупа выполнена в виде квадрата, что снижает риск срыва головки во время завинчивания микрошурупа отверткой в пластину.
На фиг.1 изображен металлический костный микрошуруп с головкой со сферической опорной поверхностью, на фиг.2 - металлический костный микрошуруп с головкой с конической опорной поверхностью.
2
Металлический костный микрошуруп цилиндрической формы имеет винтовую нарезку 1, заборный конус в нижней части, головку 2 или со сферической или конической опорной поверхностью в верхней части. В головке микрошурупа выполнена выемка под ключ 3 в виде квадрата путем электроискрового прожига или иным способом. Площадь выемки в головке металлического микрошурупа составляет 1,5*1,5 мм, глубина - 0,8 мм. Диаметр микрошурупа у головки соответствует диаметру отверстия в пластине.
4
6
2
На внешнюю поверхность металлического костного микрошурупа нанесено кальций-фосфатное покрытие 4 методом высокочастотного магнетронного распыления, который позволяет формировать тонкое плотное беспористое покрытие [J.G.С. Wolke, J.Р.С.М. van der Waerden, H.G.Schaeken and J.A.Jansen, Biomaterials, Volume 24, Issue 15, July 2003, Pages 2623-2629.]. В качестве материала для распыления был использован синтетический гидроксиапатит - Са(РO)(ОН), который является основным компонентом матрикса человеческой кости со стехиометрическим отношением Са/Р равным 1,67 [Золотаревский С.М. Механические свойства металлов: Учебник для вузов. 2-е изд.- М.: Металлургия, 1983.- 352 с.].
Данный металлический микрошуруп используется в качестве ортопедического фиксационного устройства. Металлическим костным микрошурупом осуществляют закрепление пластины на костях. Пластину изготавливают из того же материала, что и металлический костный микрошуруп. В отверстия пластины завинчивают микрошурупы отверткой по часовой стрелке до упора.