|
ИСТИНА |
Войти в систему Регистрация |
ИСТИНА ИНХС РАН |
||
Резорбируемая керамика на основе фосфатов кальциядипломная работа (Бакалавр)
- Научные руководители: Сафронова Т.В., Путляев В.И.
- Автор: Шехирев М.А.,
- Тип: Бакалавр
- Организация, в которой проходила защита: МГУ имени М.В. Ломоносова
- Год защиты: 2008
- Аннотация: Неотъемлемой частью передовых исследований в области материаловедения, биологии и медицины является разработка биоматериалов на основе фосфатов кальция. Современные методики лечения требуют от биоматериалов быстрого растворения в организме и замещение имплантанта костной тканью (биорезорбируемость). Чистый гидроксиапатит (ГАП, Са10(РО4)6(ОН)2), активно используемый ранее, является биорезистивным материалом, т.е. он сопротивляется растворению в организме при имплантации, поэтому в настоящий момент многие исследования направлены на изучение других, более резорбируемы фосфатов кальция как в качестве однофазных материалов, так и в виде композитов. Среди наиболее изученных и широко применяемых резорбируемых можно отметить материалы на основе трехкальциевого фосфата (ТКФ - Ca3(PO4)2), и на основе биостекол. Пирофосфат кальция (ПФК, Ca2P2O7), а также керамические композиционные материалы, содержащие ПФК, в качестве биоматериала в литературе рассмотрены недостаточно. Целью данной работы являлось получение керамических однофазных и композиционных материалов на основе ПФК. ПФК получали термической обработкой синтезированных (реакция 1) порошков брушита (CaHPO4•2H2O) или монетита (CaHPO4) в соответствии с реакцией (2), поэтому одной из задач работы было изучение влияния условий синтеза из растворов (1) и условий проведения реакции (2) на размеры частиц брушита, монетита и ПФК. Выявлено, что для уменьшения размера частиц ПФК необходимо использовать синтез брушита из концентрированных растворов ([Ca2+]=2 М) и быстрое нагревание до температуры 600 оС. Са(NO3)3+(NH4)2HPO4 +2H2O = 2CaHPO4•2H2O + 2NH4NO3 (1) 2CaHPO4•2H2O = Ca2P2O7 + 5H2O (2) Композиционные материалы получали из смесей ГАП/ПФК. При термообработке данных смесей протекает твердофазная реакция (3) с образованием трехкальциевого фосфата. В связи с этим второй задачей являлось изучение термического поведения смеси ГАП/ПФК и выявление закономерностей протекания твердофазной реакции (2) в интервале температур 700 – 800 оС. Ca2P2O7 + Ca10(PO4)6(OH)2 = 4Ca3(PO4)2 + H2O (3) Третьей задачей работы явилось исследование микроструктуры получаемых керамических материалов и композитов, а также влияние способа получения порошка ПФК на микроструктуру материала. Выявлено бимодальное распределение зерен по размерам в композиционном материале на основе ПФК/ТКФ. Увеличение размера частиц ПФК в исходной смеси приводит к уменьшению плотности прессовок и, как следствие, к увеличению пористости получаемого композита. Таким образом, определены условия подготовки порошка пирофосфата кальция, пригодного для изготовления резорбируемых двух- (ПФК/ТКФ) и трехфазных (ПФК/ТКФ/ГАП) композиционных материалов. Получена резорбируемая керамика на основе ТКФ с размером зерна не превышающим 300 нм.
- Добавил в систему: Сафронова Татьяна Викторовна