Композиционные апатит-волластонитовые и апатит-диопсидовые керамические материалы медицинского назначения

• Автор: Шумкова, Виктория Валерьевна
• Шифр специальности: 05.17.11
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2002
• Место защиты: Томск
• Количество страниц: 192 с. : ил

СОДЕРЖАНИЕ

Общая характеристика работы

1. Современное состояние разработки и производства биокерамических материалов

1.1. Основные классы и свойства биоматериалов, биоактивность и

биосовместимость

1.2. Гидроксиапатитная биокерамика

1.3. Алюмооксидная биокерамика

1.4. Биоактивные стекла и ситаллы

1.5. Биоактивные покрытия

1.6. Обобщение литературных данных и постановка задач

исследования

2. Объекты и методы исследования
2.1. Г идроксиапатит СаюРб0Н2
2.1.1. Общая характеристика, структура и свойства
гидроксиапатита
2.1.2. Возможности изоморфного замещения иона гидроксила
на галогениды в гидроксиапатите
2.1.3. Получение гидроксиапатита
2.2. Диопсид
2.3. Волластонит
2.4. Методы исследований
2.4.1. Химический анализ
2.4.2. Рентгенографический анализ
2.4.3. ИК спектроскопический анализ
2.4.4. Комплексный термический анализ
2.4.5. Электронная и оптическая микроскопия
2.5. Методики определения свойств
3. Синтез гидроксиапатита СаоРбОН2
4. Биокерамика на основе гидроксиапатита и природных минералов
5. Пористая апатитволластонитовая биокерамика
6. Композиционные материалы медицинского назначения на основе диопсидового ситалла
6.1. Теоретические основы получения ситаллов
6.1.1. Общая характеристика пироксеновых ситаллов
6.1.2. Влияние химического состава стекла на процессы
получения ситаллов пироксенового состава
6.1.3. Влияние температурной обработки стекол на процесс
кристаллизации
6.1.4. Роль катализаторов в процессе кристаллизации стекол
пироксенового состава
6.1.5. Технологические приемы получения ситаллов
6.2. Получение и исследование композиционных биосигаллов на основе природного диопсида и гидроксиапатита
6.2.1. Получение стекол диопсидового состава
6.2.2. Разработка и исследование биоситаллов на основе
стекла диопсидового состава
7. Возможности использования апатитволластонитовой керамики в клинической стоматологии
Общие выводы
Список используемой литературы


Непосредственно в области, занятой материалом, остеогенеза не происходит. По данным Н. S. Cheung /1/, высота беззубого альвеолярного отростка после имплантации препарата Durapatite поддерживалась на протяжении лет. Клинически материал хорошо переносится, без очевидного воспаления или отторжения, хотя имеются отдельные сообщения о развитии острой воспалительной реакции при дислокации блоков непористого гидроксиапатита //. Пористая гидроксиапатитовая керамика (Osteograph/LD, PHA Interpore , Алгипор) является остеокоидуктором, т. Одной из применяемых форм пористой керамики является ее гранулят. В основе биологических эффектов при имплантации гранул ята высокотемпературного спекания (Osteograph/LD, OsteoGen) в костные дефекты лежит прорастание соединительной ткани и в ее составе остеогенных элементов в межгранулярные пространства. Это послужило основанием для использования данного материала в качестве покрытия эндопротезов, конструкций для остеосинтеза, дентальных имплантатов. Такие изделия, имеющие гидроксиапатитное напыление на своей поверхности, обладают лучшими параметрами стабильности в раннем послеоперационном периоде за счет активно протекающих процессов остеорепарации. Однако формирование полноценного костного регенерата не происходит даже в отдаленные сроки после имплантации, так как репарат внутри нор попадает в нефизиологические условия существования /-/. Биоактивность - основное свойство, позволяющее использовать биокерамику в качестве заменителя и строительного материала при замещении искусственного имплантата живыми тканями организма. Изучение пористости важно с точки зрения возможности ассимиляции биокерамики и ее срастания с костной тканью. Механические свойства искусственного протеза должны соотноситься с существующими нагрузками на кости или зубы организма. В табл. Таблица 1. При исследовании биологической активности материалов широко используются эксперименты in vitro: изучение поведения материала в различных средах (воде, физиологических растворах, плазме), а также эксперименты in vivo: имплантация материала в организм животных, как правило, мышей, крыс, кроликов, собак. По истечении определенного времени извлеченные образцы исследуют физико-химическими, структурными, морфологическими и другими методами /-/. Это позволило сформулировать основные положения, определяющие биологическую активность материалов. С позиций физикохимии механизм образования связи биоматериала с костью заключается в реализации комплекса поверхностных явлений и процессов. В результате этих процессов на границе раздела имплантат - кость появляется промежуточная зона, которая характеризуется выраженным градиентом концентрации отдельных компонентов и переменной по толщине структурой - от гелеобразной аморфной до поликристаллической. Поскольку минеральная фаза естественной кости представлена гидроксиапатитом, большинство исследователей /1, 3, , -/ связывают биоактивность кальцийфосфатсодержащих материалов с образованием апатитоподобного слоя в переходной зоне имплантат - кость. Определяющая роль этого слоя в процессе срастания подтверждается экспериментами //: появление прочной монолитной композиции из двух сочлененных образцов биокерамического материала, помещенных в физиологический раствор на длительное время. Установлено, что слой, связывающий имплантат и костную ткань, образуется в результате перехода кальций- и фосфат-ионов в окружающую биологическую жидкость. Предположение, что биологический гидроксиапатит осаждается именно на этом слое, было проверено гистологическими исследованиями при имплантировании биоактивного стекла в кость кролика на 2- недели. Исследования поверхности раздела костной ткани и имплантата, проверенные методами сканирующей электронной микроскопии и электронно-зондового микроанализа //, установили появление реакционного слоя, связанного с природной костью, в течение двух недель после операции. Происходила взаимодиффузия элементов, содержащихся в биоактивном материале и живой кости. Через 8 и более недель имплантат постепенно би оде градировал и поглощался костной тканыо.