Пористая гидроксиапатитовая керамика и композиционные материалы на ее основе

• Автор: Комлев, Владимир Сергеевич
• Шифр специальности: 05.17.11
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2001
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 101 с. : ил

1.1 Структура и свойства естественной кости

1.2 Синтез и свойства гидроксиапатита

1.3 Керамика на основе гидроксиапатита.

1.3.1 Плотная керамика на основе гидроксиапатита.

1.3.2 Пористая керамика на основе гидроксиапатита

1.3.3 Пористые керамические гранулы из гидроксиапатита.

1.3.3.1 Методы гранулирования

1.3.3.2 Применение гранул ГА в медицине.

1.4 Композиционные материалы на основе гидроксиапатита.

1.5 Выводы из обзора литературы

ЦЕЛЬ РАБОТЫ.

ГЛАВА 2. МАТЕРИАЛЫ И МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ
2. Материалы.
2.2 Изготовление пористых керамических гранул из гидроксиапатита
2.3 Изготовление гидроксиапатитовой керамик с бимодальным распределением
2.4 Термнческая обработка .
2.5 Определение линейной усадки при спекании
2.6 Изготовление композиционных материалов на основе гидроксиапатитовой керамики
2.7 Распределение гранул по размерам
2.8 Микроструктура и морфология.
2.9 Фазовый состав.
2. Определение удельной поверхности, плотности и пористости гидроксиапапгговой керамики
2. Механические испытания
2. Эксперимент i vi
2. Фармокинетическое исследование
ГЛАВА 3. ПОРИСТЫЕ КЕРАМИЧЕСКИЕ ГРАНУЛЫ ИЗ
ГИДРОКСИАПАТИТА
3.1 Влияние характеристик исходных порошков и технологических параметров на свойства гранул.
3.1.1 Размер 1ран у л
3.1.2 Пористость гранул
3.1.3 Фазовый состав.
3.1.4 Микроструктура и морфология
3.2 Эксперимент i vi.
3.3 Фармокинетическое исследование.
ГЛАВА 4, ПОРИСТАЯ ГИДРОКСИАПАТИТОВАЯ КЕРАМИКА С БИМОДАЛЬНЫМ РАСПРЕДЕЛЕНИЕМ ПОР.
4.1 Влияние технологических параметров на свойства гидроксиапатитовой
керамики.
4.1.1 Пористость гидроксиапатитовой керамики.
4.1.2 Механические свойства
ГЛАВА 5. КОМПОЗИЦИОШТЫЕ МАТЕРИАЛЫ НА ОСНОВЕ ПОРИСТОЙ ГИДРОКСИАПАТИТОВОЙ КЕРАМИКИ
5.1 Инфильтрация полимера в керамику.
5.2 Механические свойства композитов.
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
ОБЩИЕ ВЫВ ОДЫ.
БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК ИСПОЛЬЗУЕМОЙ ЛИТЕРАТУРЫ
ПРИЛОЖЕНИЕ
ПРИЛОЖЕНИЕ
ПРИЛОЖЕНИЕ
ПРИЛОЖЕНИЕ
ОБЩИЕ УКАЗАТЕЛИ.
ВВЕДЕНИЕ


Биологическое поведение керамических материалов на основе ГА зависит от многих факторов, в том числе от их химического и фазового состава, микроструктуры, размера и содержания лор. В хирургии используют как плотно спеченную, так и пористую керамику, в зависимости от требований, предъявляемых к несущей способности имплантируемого устройства. Пористая керамика имеет низкую прочность, поэтому е можно использовать либо для имплантации в ткани, не несущие значительных нагрузок операции на среднее ухо, некоторые челюстнолицевые операции, либо в качестве средства для локализированной доставки лекарственных препаратов , Поры в имплантате необходимы для остеоинтеграции. Этот процесс зависит от размера, количества и степени взаимосвязанности пор. Полагают, что минимальный размер пор, необходимых для прорастания костной ткани в имплантат, составляет мкм чем больше их содержание и степень взаимосвязи, тем. Размножению остеогенных клеток предшествует адсорбция протеинов, следовательно, наличие также и тонких, субмюсроиных пор, соизмеримых но размеру с протеинами плазмы крови, должно способствовать биоинтеграции ,,. Таким образом, необходима керамика с бимодальным распределением пор. Особый интерес представляют гранулы из ГА, которые нашли применение, например в челюстнолицевой хирургии и системе доставки лекарственных препаратов. Последняя предпочтительней как для предотвращения воспалительной реакции организма, так и для процесса остеошггеграшш ,. На основе пористой керамики могут быть созданы композиционные материалы, например пропиткой порового пространства полимером. Это позволит повысить прочность до уровня, необходимого для применения материала в качестве костного имплантата, несущего значительные нагрузки. Многие из отмеченных задач, в частности технология пористых гранул сферической формы, керамики с бимодальным распределением пор, композиционных материалов на основе ГА нельзя рассматривать как полностью решенные, несмотря на пх актуальность в связи с по требностями современной медицины. Важно знать физические, химические и механические свойства естественной кости, потому что опи дают необходимые количественные ориентиры при разработке новых материалов для изготовления медицинских имплантатов. Кость живого человека является сложно устроенным, активно функционирующим и непрерывно изменяющимся в течение жизни органом. Структурнофункциональной единицей кости является остеон, представляющий собой микроскопическую систему костных трубок цилиндров вставленных друг в друга. Центром системы является питающий канал диаметром от до 0 мкм, внутри которого проходит кровеносный капилляр. Количество костных цилиндров, составляющих остеон, может колебаться от 4 до . Из остеонов состоит компактное вещество кости, а губчатое вещество кости представляет собой пористую матрицу рис. Снаружи кость покрыта тонкой соединительной тканью надкостницей, содержащей сосуды и нервы, которые проникают в толщу кости через так называемые питательные отверстия. Внутренний слой надкостницы содержит большое число остеобластов, за счет которых происходит рост кости ,. Рис. Структура компактной а и губчатой б кости взрослого человека. Кость является керамикоорганнческим композиционным материалом, главными составляющими которого являются коллаген , фосфат кальция и вода 9 . Другие органические материалы, типа белков, полисахаридов. Коллаген находится внутри костной ткани в виде микроволокон диаметром от 0 до нм. Фосфат кальция в виде закристаллизованного ГА обеспечивает жесткость кости. Кристаллы ГА имеют вид игл приблизительно длиной нм, шириной нм, и толщиной 1, нм . Минеральный компонент кости, хотя и подобен ГА, но он содержит примеси ионов фтора, магния, натрия и др. Кость весьма неоднородна по микроструктуре и механическим свойствам. Механические свойства определяются пористостью содержание пор варьируется от 5 до , степенью минерализации и ориентацией волокон коллагена . Например, кортикальная кость является композиционным материалом, на наноструктурном уровне представляющим собой взаимопроникающий каркас, состоящий из минералов на основе ГА и волокон коллагена.