ИСТИНА

Разработка и синтез композиционных биоматериалов для восстановления поврежденной костной ткани является перспективным направлением медицинского материаловедения. Данные материалы должны обладать достаточной прочностью, биосовместимостью, биорезорбируемостью/биорезистивностью, а также проницаемой макропористостью и микропорами для лучшей интеграции имплантата в костную ткань. Спектр материалов, удовлетворяющих данным свойствам, достаточно широк, бо́льшая часть которых основывается на синтетических порошках фосфатов кальция с мольным соотношением Са/Р в интервале 0,5 ≤ Са/Р ≤ 1,5. В медицинской практике также используют биоактивные материалы в оксидных системах, включающих кроме СаО и Р2О5 другие оксиды биосовместимых ионов. Неорганические материалы в 4-х компонентной оксидной системе Na2O-CaO-P2O5-SiO2 на протяжении десятилетий привлекают внимание исследователей. Целью работы являлось создание керамических биоматериалов с неорганической полимерной матрицей и кальцийфосфатным наполнителем из высококонцентрированных суспензий, включающих синтетические фосфатв кальция и водный раствор силиката натрия. При подготовке высококонцентрированных суспензий в качестве наполнителя использовали синтетические порошки фосфатов кальция (ФК) – гидроксиапатит Ca10(PO4)6(OH)2 и трикальцийфосфат Ca3(PO4)2. В качестве связующего и прекурсора неорганической полимерной матрицы использовали водные растворы силиката натрия с силикатным модулем n (SiO2/Na2O) = 2,4 и n (SiO2/Na2O) = 2,87. Прекерамические полуфабрикаты в форме балочек были получены литьем в силиконовые формы. Фазовый состав образцов после формования и сушки по данным РФА был представлен гидроксиапатитом Ca10(PO4)6(OH)2 и трикальцийфосфатом Ca3(PO4)2, что позволяет предположить отсутствие реакции между ФК и силикатом натрия на стадии формования, затвердевания и сушки. Установлено, что высококонцентрированные суспензии ФК в водном растворе силиката натрия могут быть использованы для послойного экструзионного формования простых 3-х мерных геометрических фигур, и соответственно могут быть применены для создания имплантата заданной архитектуры керамического скелета (и, соответственно, порового пространства) с использованием экструзионной 3D-печати. Керамические композиционные материалы после обжига при 1100°С включали биосовместимые фазы: β-трикальций фосфат β-Ca3(PO4)2, β-ренанит β-NaCaPO4, Na-замещенный ТКФ Ca10Na(PO4)7, силикат кальция CaSiO3, ортосиликат кальция Ca2SiO4 и диоксид кремния SiO2. Таким образом, высококонцентрированные суспензии ФК в водном растворе силиката натрия могут быть рекомендованы для получения пористых композиционных биоматериалов с заданным пределом резорбирования в 4-х компонентной оксидной системе Na2O-CaO-P2O5-SiO2. Работа выполнена при поддержке гранта РФФИ 18-29-11079, № 18-53-00034.