Получение и комплексная оценка свойств минералнаполненных композитов на основе полимеров - полиметилметакрилата и сверхвысокомолекулярного полиэтилена, для костной пластики в челюстно-лицевой области

• Автор: Лазарев, Александр Юрьевич
• Шифр специальности: 14.00.21
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2008
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 128 с. : 27 ил.

ОГЛАВЛЕНИЕ

Используемые сокращения

ВВЕДЕНИЕ
Глава 1. БИОСТАБИЛЬНЫЕ ПОЛИМЕРЫ, ИСПОЛЬЗУЕМЫЕ В СТОМАТОЛОГИИ И ЧЕЛЮСТНО-ЛИЦЕВОЙ ХИРУРГИИ (обзор литературы)
1.1. Применение искусственных материалов для костной пластики в челюстно-лицевой области

1.2. Физико-механические характеристики биостабильных полимеров

Глава 2. ОБЪЕКТЫ И МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ

2.1. Объекты и методы исследования физико-механических и структурных свойств полимеров

2.1.1. Используемые материалы

2.1.2. Приготовление композиции и изготовление образцов

2.1.3. Методы исследования
2.2. Объекты и методы экспериментальных исследований
2.2.1. Материал исследования и техника оперативного вмешательства
Глава 3. ФИЗИКО-МЕХАНИЧЕСКИЕ И СТРУКТУРНЫЕ СВОЙСТВА ПОЛИМЕРОВ: ПММА И СВМПЭ, НАПОЛНЕННЫЕ ГАП РАЗНОГО ГРАНУЛОМЕТРИЧЕСКОГО СОСТАВА (собственные исследования)
3.1. Определение дисперсности, кристалличности и плотности дисперсного (ГАП-д) и ультрадисперсного гидроксиапатита (ГАП-уд)
3.2. Структуры образцов СВМПЭ, наполненных Г АП разного гранулометрического состава
3.3. Влияние дисперсности ГАП на свойства наполненного СВМПЭ
3.3.1. Исследование композитов СВМПЭ - ГАП методами дифференциальной
сканирующей калориметрии (ДСК) и термомеханического анализа
3.3.2. Влияние различных типов ГАП и их смесей на физико-механические
свойства наполненного СВМПЭ
3.3.2.1. Плотность
3.3.2.2. Влияние кипячения на плотность наполненного СВМПЭ
3.3.2.3. Предел прочности на изгиб
3.3.2.4. Твердость и микротвердость образцов
3.4.3.3. Краевой угол смачивания (КУС) образцов СВМПЭ, наполненных
ГАП-д и ГАП-уд до и после кипячения
3.4. Влияние дисперсности ГАП на свойства наполненного гхолиметилметакрилата (ПММА)
3.4.1. Исследование свойств образцов ПММА, наполненных ГАП-д либо
ГАП-уд
3.4.1.1. Влияние кипячения на свойства образцов ПММА, наполненных ГАП-д либо ГАП-уд
3.4.2. Влияние смесей ГАП-д и ГАП-уд на свойства материалов
3.4.2.1. Влияние кипячения образцов смесей ГАП-д и ГАП-уд на свойства материалов
Глава
4.1. Остеоинтегративные свойства минералнаполненных имплантатов из ПММА
по данным сканирующей микроскопии
4.1.1. Результаты сканирующей микроскопии
4.2. Результаты патоморфологического исследования
Глава 5. Обсуждение результатов и заключение
Выводы
Практические рекомендации
Список литературы

Используемые сокращения
ПММА - полиметилметакрилат ММА - метилметакрилат
ГАП - гидроксиапатит производства ЗАО НПО «Полистом»
ГАП-д - гидроксиапатит дисперсный
ГАП-уд - гидроксиапатит ультрадисперсный
СВМПЭ - сверхвысокомолекулярный полиэтилен
ПЛ - полилактид
Стек - показатель предела текучести композита
стизг- показатель предела прочности композита при изгибе Е - модуль упругости КУС - краевой угол смачивания МПа - показатель предела прочности А - удельная ударная вязкость, кДж/м2 б - плотность
СЭМ - сканирующая электронная микроскопия

ВВЕДЕНИЕ
Актуальность проблемы
Актуальной проблемой медицины является разработка остеопластических материалов для замещения костных дефектов. С этой целью активно разрабатываются различные биостабильные и резорбируемые, а также комбинированные синтетические биосовместимые композиционные материалы, близкие по физико-механическим свойствам костной ткани. Среди биостабильных композитов важная роль принадлежит полиметилметакрилату, сверхвысокомолекулярному полиэтилену и полиамиду-12. Данные композиты используются в практической стоматологии и других областях медицины (Дробышев А.Ю., 2001; Бондаренко В.А., Краснов А.П., и др. 2002; Бондаренко В.А. и др., 2003; Shikinami, М. Okuno, 2001). Для усиления биосовместимости, физико-механических свойств и остеоинтегративности в состав полимеров вводят синтетический гидроксиапатит (Чергештов Ю.И., 2000; Воложин А.И., 1997-2005; Krasnov А.Р. и соавт., 2003). В механизме действия гидроксиапатита важная роль принадлежит его способности сорбировать эндогенные факторы остеогенеза, такие как морфогенетические протеины и пептиды (Десятниченко К.С. и соавт., 2000). От этих веществ в значительной мере зависит эффективность костной пластики при замещении дефектов костей скелета, в том числе в челюстно-лицевой области. В многочисленных работах, выполненных в данном направлении, использованы кристаллы синтетического гидроксиапатита (Бирюкбаев Т.Т., 2002; Алиев А.У., 2002; Немерюк Д.А., 2002; Свирко Е.В., 2002; Тополышцкий О.З., 2002; Воложин А.И., Григорьян A.C., 2002; Григорьян
A.C., Кулаков A.A., Воложин А.И. и соавт., 2003; Григорьян A.C., Воложин А.И., Краснов А.П. и соавт., 2003.).
Применительно к цели и задачам нашего исследования следует выделить работы Е.В. Свирко (2002) и Д.А. Немерюка (2002), которые

кристаллы Н3РО4) материалов. Такой гидроксиапатит имеет улучшенные физико-механические свойства, и приемлем физиологически.
Из литературных данных следует, что наполнение полимеров минеральными наполнителями с целью повышения биосовместимости композиций приводит к снижению физико-механических характеристик имплантатов. Поэтому следующим естественным шагом по улучшению-биомеханических характеристик минерал-полимерных композитов является поиск и разработка методов увеличения адгезии, а в идеале образования химических связей между поверхностью микрочастиц ГАП и полимерной матрицей. При этом композит будет представлять собой единый, цельный материал, а не механическую смесь разнородных по своим физико-химическим свойствам компонентов. Это может быть достигнуто за счет радиационной, плазменной или химической активации (образование свободных радикалов и/или неспаренных электронов или ионов) как поверхности ГАП, так и самого полимера, а таюке использования поверхностно-активных соединений, играющих роль протеинов, обеспечивающих связь между минеральной матрицей и коллагеновыми волокнами в натуральной кости. В работе (Liu Q. et al., 1996) поверхность микрочастиц ГАП была обработана водным раствором полиэлектролита (полиакриловой кислоты), который образовывал. с ней прочную связь, резко увеличивая время седиментации (образования осадка в водной суспензии) модифицированного ГАП. С другой стороны, полиакриловая кислота образовывала устойчивые химические комплексы с полиэтиленгликолем, входящим в состав биоресорбируемой полимерной матрицы. Выполнено много работ по исследованию влияния гидроксиапатита (ГАП) на свойства биостабильных и биорезорбируемых полимеров (Воложин А.И., Григорьян A.C. , 2002;; Shikinami, М. Okuno, 2000), что создает новые возможности получения биорезорбируемых композитов.