Разработка основ технологии биокерамических материалов в системе гидроксиапатит-карбонат кальция

• Автор: Гольдберг, Маргарита Александровна
• Шифр специальности: 05.17.11
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2013
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 159 с. : ил.

СОДЕРЖАНИЕ
Введение
1. Обзор литературы
1.1 Ремоделирование костной ткани
1.2 Инженерия костной ткани
1.2.1 Общие сведения о биоматериалах
1.2.2 Метод инженерии костной ткани
1.3.3 Матриксы для инженерии костной ткани
1.3 Материалы матриксов для инженерии костной ткани
3.1 Гидроксиапатит, замещения в структуре гидроксиапатита
1.3.2 Катионные замещения в структуре гидроксиапатита
1.3.3 Анионные замещения в структуре гидроксиапатита
1.3.4 Карбонат-замещенный гидроксиапатит
1.3.5 Композиционные материалы на основе фосфатов кальция
1.3.6 Карбонат кальция
1.3.7 Композиционные материалы на основе фосфатов и 46 карбонатов кальция
2. Материалы и методы исследования
2.1 Материалы и технология керамики в системе ГА - КК
2.1.1 Синтез порошков
2.1.2 Термообработка порошков
2.1.3 Прессование

2.1.4 Гранулирование
2.1.5 Спекание
2.2 Методы исследования
2.2.1 Рентгенографические исследования
2.2.2 Инфракрасная (ИК) - спектроскопия образцов
2.2.3 Определение удельной поверхности порошка
2.2.4 Растровая электронная микроскопия
2.2.5 Просвечивающая электронная микроскопия
2.2.6 Метод высокотемпературной экстракции углерода в 55 несущем газе из разных фаз
2.2.7 Метод дифференциального термического анализа
2.2.8 Дилатометрическое исследование
2.2.9 Определение открытой пористости керамики
2.2.10 Определение механических характеристик керамики
2.2.11 Ионометрия растворов
2.2.12 Испытания in vitro
2.2.13 Испытания in vivo
2.3 Обработка результатов экспериментов
2.3.1 Расчет областей когерентного рассеивания (ОКР)
2.3.2 Расчет количества карбоната кальция, карбонат
замещенного гидроксиапатита и степени замещения ОН и РО43 групп на С032' группы в карбонат-замещенном гидроксиапатите

2.3.3 Расчет открытой пористости керамики
3. Синтез порошков
3.1 Влияние метода и условий синтеза на характеристики 66 порошков
3.2 Анализ карбонат-содержащих фаз методом термоэкстракции в 75 несущем газе
3.3 Влияние старения на дисперсность и морфологию порошков
> 3.4 Исследование термической стабильности материалов
4. Формирование микроструктуры при спекании и свойств керамики
4.1 Дилатометрическое исследование спекания
4.2 Исследование микроструктуры и свойств плотноспеченной 114 керамики
4.3 Спекание материалов, содержащих КК в качестве 118 преобладающей фазы
5. Разработка основ технологии пористых гранул
5.1. Основы технологии пористых гранул
5.2. Исследование пористых гранул
5.3 Растворимость пористых гранул
5.4 Биологические испытания пористых гранул
Выводы
Литература

нестехиометрический кальций-дефицитный апатит с небольшим количеством разнообразных замещений в структуре апатита. Основная доля этих замещений приходится на включение в кристаллическую структуру апатита групп С032' [2].
В зависимости от возраста человека, содержание групп С032' в КГА варьируется от 2,3 масс. % до 8 масс. %, и уменьшается с возрастом [27,70]. Включение в структуру ГА ионов С032' приводит к искажениям в кристаллической решётке, что влияет на биологическое поведение, в частности, увеличивает способность к остеоинтеграции [27].
Установлено, что ионы С032’ могут занимать две возможные позиции в решётке Г А: изоморфное замещение групп Р043' (замещение Б-типа) и групп ОН‘, находящихся в кальциевых каналах (замещение А-типа) [71,72]. Так же замещение ОН' и Р043' групп может происходить одновременно, формируя смешенный АБ -тип замещения [73,74]. Тип замещения влияет на соотношение Са/Р благодаря изменению химической формулы, Кроме того, С02 в комплексе со структурно связанной водой может адсорбироваться поверхностью кристаллов [75,76].
Замещение ОН-групп приводит к расширению элементарной ячейки вдоль оси а и небольшому сжатию вдоль оси с, что сопровождается изменением пространственной группы с Р63/т на ?21Ъ. В случае КГА Б-типа, наблюдается уменьшение параметра а и увеличение параметра с [76]. Биологический апатит всегда смешанного АБ-типа, однако, доля Б-типа