Добавлен: 12.12.2023
Просмотров: 141
Скачиваний: 5
ВНИМАНИЕ! Если данный файл нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам.
Количество операций, проводимых с использованием имплантатов, постоянно увеличивается, что связано, прежде всего, с ростом дорожно-транспортного и бытового травматизма, а также с рядом распространенных заболеваний, таких как артроз, артрит, рак. Для закрытия дефектов и реконструкции костей в различное время использовали полимеры, соединения на основе углерода, металлы и их сплавы; для операций в области глаз – силиконовые, металлические и хрящевые эндопротезы.
Известно, что живой организм резко отторгает инородные субстанции, стараясь удалить из себя инородное тело. Кроме того, все эндопротезы из небиологических материалов, функционируя в контакте с живыми тканями, составляют биохимическую и биомеханическую систему, неизбежно травмируя их. Таким образом, очевидна необходимость создания таких материалов, которые способны длительно сосуществовать совместно с живым организмом – биосовмещаться.
В последние годы значительно возросло число полимеров, используемых для производства медицинских изделий, в частности трубок. Для медицинского применения материал должен обладать хорошей стойкостью к окружающим тканям и жидким средам организма, иметь высокий уровень физико-механических показателей, обладать устойчивостью к химическим веществам, применяемым для стерилизации. Наиболее широко распространенными полимерными материалами являются поливинилхлорид (ПВХ), латекс, полиуретан (ПУ), силиконовые резины, стирол-этилен-бутилен-стирольные блок-сополимеры и т. д.
При значительных нарушениях анатомии мелких суставов дистальных отделов конечностей, являющихся результатом механических и термических травм, довольно легко определяются показания к радикальным операциям, таким как артродез и эндопротезирование. В последнее время заместительная артропластика (эндопротезирование) мелких суставов дистальных отделов конечностей активно используется в хирургической реабилитации пациентов с поздними стадиями ревматических и дегенеративно-дистрофических заболеваний опорно-двигательного аппарата (ОДА), таких как ревматоидный артрит (РА) и первичный остеоартроз. Широкое распространение при таких видах эндопротезирования получили современные силиконовые бесцементные импланты IV поколения типа DePuy NeuFlex производства компании J&J.
На протяжении нескольких лет компаунд СИЭЛ, разработанный в АО «ГНИИХТЭОС», поставлялся по контрактам за рубеж, на его основе американская фирма «Мак Ган» выпускала самые совершенные по качеству эндопротезы в мире. К сожалению, как за рубежом, так и в России растет количество операций по удалению молочных желез (мастэктомия) у женщин все более и более молодого возраста. В России число таких операций составляет десятки тысяч в год. Возрастает потребность в материале марки СИЭЛ 159-356Н, предназначенном для изготовления экзо- и эндопротезов молочной железы, в связи с чем деятельность АО «ГНИИХТЭОС» направлена на удовлетворение данной потребности.
Для различных медицинских целей сотрудниками АО «ГНИИХТЭОС» разработан еще целый ряд материалов. Так, для контурной пластики мягких тканей и челюстно-лицевого протезирования предназначен компаунд марки СИЭЛ 159-467. В качестве основы для специальных самоклеящихся накладок, облегчающих залечивание келлоидных швов, трофических язв, ожоговых поражений кожи и т. п., применяют компаунд марки СИЭЛ 159-456. Такая накладка нетоксична, не вызывает у пациента аллергических реакций и создает комфортные условия при эксплуатации. По инициативе академика С.Н. Федорова были разработаны компаунды марок СИЭЛ 159-330 и СИЭЛ 159-465 для изготовления на их основе интраокулярных линз для больных с практически полной потерей зрения взамен ранее применяемым хрусталикам из полиметилметакрилата. Линзы на основе данных компаундов выгодно отличаются эластичностью, меньшим травматизмом при операции, более высокой прочностью и биологической инертностью. Оба компаунда пригодны для изготовления интраокулярных оптических линз для коррекции зрения у людей, страдающих различными видами аметропий – близорукостью или дальнозоркостью высоких степеней.
Специалистами ИМЕТ РАН ведутся работы для предотвращения возникновения рестеноза после имплантации стентов. Для решения данной проблемы на поверхность стента, изготовленного из никелида титана, наносили полимерное покрытие на основе силоксанового каучука Лестосил СМ, вулканизированного катализатором холодного отверждения. Данное покрытие отличается стойкостью к биологическим средам, высокой адгезией к материалу подложки при сохранении параметров прочности и эластичности.
В настоящее время одной из перспективных задач, стоящих перед медициной, является осуществление передачи лекарственного вещества в область человеческого организма, в которой размещен имплантат. Как правило, в данном случае используются биодеградируемые материалы с различной скоростью разложения и порциями лекарственных препаратов. Использование полидиметилсилоксанового каучука возможно для применения в качестве основы биодеградируемого покрытия при стентировании кишечника. Для повышения адгезии биодеградируемого покрытия к материалу стента производится нанесение слоя грунтовки на основе каучука Лестосил СМ. Наряду с обеспечением более высоких показателей адгезии, данный слой предотвращает нежелательную ионизацию тяжелыми металлами. В зависимости от концентрации лекарства в биодеградируемом покрытии, меняется интенсивность и длительность выделения полезных веществ без разложения основы.
Многофункциональные композиционные материалы. Основными производителями композитов в мире (в объемном выражении) являются Китай (28%), США (22%) и Европейский союз (14%). Объем российского рынка составляет 0,5–1% от мирового, т. е. практически находится в пределах статистической погрешности.
Практика показала, что путем подбора состава и свойств компонентов композиционных материалов (матрицы и наполнителя, их соотношения, ориентации наполнителя) можно обеспечить получение практически любых изделий с заранее заданным сочетанием эксплуатационных и технологических свойств. В настоящее время на международном и российском рынке наибольшее распространение получили полимерные композиционные материалы (ПКМ).
Кремнийорганические соединения получили широкое распространение в качестве основы при создании композитов различного назначения.
Использование полидиметилсилоксанового каучука в качестве основы синтактного пенопласта позволило повысить термостойкость, а также устойчивость к действию неблагоприятных факторов.
Создание ПКМ с повышенными прочностными характеристиками и термостойкостью в настоящее время весьма актуально. Так, для повышения предела прочности при сжатии и твердости композита на основе полиметилсилоксановой смолы, в ее состав вводят высокодисперсные порошки слюды и корунда. Полидиэтилсилоксаны (ПЭС) преимущественно используются для производства пластмасс, стеклопластиков, смазок, присадок, резиновых изделий, а также применяются в парфюмерии и косметологии.
В настоящее время при изготовлении термостойких изделий радиотехнического и конструкционного назначения широкое распространение получили стеклопластики марок СК-9ФА, СК-9ХК и СК-9-70С на основе кремнийорганических связующих. Основным недостатком этих материалов является наличие в их составе пассивных растворителей, выделение которых в процессе формирования приводит к повышенной пористости готового материала (
15%), появлению внутренних напряжений и межслойных расслоений. В процессе хранения полуфабрикат (препрег) на основе кремнийорганических связующих становится жестким, что затрудняет выкладку изделий сложной конфигурации. Для решения данной проблемы в качестве связующего возможно использование пленки на основе кремнийорганических олигомеров. Наилучшие свойства имеют стеклопластики, получаемые на основе пленочного кремнийорганического связующего марки ПК-2а.
Силоксановые каучуки обладают низким тангенсом угла диэлектрических потерь в широком диапазоне частот, что и является одной из основных причин использования их в качестве основы для термостойких материалов радиотехнического назначения, в том числе радиопоглощающих материалов. Благодаря высоким значениям адгезии к алюминиевым и титановым сплавам, в качестве перспективной матрицы для радиопоглощающих покрытий возможно использование вулканизированных кремнийорганических блок-сополимеров. Покрытия на основе ряда кремнийорганических блок-сополимеров наносятся по лакокрасочным технологиям и могут обладать высокой степенью наполнения функциональными частицами.
Полидиметилсилоксановый каучук и многие другие силоксановые каучуки находят широкое применение при создании синтактных материалов. Синтактные материалы (СМ) на основе кремнийорганического полимера и полых микросфер являются перспективными материалами для различных отраслей промышленности, благодаря легкости, высоким физико-механическим и теплофизическим характеристикам. В некоторых случаях важно, чтобы синтактные материалы обладали высокими диэлектрическими свойствами – например, при использовании их в качестве конструкционного материала на объектах специального назначения: стационарных радиолокационных станциях, радиотелескопах и т. д. Создание недорогих эффективных синтактных материалов c высокими диэлектрическими свойствами на основе полых микросфер является в настоящее время важной задачей. Возможно также использование полидиметилсилоксанового каучука в качестве стабилизатора при осуществлении высокоэнергетического помола функциональных наполнителей, предотвращающего образование агрегатов частиц в течение времени, достаточного для проведения процесса последующей вулканизации с сохранением однородного состава получаемого покрытия радиотехнического назначения.
При создании современных летательных аппаратов, особенно в гражданском самолетостроении, в последнее время все больше ужесточаются требования к производимому шуму. Для решения задач по снижению нежелательного акустического воздействия, как правило, применяются звукопоглощающие материалы. Во ФГУП «ВИАМ» разработан звукопоглощающий материал-конструкция марки ВЗМК-1, предназначенный для использования в двигательных установках перспективных двигателей, в том числе двигателей семейства ПД. Материал ВЗМК-1 обеспечивает одновременно два механизма звукопоглощения: резонансный и диссипативный, т. е. обладает более широким рабочим диапазоном.