Введение.
1. Обзор литературы
1.1. Структура и свойства естественной кости.
1.2. Свойства фосфатов кальция.
1.3. Поведение фосфатов кальция в водных средах
1.4. Описание процессов растворения при исследованиях резорбируемости неорганических биоматериалов.
1.5. Структура ортофосфатов кальция
1.6. Методы синтеза ортофосфатов кальция
1.6.1. Синтез гидроксиапатита
1.6.2. Синтез трикальцийфосфата
1.6.3. Получение бифазных фосфатов кальция БФК.
1.7. Биологическое поведение БФКкерамики
1.8. Особенности спекания фосфатнокальциевой керамики.
1.8.1. Плотная керамика
1.8.2. Пористая ГА керамика
1.8.3. Керамические гранулы
1.9. Цель работы.
2. Материалы и методы исследования.
2.1. Исходные материалы.
2.2. Технология керамики на основе БФК
2.3. Методы исследования
2.3.1. Определение удельной поверхности порошка
2.3.2. Определение линейной и объемной усадки
формовок при обжиге
2.3.3. Определение кажущейся плотности и открытой пористости керамики.
2.3.4. Определение прочностных характеристик керамики
2.3.5. Рентгенографические исследования
2.3.6. Электронная микроскопия
2.3.7. Инфракрасная спектроскопия образцов
2.3.8. Ионометрия растворов.
2.3.9. Исследование топографии поверхности образцов методами сканирующей зондовой микроскопии.
2.3 Исследование адсорбции протеинов
3. Синтез бифазных фосфатов кальция и исследование формирования микроструктуры керамики при спекании
3.1. Синтез фосфатов кальция.
3.1.1. Синтез гидроксиапатита методом осаждения.
3.1.2. Синтез трикальцийфосфата.
3.1.3. Синтез композиционных бифазных материалов ГАТКФ.
3.1.4. Синтез магнийсодержащих бифазных фосфатов кальция.
3.2. Формирование микроструктуры при спекании
3.2.1. Исследование спекания керамики на основе ГАТКФ
3.2.2. Влияние спекающей добавки на спекание
БФК керамики.
3.2.3 Получение гранул
4. Свойства БФК
4.1. Исследование растворимости
4.2. Влияние среды на замедленное разрушение и
прочность керамики на основе БФК.
4.3. Адсорбция протеинов
4.4. Испытания на цитотоксичность.
4.5 I viv тестирование БФКкерамики
5. Выводы.
6. Список литературы
Введение.
Повреждения и заболевания костных тканей занимают одно из первых мест среди причин смертности, временной нетрудоспособности и развития инвалидности. Для восстановления функции костных тканей и соответствующих органов необходимо использовать имплантанты из различных материалов. В идеальном случае материал должен быть биологически совместимым с тканью, то есть не быть токсичным, не вызывать отрицательных реакций со стороны организма, не отторгаться организмом как инородное тело, и быть биологически активным, то есть вступать в непосредственное взаимодействие с биологической системой организма, приводящему к формированию костной ткани или к образованию соединения с ней 14.
Кальцийфосфатные материалы рассматриваются как наиболее перспективные для восстановления и замещения дефектов костных тканей. В частности, гидроксиапатит ГА, СаиХРООН, являющийся основным минеральным компонентом костной ткани, характеризуется остсокондуктивным поведением и наименьшей среди ортофосфатов кальция растворимостью в водных средах 57. Он используется для изготовления керамических имплантантов и нанесения покрытий на детали эндопротезов, устойчивых к резорбции в организме человека. В году Алби впервые сообщил об успешном испытании кальцийфосфатных материалов для восстановления костных дефектов 8. Однако только в х годах прошлого века началось систематическое исследование возможности применения синтетических кальцийфосфатных фаз в медицине 9. Большой вклад в науку о фосфатах кальция и технологию материалов на их основе внесли отечественные В.П. Орловский, В .Я. Шевченко, П.Д. Саркисов, Ю.Д. Третьяков, Е.С. Лукин и др. и зарубежные ученые Р. Легерос, У. Бонфилд, Л. Хенг, Г. Дакулси, X. Аоки и др.. Значительный прогресс достигнут в понимании процессов взаимодействия фосфатов кальция с физиологической средой Н.С. Сергеева, А.И. Воложин, В.К. Леонтьев, К. Рей, Г1. Дюшейен и
др.. В начале х годов синтетические ГА и трикальцийфосфат ТКФ стали коммерчески доступными в качестве материалов заменителей костных тканей в хирургии и стоматологии ,.
В настоящее время разработано и изучено много вариантов использования керамических материалов в организме от спеченных имплантатов, несущих физиологические нагрузки, до цементов, применяемых для пластики костных дефектов, керамических средств локализованной и пролонгированной доставки лекарственных препаратов в организм, биоактивных покрытий, обеспечивающих интеграцию биологически инертного имплантата с костной тканыо, и пористых матриксов для клеточных технологий реконструкции костных тканей .
Однако возможности непосредственного имплантирования конструкции, изготовленной из биоактивного керамического материала, для реконструкции органа с поврежденной костной тканью весьма ограничены. Причина состоит в низких показателях механической прочности, в том числе усталостной, и трещиностойкости биокерамики, которые существенно, в 0 раз ниже, чем у естественной костной ткани. Поэтому керамические имплантаты используют только для органов, не несущих значительные физиологические нагрузки ,.
В последние годы большой интерес вызывает новая концепция реконструкции костных тканей, так называемой инженерии костных тканей, которая основана на использовании материалов, постепенно резорбируещихся в организме и замещаемых новообразующейся костной тканью ,. Согласно этой концепции, организм сам может восстанавливать поврежденную ткань, если для этого созданы надлежащие условия, а именно если имеется матрикс соответствующей архитектуры, на котором происходит наращивание ткани, и необходимые стимулы для остеогенеза. Одно из основных требований к таким материалам согласуемость кинетики резорбции с кинетикой остеогенеза. Трехкальциевые фосфаты СазР2 а и р модификации имеют
существенно более высокую скорость резорбции по сравнению с ГА 5, поэтому варьированием соотношения фаз в бифазных композиционных материалах на основе ГА и ТКФ можно регулировать скорость резорбции. Такие композиции могут быть получены различными способами, в том числе смешением исходных компонентов или высокотемпературным разложением кальцийдефицитного апатита КДА .
Термин бифазные фосфаты кальция БФК впервые был использован Пери для описания биокерамики, которая содержала смесь ГА и рТКФ. Первые исследования БФК с различным отношением ГАрТКФ были проведены Легеросом . В этих работах сообщалось, что биологическое поведение такой керамики зависит о г количественного отношения ГАрТКФ. Более поздние исследования, сфокусированные на БФК, привели к значительному увеличению производства и использования БФК .
Актуальность
- Київ+380960830922