Введение 3
1. Обзор литературы 6
1.1. Композитные материалы для реконструктивной хирургии
костной ткани 6
1.1.1. Металлы 7
1.1.2. Керамика 8
1.1.3. Композитные материалы 11
1.2. Технологические способы получения композитов 14
1.2.1. Твердофазные методы 14
1.2.2. Методы осаждения 15
1.2.3. Жидкофазные методы 15
1.3. Полигидроксиалканоаты (ПГА) 16
1.3.1. Композиты с ПГА 16
1.3.2. Композиты для регенерации костной ткани 17
2. Объекты и методы исследования 19
2.1. Объекты исследования 19
2.1.1. Биокерамика 19
2.1.2. ПГА (П(3ГБ)) 19
2.2. Методы исследования 20
2.2.1. Методы получения композитных матриксов 20
2.2.2. Изучение свойств поверхности 20
2.2.3. SBF - тест 20
2.2.4. Культивирование клеток 21
2.3. Обработка результатов 22
3. Результаты 23
3.1. Характеристика матриксов 23
3.2. Свойства поверхности 23
Выводы 24
Список литературы 25
Минерально-насыщенные полимеры в последнее десятилетие становятся все более востребованными в промышленности пластмасс. Минеральные наполнители улучшают обработку полимерных материалов и позитивно влияют на требуемые свойства пластмасс. Из минеральных наполнителей особого внимания в этом смысле заслуживает волластонит. Сравнительно недавно установлено, что волластонит биоактивен и деградирует в биологических средах, и его стали рассматривать в качестве потенциального биоматериала для биомедицинских применений (реконструктивная хирургия, матриксы для культивирования клеток). К основным достоинствам волластонитовой керамики относятся небольшой температурный коэффициент линейного расширения, высокая прочность при низкой теплопроводности, однако волластонит весьма хрупок. Среди подходов, направленных на улучшение механических свойств керамических материалов, снижение их жесткости и хрупкости, повышение эластичности, в последние 10 - 15 лет сформировалось направление исследований, ориентированное на получение композитов керамик с синтетическими полимерами (полиэтиленом, полисульфоном). Однако наполнение, в частности гидроксиапатита, такими полимерами значительно снижает биосовместимость. Новым решением проблемы может стать создание гибридных материалов на основе керамик и биосовместимых полимеров, способных к биодеградации. Биорезорбируемые полигидроксиалканоаты (полимеры гидроксипроизводных алкановых кислот, ПГА), имеющие широкие перспективы применения в различных сферах, включая медицину, представляют несомненный интерес для получения композитов в сочетании с различными синтетическими и природными материалами (полисахарами, полилактидами, полиолефинами, гидроксиапатитом). Установлено, что эти полимеры, усиленные частицами гидроксиапатита, могут иметь преимущества перед чистыми полимерами, так как наполнение полимера гидроксиапатитом улучшает остеоинтегративные свойства и улучшает взаимодействие материала с тканями. Модификация волластонитов полимерными материалами — мало изученная область. К настоящему моменту имеется несколько сообщений о результатах изучения применимости высокомолекулярных линейных полиэфиров ПГА для получения композитов с волластонитом. Возможность получения на основе волластонита материалов с новыми свойствами открывают новые области применения, включая создание биоактивных имплантатов для восстановительной хирургии костной ткани.[4]
В настоящее время для этих же целей весьма активно изучают полигидроксибутират и его композиции с гидроксиапатитом. Установлено, что добавление гидроксиапатита улучшает остеоинтегративные свойства ПГБ, и такие композиты могут быть использованы для изготовления сложных костных протезов, включая моделирование губчато-кортикальных конструкций. В связи с тем, что скорости биорезорбции ПГБ in vivo в несколько раз ниже, чем у других известных биоразрушаемых биоматериалов (полилактида, полигликолида), имеется принципиальная возможность использования этих полиэфиров для долговременной регенерации крупных костных дефектов.[6,7]
Цель работы - получение и исследование свойств композитов из поли- 3-гидроксибутирата с гидроксиапатитом и волластонитом.
Исходя из цели работы, были сформулированы следующие задачи:
1. Отработать получение полимерных матриксов на основе поли-(3-гидроксибутирата) (П(3ГБ)) с гидроксиапатитом и волластонитом методом холодного прессования;
2. Исследовать влияние включений керамики на поверхностные характеристики (краевой угол смачивания) полимера;
3. Исследовать образование гидроксиапатит - содержащих отложений на поверхности композитных матриксов в бесклеточном растворе, по составу, имитирующему плазму крови человека (SBF - тест).
4. Исследовать адгезивные свойства композитных матриксов на основе ПГА в культуре мультипотентных мезенхимальных стволовых клеток.
1. Отработано получение полимерных матриксов на основе поли-(3- гидроксибутирата) (П(3ГБ)) с гидроксиапатитом и волластонитом методом холодного прессования.
2. Изучено влияние включений керамики на поверхностные характеристики (краевой угол смачивания) полимера. Установлено, что с увеличением процентного соотношения включений гидроксиапатита и волластонита наблюдается уменьшение значения КУС, то есть увеличивается гидрофильность образцов.
3. Исследовано образование гидроксиапатит-содержащих отложений на поверхности композитных матриксов в бесклеточном растворе, по составу, имитирующему плазму крови человека (SBF - тест).
4. Исследованы адгезивные свойства композитных матриксов, на основе поли-(3-гидроксибутирата) с включениями гидроксиапатита и волластонита в культуре мультипотентных мезенхимальных стволовых клеток.
