Разработка защитных биосовместимых керамических и полимерных покрытий на поверхности титана

• Автор: Зеличенко, Елена Алексеевна
• Шифр специальности: 05.17.02
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2011
• Место защиты: Северск
• Количество страниц: 155 с. : ил.

СОДЕРЖАНИЕ
ВВЕДЕНИЕ
1 ФОРМИРОВАНИЕ ПОКРЫТИЙ МЕТОДАМИ АНОДНОИСКРОВОГО И МИКРОДУГОВОГО ОКСИДИРОВАНИЯ. КЛАССИФИКАЦИЯ

БИОМАТЕРИАЛОВ ОБЗОР ЛИТЕРАТУРНЫХ ДАННЫХ .

1.1 Анодирование в расплавах солей.

1.2 Анодирование в газовой плазме

1.3 Плазменноэлектролитическое анодирование.

1.4 Микродуговое оксидирование.

1.4.1 Основные представления о механизме МДО.

1.5 Костная ткань структура и функции.

1.6 Материалы, используемые в восстановительной медицине.

1.6.1 Металлы и сплавы.
1.6.2 Биоинертные керамические материалы.
1.6.3 Биоактивные керамические материалы.
1.7 Синтез гидроксиапатита.
1.7.1 Синтез гидроксиапатита из растворов
1.7.2 Твердофазный синтез гидроксиапатита
1.7.3 Гидротермальный синтез гидроксиапатита.
1.8 Методы исследований свойств биоматериалов
1.9 Биологическая активность материалов
Выводы по главе
2 СИНТЕЗ БИОЛОГИЧЕСКОГО ГИДРОКСИАПАТИТА
2.1 Объекты исследований и приборы.
2.2 Методика эксперимента
2.3 Результаты и обсуждение
Выводы по главе
3 РАЗРАБОТКА ЗАЩИТНЫХ БИОСОВМЕСТИМЫХ КЕРАМИЧЕСКИХ ПОКРЫТИЙ НА ПОВЕРХНОСТИ ТИТАНА.
3.1 Методика эксперимента
3.1.1 Установка микродугового оксидирования
3.1.2 Подготовка поверхности образцов для нанесения покрытий.
3.1.3 .Описание экспериментальной ячейки.
3.1.4 Параметры исследований процесса микродугового оксидирования
3.2 Результаты эксперимента и обсуждение
3.2.1 Разработка состава электролита.
3.2.2 Влияние напряжения и времени на свойства и качество покрытия
3.3 Физикохимические и механические свойства кальцийфосфатного
покрытия.
Выводы по главе
4 КОМПОЗИТНОЕ КАЛЬЦИЙФОСФАТНОЕ ПОЛИМЕРНОЕ ПОКРЫТИЕ
4.1 Характеристика хитозана
4.2 Методика эксперимента
4.3 Результаты экспериментов и обсуждение
4.4 Физикохимические и механические свойства кальцийфосфатного
полимерного покрытия
Выводы по главе.
5 ИССЛЕДОВАНИЕ БИОЛОГИЧЕСКОЙ АКТИВНОСТИ ПОКРЫТИЙ
5.1 Методика экспериментов и обсуждение результатов.
5.1.1 Санитарнохимические испытания
5.1.2 Испытания цитотоксичности.
5.1.2.1 Испытания цитотоксичности i viI
5.1.2.2 Исследование местного действия после имплантации
5.1.3 Остеогенность.
Выводы по главе.
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННОЙ ЛИТЕРАТУРЫ


Наиболее технологичным и применяемым является микродуговой метод (МДО)' формирования покрытий в водных растворах электролитов. К сожалению, не удается получить биоактивные керамические покрытия с необходимой прочностью на основе чистого гидроксиапатита, так как они характеризуются довольно низкой стойкостью к распространению трещин. По этим причинам ведется интенсивный поиск новых композиционных материалов с улучшенными механическими характеристиками. Получения нанодисперсного гидроксиапатита биологического происхождения, а также биоактивных керамических покрытий, с улучшенными механическими свойствами на- титане и его сплавах, является задачей актуальной и востребованной. Цель работы. Разработка защитных биосовместимых керамических и полимерных покрытий на поверхности титана. Са/Р = 1, и наибольшую площадь удельной поверхности 8уд = ,5 м2/г имеет порошок, полученный деминерализацией 1 моль/л НС1. Научная новизна подтверждается положительным решением по 2 заявкам на изобретения. РА. Апробация, работы. Красноярск, ); Th. Essen Symposium on Biomaterials and Biomechanics (Дюссельдорф, ); Th. Essen Symposium on. Biomaterials and. Biomechanics (Дюссельдорф, ); Международная научно-практическая конференция (Томск, ); Th. Othc summit of European Orthopaedic Research. Davos, ); Международная научно-техническая-конференция-(Пенза, ); Международный симпозиум и XI* Международная конференция. Усть - Каменногорск, ); XI Всероссийская научно-практическая конференция студентов и аспирантов (Томск, ). По материалам диссертации опубликовано более работ, в том числе 3 статьи в журналах, рекомендуемых ВАК. Структура и объем работы. Диссертационная работа состоит из введения, пяти глав, заключения, списка использованной литературы и, приложений. Работа изложена на 5 страницах, содержит рисунка, таблицы, список цитируемой литературы состоит из 1 наименования. В первой главе описаны основные характеристики формирования покрытий методами анодно-искрового и МДО, описаны биоматериалы, применяемые в восстановительной медицине, а так же рассмотрены различные методы получения гидроксиапатита, являющегося основной неорганической составляющей костной ткани организма. В четвертой главе представлены результаты разработки технологии биоактивного кальций фосфатного полимерного покрытия на титане, способного деформироваться без отслаивания от подложки, полученного методом микродугового оксидирования на основе ультрадисперсного биологического гидроксиапатита и биополимера. В пятой главе приведены результаты биологической аттестации полученных материалов. В приложении приведены 2 справки об использовании результатов работы и технологическая схема производства титановых имплантатов с биоактивными покрытиями. ФОРМИРОВАНИЕ ПОКРЫТИЙ МЕТОДАМИ АНОДНОИСКРОВОГО И МИКРОДУГОВОГО ОКСИДИРОВАНИЯ. В последние годы значительное внимание уделяется созданию керамических материалов медицинского назначения, предназначенных для-использования при реконструкции дефектов костных тканей, образующихся. Использование материалов на основе фосфатов кальция, характеризующиеся- биологической совместимостью с тканями организма и активностью по отношению к соединению с костной тканью и формированию новой костной ткани, предоставляет уникальные возможности в этом направлении; Разработано и изучено много вариантов использования керамических материалов в организме []: от спеченных имплантатов, несущих физиологические нагрузки, до цементов, применяемых для1 пластики костных дефектов, керамических средств локализованной и пролонгированной доставки лекарственных препаратов в организм, биоактивных покрытий, обеспечивающих интеграцию имплантата с костной тканыо, и пористых матриксов для клеточных технологий реконструкции костных тканей. Разработка новых экологически чистых технологий нанесения высокоэффективных и надежных биопокрытий на эндопротезы для продления и улучшения качества жизни человека, бесспорно, является сегодня одной из самых актуальных задач современного медицинского материаловедения [-]. Существует несколько методов электрохимического формирования покрытий.