ИСТИНА |
Войти в систему Регистрация |
|
ИСТИНА ИНХС РАН |
||
Разработанные биорезорбируемые материалы будут предназначаться для замещения поврежденных участков костной ткани, которые постепенно замещаются природной костью, являясь при этом источником элементов, необходимых для регенерационных процессов. Химический состав получаемых материалов будет представлять собой модифицированный трикальциевый фосфат Ca(3-x)M2x(PO4)2с высокой относительно прочих фосфатов растворимостью. Технология производства реакционно-связанных материалов основана на гидролитической конверсии модифицированного фосфата кальция в различных водных растворах с образованием апатитовых “перешейков” между частицами исходных фаз. Получение трехмерных высокопористых керамических конструкций с заданной архитектурой будет осуществлено с помощью стереолитографической 3D-печати специальных керамических суспензий. Полученные таким образом изделия будут представлены в нескольких формах, использование каждой из которых предпочтительно в определенных клинических случаях. Так, во-первых, будет предложена система порошок-затворяющая жидкость для получения цемента для заполнения небольших костных дефектов, либо скрепления осколков кости. Во–вторых, прочные плотные заготовки, которые могут после предварительной механической обработки использованы в тех участках кости, которые испытывают интенсивные нагрузки. В-третьих, макропористые материалы с заданной структурой и связанной системой пор, которые обеспечивают наиболее эффективное прорастание костной ткани. И, наконец, в качестве четвертого типа выступают пористые гранулы заданного состава, которые наиболее широко применяются в челюстно-лицевой хирургии, где важно заполнить большие полости сложной формы и обеспечить возможность прорастания новообразующейся кости.
Различными методами формования получены имплантаты на основе нового поколения синтетических реакционно-связанных и керамических фосфатно-кальциевых материалов. Были получены данные по фазовому составу, морфологии, гранулометрии, растворимости, пористости и механическим характеристикам полученных порошков и материалов.
другие гранты РФ, Новые материалы с уникальными свойствами |
# | Сроки | Название |
1 | 1 марта 2016 г.-31 декабря 2016 г. | Имплантаты на основе нового поколения синтетических реакционно-связанных и керамических фосфатно-кальциевых материалов, полученные различными методами формования |
Результаты этапа: В результате проделанных работ были получены следующие результаты: 1) Разработана методика получения апатитового цемента на основе высокотемпературной фазы Ca2,5Na(PO4)2 со временем схватывания более 30 минут и прочностью при сжатии 22±2 МПа. Разработана методика получения брушитовых цементов на основе Ca2,5Na(PO4)2, для чего был использован раствор полифосфата натрия в качестве добавки-замедлителя, что позволило увеличить время схватывания до 5 минут. При этом прочностные характеристики брушитного цемента достигли 20 ±2 МПа. 2) Реакционно-связанный материал на основе Ca2,5Na(PO4)2 показал невысокую прочность при сжатии (50±8 МПа), причиной чему является слишком большой объемный эффект при протекании реакции, проводящий к растрескиванию материала. 3) Разработана методика получения макропористого реакционно-связанного материала на основе α-трехкальциевого фосфата, который при пористости 60% показывает прочность при сжатии 10±2 МПа. 4) Разработана методика получения гранул с пористостью до 60% на основе реакционно-связанных материалов с размером 0,5-1,5 мм. 5) Получены керамические остеокондуктивные материалы с заданной архитектурой Кельвина на основе двойных фосфатов кальция и натрия с максимальным содержанием высокотемпературной фазы «А» с повышенным уровнем резорбции. Полученные материалы имеют форму цилиндра высотой 2.6 мм и диаметром 2.5 мм со структурой Кельвина и обладают достаточной механической прочностью на уровне 10 МПа. Общая пористость полученных керамических материалов равна 80%. Разработана методика ориентации керамических имплантатов в полости дефекта, работающая по принципу «ключ-замок». Все разработанные материалы обладают следующими преимуществами: 1) Биоактивность – предварительные биологические испытания in vitro показали, что используемый химический состав не будет отторгаться в организме; 2) Контролируемая резорбируемость (растворимость) – управление химическим составом позволяет управлять скоростью удаления материала из организма; 3) Лечение труднодоступных дефектов – цементный тип материала, позволяет восстанавливать небольшие дефекты со сложным расположением путем инжектирования; 4) Остеокондуктивность – использование аддитивных технологий позволяет создавать материалы с контролируемой макропористостью и заданной архитектурой, которые позволяют управляемо повышать физическую проницаемость для ускорения скорости врастания новой костной ткани пациента; 5) Индивидуальность – цементный тип материалов позволяет восстанавливать небольшие дефекты любой формы без предварительных манипуляций; высокая прочность реакционно-связанных материалов позволяет проводить механическую постобработку для создания имплантата необходимой формы для индивидуального клинического случая; с помощью метода трехмерной печати возможно придание необходимой формы имплантата согласно данным компьютерной томографии пациента, что значительно (в несколько раз) сокращает время операционного вмешательства. Таким образом, за отчетный период 2016 г. все работы выполнены в срок и в полном объеме. Получены абсолютно новые прототипы костного имплантата, как по составу материала, функциональным свойствам, так и по методике его получения в виде гранул, цементов, реакционно-связанных материалов, высокопористых керамических материалов, изготовленных методом трехмерной печати, с заданной на основе модифицированного трикальциевого фосфата Ca(3-x)M2x(PO4)2. Функциональные характеристики (биоактивность, скорость растворения, механическая прочность, возможность использования индивидуальной архитектуры и т.д.) и низкая стоимость полученных материалов позволят успешно заместить импортные материалы на отечественном рынке биоматериалов для остеопластики. |
Для прикрепления результата сначала выберете тип результата (статьи, книги, ...). После чего введите несколько символов в поле поиска прикрепляемого результата, затем выберете один из предложенных и нажмите кнопку "Добавить".