|
ИСТИНА |
Войти в систему Регистрация |
ИСТИНА ИНХС РАН |
||
Биорезорбируемые материалы на основе двойных фосфатов кальция и щелочных металловдипломная работа (Магистр)
- Научный руководитель: Путляев В.И.
- Автор: Евдокимов П.В.
- Тип: Магистр
- Организация, в которой проходила защита: МГУ имени М.В. Ломоносова
- Год защиты: 2011
- Аннотация: Целью настоящей работы является получение материалов, предназначенных для замены костных тканей, обладающих повышенным уровнем резорбции по сравнению с ГАП и ТКФ. В качестве таковых предложено использовать двойные фосфаты кальция и натрия общей формулой Ca(3-x)М2x(PO4)2 (x=0÷1, М=Na, K) со структурой β-ТКФ (х<0.15) и β-CaNaPO4 (x=1) в качестве компонентов керамики или многофазных композитов. Стратегия повышения резорбируемости (а точнее одного из существенных компонентов этой функции – растворимости в водных растворах), принятая в работе, основана на уменьшения энергии решетки вследствие замены катиона Ca2+ на крупный однозарядный катион щелочного металла; при этом по мере замещения происходит смена структурного типа β-ТКФ→β-МCaPO4(ренанит). В работе были поставлены и решены следующие задачи: 1. Исследование фазообразования и установление фазовых отношений в субсолидусной области (квази)бинарных разрезов Ca3(PO4)2 – МCaPO4 систем CaO – М2O – P2O5 (где М=Na, К. 2. Выбор условий синтеза (исходные реагенты, температура, время) двойных фосфатов кальция и натрия общей формулой Ca(3-x)М2x(PO4)2 (x=0÷1, М=Na, K) исходя из полученных данных о фазообразовании и кинетики твердофазных реакций в указанных системах. 3. Получение керамического материала на основе Ca(3-x)М2x(PO4)2 (x=0÷1, М=Na, K). Оценка влияния полиморфного превращения на возможность получения прочной керамики и на ее резорбируемость. 4. Оценка резорбируемости некоторых составов ряда Ca(3-x)М2x(PO4)2 (x=0÷1, М=Na) в растворной среде при значениях рН близких к нейтральным. Научная новизна данной работы состоит в следующих положениях: 1. Подтверждены имеющиеся данные относительно фазовых равновесий в системе Ca3(PO4)2 – NaCaPO4 и впервые предложен вариант фазовой диаграммы Ca3(PO4)2 – КCaPO4. Показано, что основные отличия системы Ca3(PO4)2 - МCaPO4 от Ca3(PO4)2 - NaCaPO4 заключаются: а) в смещении нонвариантных равновесий в область более высоких температур; б) замедлению фазовых превращений вследствие меньшей диффузионной подвижности К, приводящему, в частности, и к появлению полиморфизма у промежуточной фазы упорядоченного твердого раствора на основе α-КCaPO4; в) отличной от натриевого аналога структуре низкотемпературной β-КCaPO4, вследствие чего превращение α → β сопровождается увеличением мольного объема. 2. Обсуждено влияние полиморфного превращения в NaCaPO4 на формирование свойств керамики и возможность стабилизации высокотемпературной фазы α-ренанита для устранения негативного эффекта этого превращения. Впервые в качестве перспективного резорбируемого материала биомедицинского назначения предлагается использовать композиции, содержащие твердые растворы на основе высокотемпературных полиморфных модификаций α-МaCaPO4 нестехиометрического состава с Ca/М > 1. Практическая ценность результатов работы заключается в следующем: 1. Предложены конкретные методики твердофазного синтеза двойных фосфатов кальция и щелочных металлов с указанием исходных веществ, температуры и времени синтеза. 2. Для устранения образования трещин в керамике на основе Ca(3-x)М2x(PO4)2 предложено использовать составы с Ca/М > 1 закаленные с температуры синтеза для предотвращения полиморфного превращения α↔β.
- Добавил в систему: Путляев Валерий Иванович