Введение 3
1 Обзор литературы 5
1.1 Материалы, используемые для замещения костной ткани 8
1.2 Хитин-содержащие биологические соединения 11
1.3 Полигидроксиалканоаты - биодеградируемые полимеры 17
1.4 Композитные материалы 21
2 Материалы и методы 25
2.1 Создание композитных матриксов 26
2.2 Оценка физико-механических свойств 27
2.2.1 Санитарно-химические испытания 27
2.2.2 Определение характеристик поверхности мерных матриксов 29
2.2.3 Исследование на суммарную пористость 30
2.2.4 Исследование на влагопоглощение композитов 31
2.2.5 Испытание на сжатие 32
2.3 Оценка биологических свойств 33
3 Результаты 34
Из текста ВКР изъяты результаты интеллектуальной деятельности, которые имеют потенциальную коммерческую научную ценность в силу неизвестности их третьим лицам 34
Список использованных источников 1
Разработка и исследование материалов нового поколения с заданными свойствами является одним из приоритетов новых технологий по всем направлениям развития науки и техники. Особенно актуален поиск и исследование новых материалов медицинского назначения, предназначенных для длительного контакта с внутренней средой живого организма и необходимых для повышения эффективности применения восстановительных технологий в лечении травм, повреждений и др. дефектов внутренних органов и тканей. Одной из остро стоящих проблем реконструктивной хирургии в травматологии и ортопедии, челюстно-лицевой хирургии и стоматологии является выбор материала для пластики дефектов костной ткани. Применение современных методов биотехнологии позволяет получать массу разновидностей экологичных материалов с заданными свойствами для медицинских применений - функциональных имплантируемых изделий, лекарств нового поколения направленного действия, технологий для замещения дефектов тканей и функций органов и систем. Способы лечения, позволяющие повысить качество жизни и увеличить эффективность лечения пациентов с повреждениями опорно-двигательного аппарата, активно разрабатываются во всем мире и внедряются в клинику.
Актуальность исследования обусловлена необходимостью поиска специальных биосовместимых материалов для клеточной и тканевой инженерии, в частности - для разработки и создания биоискуственных имплантатов для восстановления целостности костей различных типов с применением подходов биоинженерии - тканевой инженерии [1].
Часто многие необходимые полезные свойства материалов для конструкций, предназначенных для замещения костей, не удается совместить в изделии, состоящем из какого-то одного химического соединения. В этих случаях используют композиции, содержащие в себе материалы из разных групп - полимеры, керамики, металлы, и др. Как правило, соотношение структур компонентов в композиционных материалах неравное, при этом один из материалов играет роль функционального наполнителя, а другой - матрицы (связующего). Так, путем подбора состава и свойства наполнителя и матрицы, их количественного соотношения и пространственной ориентации элементов наполнителя, можно получить материалы с требуемым сочетанием эксплуатационных и технологических свойств, то есть получить композиционные материалы с улучшенными, обладающие требуемыми физико-механическими и биологическими свойствами.
В каждом случае разработка биоразрушаемого композита складывается из серии стандартных последовательных шагов - лабораторное исследование свойств и структуры каждого из компонентов, а так же композитов с различным их соотношением, проведение санитарно-химических испытаний; оценка биологических свойств - токсичности, иммуногенности, аллергенности, биосовместимости, гемосовместимости, биоразрушаемости; оценка функциональности на моделях с использованием лабораторных животных и далее - в сравнении с существующими изделиями и технологиями - в клинических испытаниях изделий медицинского назначения.
Цельюданной работы является создание и оценка физико-механических и биологических свойств композиционного материала на основе ПГА в сочетании с хитозаном в разных процентных соотношениях.
Задачи:
- Получить композиты из ПГА с хитин-содержащим биологическим соединением методом прямого холодного прессования
- Исследовать полученныеобразцы c использованием методов оценки санитарно-химических и физико-механических свойств.
- Оценить биосовместимость полученных композитных образцов в сравнении с чистым ПГА по гемосовместимости (по отношению к тромбоцитам и моноцитам периферической крови) и цитотоксичности ( с использованием культуры фибробластов NIH3T3 )
Объекты работы - ПГА, хитозан, композиты из них в виде таблетированных форм.
Предметомисследования являются санитарно-химические, физико-механические и цитотоксические свойства композиционных материалов на основе ПГА и хитозана с различным соотношением компонентов.
В качестве инструментов исследования были выбраны следующие методы:
1. Проведение исследований:
- Санитарно-химические исследования
- Изучение физико-механических свойств при сжатии на тестовой системеInstron 5564
- Определение характеристик поверхности трехмерных матриксов с помощью электронной микроскопии
- Гидрофильность поверхности образцов исследована с помощью прибора для измерения краевых углов DSA-25E (Kruss, Германия)
- 2. Биологические свойства композитов оценены в линейной культуре мыши, с помощью оценки активности фибробластов NIH3T3
В результате исследования, опираясь на полученные результаты, выдвинута гипотеза об увеличении гидрофильных свойств и успешности разработанных композитов с соотношением компонентов как 80 /20.
