Получение биорезорбируемых образцов костных имплантов на основе окт а кальциевого фосфата Самборская Маргарита 10Н СУНЦ МГУ Руководитель Ларионов Дмитрий Сергеевич ФНМ МГУ

Замена повреждённой костной ткани Требования к имплантатам: -механическая прочность -биологическая совместимость: -отсутствие отторжения -биологическая активность -биорезорбируемость Возможные материалы для реконструкции костных тканей: -пирофосфат кальция -октакальциевый фосфат -трикальциевый фосфат Введение

Материалы: Ca(NO 3 ) 2 *4H 2 O (NH 4 ) 2 HPO 4 дистиллированная вода; водный раствор уксусной кислоты с концентрацией 0.2М; водный раствор ацетата кальция с концентрацией 0.1М, Методы и материалы Методы: растровая электронная микроскопия (Leo Supra), рентгенофазовый анализ (Дрон- 3м), ионометрия растворов (pH, pCa), механические испытания (ТШ-2). Cхема работы

1) Получение брушита из прекурсоров : четырехводный нитрат кальция гидрофосфат аммония Осуществление реакции: (NH 4 ) 2 HPO 4 + Са(NO 3 ) 2 ·4H 2 O CaHPO 4 2H 2 O +2NH 4 NO 3 + 2H 2 O 2) Прессование образцов на основе пасты из брушита в кальций-ацетатном буфере Исследования Брушит Нитрат кальция

Исследование 3) Образование бифазного материала на основе брушита и октокальциевого фосфата Ca 8 (HPO 4 ) 2 (PO 4 ) 4 5H 2 O (OКФ) с наибольшим количеством ОКФ Осуществление реакции: 8CaHPO 4 2H 2 O+2CH 3 COONa Ca 8 (HPO 4 ) 2 (PO 4 ) 4 5H 2 O+2NaH 2 PO4+ 2CH 3 COOH+ 11H 2 O 4) Построение кинетической кривой превращения брушита в ОКФ в кальций-ацетатном буфере. Нахождение максимума этой кривой и использование этого значения для дальнейших исследований.

5) Измерение изменения pH брушита в Ca/ацетатном буфере и измерение рСa брушита 6) Изготовление 2 образцов из брушита а также 2 из брушита в смеси с KCl (для достижения макропористости) 7) Выдержка образцов в Ca/ацетатном буфере 8) Измерение геометрических параметров и массы образцов. Исследование Образцы

9) Проведение обжига образцов 1 и 4 с целью получения керамических образцов: микропористого и макропористого Осуществление серии реакций: Са 8 (НРО 4 ) 2 (РО 4 ) 4 ·5Н 2 О (~150ºС) ½ Са 10 (РО 4 ) 6 (ОН) 2 + 3СаНРО 4 (~ 200ºС) ½ Са 10 (РО 4 ) 6 (ОН) 2 + 3/2γ-Са 2 Р 2 О 7 (~ 600ºС) 2Са 3 (РО 4 ) 2 + β-Са 2 Р 2 О 7 10) Измерение механической прочности всех образцов и проведение микроскопии. Исследование Компактный и макропористый образцы после обжига

Микротвердость образец 1 (керамический микропористый) 3кг/мм2 образец 2 (микропористый образец, не подверженный термической обработке) 1.5кг/мм2 образцы 3 и 4 макропористые образцы 0.5 кг/мм2 Результаты Данные значения представляются достаточными для того, чтобы использовать полученные материалы для биомедицинского применения.

Полученные образцы удовлетворяют необходимым механическим критериям (обладают достаточной микропрочностью) и могут подвергаться биологическим испытаниям. Макропористые образцы должны обладать большей биорезорбируемостью по сравнению с микропористыми образцами, поэтому в зависимости от условий возможно использование как более прочных образцов, так и менее прочных, поскольку более твердые образцы могут обладать меньшей биорезорбируемостью по сравнению с менее прочными. Керамический макропористый образец хотя и характеризуется схожими прочностными характеристиками с макропористым неоттоженным образцом, но должен обладать большей износо- и трещиностойкостью по сравнению с последним. Наиболее биорезорбируемым исходя из микроструктуры и микропрочностных показателей должен оказаться макропористый материал на основе ОКФ, полученный по методике вяжущих материалов. Выводы и их обсуждение

Автор благодарен следующим сотрудникам ФНМ за оказание помощи в работе: Ларионов Дмитрий Сергеевич Гудилин Евгений Алексеевич Кукуева Елена Вячеславовна Филиппов Ярослав Юрьевич Путляев Валерий Иванович Евдокимов Павел Владимирович Благодарности

Спасибо за внимание!