Uprugie gidrogelevye biomaterialy so slozhnoy arkhitekturoy dlya regeneratsii kostnoy tkani

Abstract

Full Text

В работе рассмотрены аспекты создания материалов для костной имплантации на основе деградируемых гидрогелей и фосфатов кальция с помощью 3D-печати. Подобная формулировка состава разрабатываемых биоматериалов обусловлена нативной костной тканью, которая содержит как органическую компоненту (коллаген), обеспечивающую упругость костей, так и неорганическую составляющую (фосфаты кальция, преимущественно представленные гидроксиапатитом ГАП), предающую костям необходимые прочностые характеристики. В качестве аналога коллагена нами предложены гидрогели на основе акрилатных производных поли-этиленгликоля (ПЭГ), которые обладают свойствами биосовместимости, биорезорбируемости, упругости и способности к набуханию в различных средах. Они могут быть получены в результате реакций радикальной фотополимеризации, лежащей в основе стереолитогра-фической 3D-печати. Метод 3D-печати в настоящее время практически безальтернативно позволяет решить вопросы персонализированного подхода во время лечения и создания остеокондуктивных материалов сложной пористой архитектуры с оптимальным соотношением проницаемости и прочности/упругости. Для замены биорезистивного ГАП были предложены высокорезорбируемые слоистые фосфаты кальция (брушит и октакальциевый фосфат), которые способны армировать гидрогелевые каркасы за счет пластинчатой морфологии частиц, а также доставлять физиологически активные белки в зону дефекта. Полученные в ходе работы биокомпозиты гидрогель/ фосфат кальция были охарактеризованы рядом физико-химических, механических и медико-биологических исследований, и могут быть рекомендованы для дальнейших клинических испытаний по замещению сложных костных дефектов человека.