Реферат 2
ВВЕДЕНИЕ 6
1. ЛИТЕРАТУРНЫЙ ОБЗОР 7
1.1 Химический состав и строение костной ткани 7
1.1.1 Химический состав костной ткани 7
1.1.2 Клетки костной ткани 8
1.1.3 Естественная регенерация костной ткани 11
1.2 Особенности имплантации костной ткани 13
1.2.1 Классификация материалов для костной имплантации 13
1.2.2 Биоактивная керамика на основе гидроксиапатита, ее применение 17
1.2.3 Биоразлагаемые полимеры, их применение 18
1.2.4 Разработка пористых материалов для замены костной ткани 20
1.3 Характеристики материалов для костной имплантации 23
1.3.1 Биологические характеристики 23
1.3.2 Поверхностные свойства 25
1.3.3 Морфология поверхности 26
1.3.4 Механические характеристики 27
2. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНАЯ ЧАСТЬ 29
2.1 Приборы, реактивы и оборудование 29
2.3 Техника безопасности 30
2.4 Краткая характеристика объектов исследования 31
2.5 Синтез исходных компонентов и композитов на их основе 31
2.2 Методы исследования свойств композитов и исходных компонентов 32
2.2.1 Методы идентификации состава композиционных материалов 33
2.2.2 Исследования поверхностных свойств 35
2.2.3 Исследование цитотоксических свойств композиционных материалов ...40
3. ОБСУЖДЕНИЕ РЕЗУЛЬТАТОВ 45
3.1 Идентификация состава 45
3.2 Исследование пористых характеристик 45
3.3 Исследование поверхностных свойств 45
3.2 Исследование биомиметических свойств в растворе SBF 45
3.5 Оценка жизнеспособности макрофагов в присутствии материалов 45
ЗАКЛЮЧЕНИЕ 60
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ И ЛИТЕРАТУРЫ 61
Ожидаемая продолжительность жизни человека резко возросла с момента открытия антисептиков, антибиотиков, развития гигиены и вакцинации. Поскольку средний возраст населения развитого мира постоянно увеличивается, существует большая и растущая потребность в материалах для замены больных и поврежденных тканей. В настоящее время существует два возможных метода лечения заболеваний костей, для которых применяется замена твердых тканей (Рисунок 1).
Хотя аутотрансплантат предпочтительнее, он имеет ограниченный запас и не обладает механической целостностью. Альтернативными источниками твердых тканей являются другие люди (аллотрансплантация) или животные (ксенотрансплантация). Аллотрансплантаты и ксенотрансплантаты подходят по механическим и структурным характеристикам, но повышают риск передачи болезни и иммунологической реакции организма. Поэтому существует потребность в разработке синтетических биоматериалов для замены костной ткани. Поскольку минеральный компонент кости состоит в основном из солей фосфата кальция, кальций-фосфатные материалы стали широко использоваться в качестве заменителей костей [1]. Материалы фосфатов кальция являются остеокондуктивными, т.е. могут стимулировать локальное формирование кости. Введение полимерной составляющей позволяет улучшить биосовместимость материалов, их поверхностные и механические свойства.
Цель работы заключается в установлении влияния содержания порообразователя на состав и структуру композиционных материалов на основе ГА и СЛГ, исследовании физико-химических, поверхностных, биологических свойств.
1. Разработан новый метод получения композиционных полимерно-керамических материалов с сетью взаимосвязанных макропор до 70 мкм с макропористостью 32-37 об%, включающий две ключевые стадии: 1) получение пористой гидроксиапатитной керамики в качестве керамического каркаса с использованием NaCl в качестве порообразователя; 2) пропитку пористой гидроксиапатитной керамического каркаса раствором полимера (СЛГ) с обработкой УЗ.
2. За счет взаимодействия между ГА и СЛГ на границе раздела фаз в композиционных материалах происходит формирование новых функциональных центров различной концентрации (Бренстедовские кислотных и основных центров) за счет уменьшения соотношения Ca/P в композитных материалах относительно чистого ГА. Это коррелирует с высокой поверхностной энергией образца К2 по отношению к композитам с другими соотношениями ГА и СЛГ, что связано с островковым типом покрытия ГА полимером, характерным только для композита К2.
3. Установлена зависимость скорости роста кальций-фосфатного слоя на поверхности материалов при 37 °С в модельном SBF-растворе от состава материалов: ГА1 > ГА2 > ГА3 > К1 > К2 > К3. Установлено, что на скорость роста кальций¬фосфатного слоя влияет количество гидроксиапатита на поверхности, которое уменьшается в таком же порядке. Суммарная концентрация ионов Ca2+ в насыщенных растворах уменьшающаяся в ряду композитов от К1 к К3, что объясняется затруднением диффузии растворителя к ГА через слой СЛГ.
4. Проведены исследования по влиянию состава композитных материалов на функциональные характеристики. Установлено, что в присутствии СЛГ, К1 и К2 первичные моноцитарные макрофаги показывают высокую жизнеспособность, что демонстрирует потенциальную востребованность исследуемых материалов для дальнейших биомедицинских исследований.
