Тип работы:
Предмет:
Язык работы:


Композиционные материалы на основе кальцийфосфатных тему: цементов с биополимерами

Работа №74386

Тип работы

Бакалаврская работа

Предмет

химия

Объем работы75
Год сдачи2020
Стоимость4385 руб.
ПУБЛИКУЕТСЯ ВПЕРВЫЕ
Просмотрено
40
Не подходит работа?

Узнай цену на написание


Используемые сокращения 7
Введение 8
1. Литературный обзор 9
1.1. Строение костной ткани 9
1.1.1. Коллаген как органическая составляющая костной ткани 11
1.1.2 Фосфаты кальция 12
1.1.3. ТКФ 14
1.2. Материалы на основе фосфатов кальция 15
1.2.1. Керамика 15
1.2.2. Покрытия 16
1.3. Кальцийфосфатные цементы 17
1.4. Классификация кальцийфосфатных цементов 17
1.5. Затворяющая жидкость 18
1.6. Свойства КФЦ 19
1.6.1. Прочность 19
1.6.2. Биосовместимость 20
1.6.3. Резорбируемость 20
1.6.4. Пористость 21
1.6.5. Время схватывания 22
1.6.6. Инжектируемость 24
1.7. Полимеры в КФЦ 24
Выводы из литературного обзора: 26
2. Экспериментальная часть 27
2.1. Исходные материалы 27
2.2. Синтез ТКФ 28
2.2.1. Синтез трикальцийфосфата методом осаждения из
раствора 28
2.2.2. Синтез трикальцийфосфата методом
механоактивации 29
2.2.3 Приготовление затворяющей жидкости 30
2.3. Получение цементов на основе р-ТКФ с биополимерами31
2.4. Методы исследования 31
2.4.1. Рентгенофазовый анализ 32
2.4.2. Инфракрасная спектроскопия 32
2.4.3. Сканирующая электронная микроскопия 33
3. Обсуждение результатов 36
3.1. Определение времени схватывания цементов 36
3.2. Сравнение кислотности исследуемых цементов 37
3.3. Изучение фазового состава ТКФ методом РФА 39
3.4. Изучение фазового состава КФЦ методом РФА 40
3.5. Изучение механических свойств композитов цементов с
ПВП 41
3.6. Микроструктура цементов и композитов цементов с ПВП 45
4. Расчёт экономической части ВКР 48
4.1. Организация и планирование работ 48
4.1.1. Организация работ 49
4.1.2. График проведения работ 51
4.2. Расчёт стоимости проведения работ 51
4.2.1. Материалы, покупные изделия и полуфабрикаты....52
4.2.2. Расчёт затрат на спецоборудования 53
4.2.3. Основная заработная плата 53
4.2.4. Дополнительная заработная плата 54
4.2.5. Страховые отчисления 54
4.2.6. Командировочные расходы 55
4.2.7. Контрагентские услуги 55
4.2.8. Накладные расходы 55
4.2.9. Прочие расходы 55
4.3. Полная себестоимость проекта 56
5. Выводы 58
Список используемой литературы


Заболевания костной системы занимают лидирующее место среди болезней, приводящих к инвалидности. Общество несет большие социально-экономические потери в связи с рано инвалидизирующимися больными с заболеваниями костной системы [1]. Одной из первостепенных задач современной медицины является увеличение продолжительности жизни пациентов, а также улучшение её качества.
Чтобы осуществить поставленные задачи, постоянно разрабатываются новые технологии и новые подходы к лечению. Одной из таких технологий является регенеративный подход, который предполагает самостоятельное восстановление костных тканей при создании необходимых условий для этого. Данный подход требует разработки новых материалов и методов для лечения пациентов.
Фосфаты кальция традиционно использовались в качестве материалов при лечении заболеваний костной ткани, для её замещения в местах дефектов. Использование именно фосфатов кальция связано с тем, что фосфаты кальция близки по составу неорганической составляющей костной ткани, которая на 25% состоит из минеральных веществ. Ранее часто использовалась керамика на основе фосфатов кальция, однако недостатками такого рода материалов являются невысокая трещиностойкость и невозможность заполнять костные дефекты неправильной формы. [2] Это ограничивает область применения кальцийфосфатной керамики. С 80-х годов прошлого столетия активно разрабатываются новые материалы на основе кальцийфосфатных цементов [3]. Важным преимуществом цементов, по сравнению с керамикой, является простота их использования в процессе хирургических вмешательств, возможность заполнять костные дефекты любой формы, однако и цементы не лишены недостатков. Главным недостатком цементов является их низкая прочность и хрупкость. Данная работа направлена на решение проблем, связанных с повышением прочности цементов, данный результат возможно получить, используя композиционные материалы цементов с биополимерами.


Возникли сложности?

Нужна помощь преподавателя?

Помощь в написании работ!


1. Разработан состав кальцийфосфатного цемента на основе р-ТКФ, содержащий от 0 до 10% масс. ПВП. Основной кристаллической фазой разработанного цемента является брушит, таким образом, цемент относится к брушитовым цементам.
2. Установлено, что время схватывания цементов зависит от вида биополимера: наибольшим временем схватывания характеризуется КМЦ, 8 мин, для ПВП, МЦ, альгината натрия время схватывания составило 7 мин. Время схватывания для цемента без полимеров составило 6 мин. Выявлена зависимость времени схватывания от концентрации ПВП: с увеличением концентрации ПВП от 0 до 10% масс. время схватывания возрастает примерно на 1 мин.
3. Кислотность цементов с биополимерами увеличивается в ряду: МЦсПВПсКМЦсальгинат. При выдерживании в физиологическом растворе в течение 1 часа кислотность цементов снижается от 0,1 до 0,6 единиц рН.
4. Установлено, что прочность цемента практически не зависит от концентрации ПВП.



1. Chow L.C., Takagi S.A. natural bone cement - A laboratory novelty led to the development of revolutionary new biomaterials // J. Res. Natl. Inst. Stand. Technol. 2001. V. 106. P. 1029-1033.
2. Баринов С.М., Комлев В.С., Биокерамика на основе фосфатов кальция. // М.: Наука, 2005. с. 204.
3. Brown W.E., Chow L.C. A new calcium phosphate setting cement//J. Dent. Res.1983.Vol.62.P.672.
4. Накоскин А. Н., Дудин П. Л. Биохимические показатели состава костной ткани в определении паспортного возраста индивидуума //вестник курганского государственного университета. Серия: естественные науки. - 2013. - №. 3. - с. 92-95.
5. Doremus R.H. Review: Bioceramics // Journal of Material Science - 1992 - Т.27 - 285-297 с.
6. Иванов И. Ф., Ковальский П. А. Цитология, гистология и эмбриология. - Москва: Колос, 1976.
7. Мурашев С. В. Влияние разрушения структуры коллагена на гидрофильные свойства продуктов этого процесса //Научный журнал НИУ ИТМО. Серия «Процессы и аппараты пищевых производств». - 2013. - №. 3.
8. Dorozhkin S.V. Calcium orthophosphate cements and concretes // Materials. 2009. V. 2. P. 221-291
9. Gibson, I. R., Rehman, I., Best, S. M., & Bonfield, W. (2000). Characterization of the transformation from calcium- deficient apatite to p-tricalcium phosphate. Journal of materials science: materials in medicine, 11(9), 533-539.
10. Вересов А.Г., Путляев В.И., Третьяков Ю.Д. Достижения в области кальцийфосфатных материалов. Рос. хим. журнал, 2000, т. 44, № 6, с. 32 - 46.
11. Сафронова Т. В., Путляев, В. И., Шехирев, М. А. Композиционная керамика, содержащая биорезорбируемую фазу //Стекло и керамика. - 2007. - №. 3. - С. 31-35.
12. Hench L.L. Bioceramics // J. Am. Ceram. Soc. 1998. N. 81. V. 7. P. 1705.
13. Barinov S.M., Komlev V.S. Calcium phosphate based bioceramics for bone tissue engineering. Zuerich: Trans Tech Publ. 2008. P. 204.
14. Шевченко В. Я., Баринов С. М. Техническая керамика. - М. : Наука, 1993.
15. Suchanek W., Yoshimura M., Processing and properties of hydroxyapatitebased biomaterials for use as hard tissue replacement implants. // J. Mater. Res. 1998. N. 13.V. 1. P. 94-117.
16. Hench L.L. Bioceramics // J. Am. Ceram. Soc. 1998. N. 81. V. 7. P. 1705.
17. Ohura K., Bohner M., Hardouin P., Lemaitre J., Pasquier G., Flautre B., Resorption of, and bone formation from, new p- tricalcium phosphatemonocalcium phosphate cements: an in vivo study. // J. Biomed. Mater. Res., 1996. V. 30. P. 193-200.
18. Fernandez E., Planell J.A., Best S.M., Precipitation of carbonated apatite in the cement system a-Ca3(PO4)2 - Ca(H2PO4)2 - CaCO3. // J. Biomed. Mater. Res., 1999. V. 47. P. 466-471.
19. Dekker R.J., de Bruijn J.D., Stigter M., Barrere F., Layrolle P., van Blitterswijk C.A. Bone tissue engineering on amorphous carbonated apatite and crystalline octacalcium phosphate coated titanium discs // Biomaterials. 2005. V. 26. P. 5231-5239.
20. Apelt D., Theiss F., El-Warrak A.O. et al. In vivo behavior of three different injectable hydraulic calcium phosphate cements// Biomaterials.2004.Vol.25.P.1439-1451.
21. Takagi S., Chow L., Hirayama S. et al. Premixed calcium-phosphate cement pastes//J. Biomed. Mater. Res.2003.Vol.67B.P.689-696.
22. Ambard A. J., Mueninghoff L. Calcium phosphate cement: review of mechanical and biological properties //Journal of Prosthodontics. - 2006. - Т. 15. - №. 5. - С. 321-328.
23. Вересов А. Г., Путляев В. И., Третьяков Ю. Д. Химия неорганических биоматериалов на основе фосфатов кальция //Российский химический журнал. - 2004. - Т. 48. - №. 4. - С. 52¬64.
24. Gbureck U., Spatz K., Thull R. Improvement of mechanical properties of self-setting calcium phosphate bone cements mixed with different metal oxides // Mat.-Wiss. u. Werkstofftech. 2003. V. 34. P. 1036-1040.
25. Zhang Y., Xu H.H.K. Effects of synergistic reinforcement and absorbable fiber strength on hydroxyapatite bone cement // J. Biomed. Mater. Res. A 2005. V. 75. P. 832-840.
26. Hench L.L., Polak J.M. Third-generation biomedical materials // Science. 2002. V. 295. P. 1014-1017.
27. Сафронова Т.В., Путляев В.И. Медицинское неорганическое материаловедение в России: кальцийфосфатные материалы // Наносистемы: Физика, Химия, Математика. 2013. Т. 4, № 1. С. 24-47.
28. Barinov S.M., Komlev V.S. Calcium phosphate based bioceramics for bone tissue engineering. Zuerich: Trans Tech Publ. 2008.
29. Wang XP., Ye JD., Li X., Dong H. Production of in-situ macropores in an injectable calcium phosphate cement by introduction of cetyltrimethyl ammonium bromide // J. Mater. Sci. Mater. Med. 2008. V. 19. P. 3221-3225.
30. Смирнов В.В. Пористые цементы для заполнения дефектов костной ткани // Материаловедение. 2009. № 8. С. 16¬19.
31. Takagi S., Chow L.C. Formation of macropores in calcium phosphate cement implants // J. Mater. Sci. Mater. Med. 2001. V. 12. P. 135-139.
32. Almirall A., Larrecq G., Delgado J.A., Martinez S., Planell J.A., Ginebra M.P. Fabrication of low temperature macroporous hydroxyapatite scaffolds by foaming and hydrolysis of an a-TCP paste // Biomaterials. 2004. V. 25. P. 3671-3680.
33. Bohner M., Brunner T.J., Doebelin N., Stark W.J., Effect of thermal treatments on the reactivity of nanosized tricalcium phosphate powders. // Journal of Materials Chemistry, 2008. V. 18. P. 4460-4467.
34. Bohner M. Reactivity of calcium phosphate cements // J. Mater. Chem. 2007. V. 17. P. 3980-3986.
35. Смирнов В. В. и др. Кальций-фосфатный костный цемент //Перспективные материалы. - 2008. - №. 1. - С. 26-30.
36. Bohner M., Merkle H.P., Van Landuyt P., Trophardy G., Lemaitre J. Effect of several additives and their admixtures on the physico-chemical properties of a calcium phosphate cement // J. Mater. Sci. Mater. Med. 2000. V. 11. P. 111-116.
37. Bohner, M. Calcium orthophosphates in medicine, from ceramics to calcium phosphate cements // Injury. 2000. V. 3. P. 37¬47.
38. Bigi A., Panzavolta S., Rubini K. Setting mechanism of a biomimetic bone cement // Chem. Mater. 2004. V. 16 (19). P 3740¬3745.
39. Bohner M. Physical and chemical aspects of calcium phosphates used in spinal surgery // Eur. Spine J. 2001. V. 10. P. 114-121.
40. Chow L.C. Calcium phosphate cements: chemistry, properties, and applications // Mater. Res. Symp. Proc. 2000. V. 599. P. 27-37.
41. Rajzer I., Castano O., Engel E., Planell J.A. Injectable and fast resorbable calcium phosphate cement for body-setting bone grafts // J. Mater. Sci. Mater. Med. 2010. V. 21. P. 2049-2056.
42. Gbureck U., Barralet J.E., Spatz K., Grover L.M. Ionic modification of calcium phosphate cement viscosity. Part I: hypodermic injection and strength improvement of apatite cement // Biomaterials. 2004. V. 25. P. 2187-2195.
43. Reinstorf A., Ruhnow M., Gelinsky M., Pompe W., Hempel U., Wenzel K.W., Simon P. Phosphoserine-a convenient compound for modification of calcium phosphate bone cement collagen composites // J . Mater. Sci. Mater. Med. 2004. V. 15. P. 451-455.
44. Ma Y., Bai T., Wang F. The physical and chemical
properties of the
polyvinylalcohol/polyvinylpyrrolidone/hydroxyapatite composite hydrogel //Materials Science and Engineering: C. - 2016. - Т. 59. - С. 948-957.
45. Шпанченко Р. В., Розова М. Г. Рентгенофазовый анализ //Методическая разработка для спецпрактикума к курсу лекций “Практические аспекты рентгеновской дифрактометрии”.- М., МГУ, Химический ф-т (ЛФОП). - 1998.
46. Васильев Е.К., Нахмансон М.М. Качественный рентгенофазовый анализ. Новосибирск: Наука, 1986.
47. Ясников И.С., Нагорнов Ю.С., Горбачев И.В., Микеев
Р.Р., Садовников П.С., Шубчинская Н.Ю., Аминаров А.В. Сканирующая электронная микроскопия как метод изучения микроскопических объектов электролитического
происхождения // Фундаментальные исследования. - 2013. - № 1-3. - С. 758-764.
48. Т.Ю. Гавриленко, О.В. Григоренко, Е.К. Ткаченко «Корпоративная экономика и финансы», Москва, Русайнс, 2016 год, C 125.
49. Официальный сайт компании «МОСЭНЕРГОСБЫТ»: http://www.mosenergosbyt.ru// 01.05.2020г


Работу высылаем на протяжении 30 минут после оплаты.




©2025 Cервис помощи студентам в выполнении работ