Rezorbiruemaya biokeramika v sisteme Ca2p2O7- Mg2P2O7, poluchennaya s ispol'zovaniem stereolitograficheskoy pechati s zadannoy arkhitekturoy porovogo prostranstva

Abstract

Full Text

В реконструктивно-восстановительной хирургии и ортопедии необходимы костные имплантаты нового поколения, предназначенные для ремоделирования кости в области дефекта сложной формы. Учитывая, что процесс ремоделирования зависит от непростого сигнального пути между остеобластами, остеокластами и контроля механизмов гомеостаза (диф-ференцировка и т. д.), и неорганическая часть человеческой кости состоит в основном из гидроксиапатита (HAP: Ca10(PO4)6(OH)2) и витлокита (WH: Ca1BMg2(HPO4)2(PO4)12). При создании костных имплантатов неорганической природы возникает большой интерес к материалам на основе биорезорбируемых фаз, где катион магния вкупе с конденсированными фосфат-ионами может повторять раннюю стадию регенерации кости за счёт стимулирования остеогенной дифференцировки, запрещения остео-кластической активности и превращения в механически улучшенные ткани гидроксиапатита (HAP)-neo при непрерывном поступлении. Тем самым повысить предел и скорость резорбируемости можно за счёт введения в состав фаз в системе Ca2P2O7 - Mg2P2O7 Придать же материалу остеоиндуктивность, способность к адгезии и соединению остеогенных клеток, удержанию процессов их разрастания и дифференцировки, можно за счёт шероховатости поверхности и пористости. Так, с помощью современной аддитивной технологии в минимальные сроки получается физический трёхмерный объект практически любой архитектуры из компьютерной модели, выполненной с использованием систем автоматизированного проектирования. Данный подход при получении резорбируемой биокерамики в системе Ca2P2O7- Mg2P2O7 пригоден для создания остеокон-дуктивного макропористого материала, обладающего достаточной прочностью и способного поддерживать прорастание в имплантат новообразованной кости, благодаря специальной архитектуре каркаса, в которой до 80% всего объёма - связанные поры. Для биомедицинских применений проведены токсикологические исследования полученного материала для определения его безопасности (цитотоксичности), исследована биорезорбируемость, остеокондуктивность при внедрении прототипа в дефект костной ткани лабораторных животных. В результате данная разработка позволяет создавать костные имплантаты для лечения дефектов костной ткани в виде неорганической основы конструкций персонализированной костно-тканевой инженерии.