Ul'traporistye keramicheskie biorezorbiruemye materialy so slozhnoy arkhitekturoy dlya regeneratsii kostnoy tkani

Abstract

Full Text

На данный момент наиболее перспективным направлением в костной имплантации является регенеративный подход. В рамках данного подхода предполагается создание так называемых конструкций тканевой инженерии, которые обеспечивают и поддерживают рост и регенерацию естественной костной ткани самим организмом в процессе заживления дефекта. Наиболее перспективны в данном направлении био-резорбируемые керамические материалы на основе фосфатов кальция (например, на основе трикальций-фосфата ТКФ Са3(РО4)2). В то же время современная концепция биоимплантата подразумевает под собой не только биосовместимость и биорезорбируемость материала, но и наличие у него остеокондуктивных свойств. Остеокондуктивность - это способность материала создавать условия для прорастания новообразу-ющейся костной ткани, кровеносных сосудов и нервных волокон в объём имплантата, обеспечивать протекание необходимых биологических жидкостей а также прикрепление и дифференцировку клеток. Понятие остеокондуктивности определяется проницаемостью, которая необходима для прорастания нативной кости и проникновения биологических жидкостей в объем имплантата; площадью поверхности - влияет на скорость резорбции и остеогенеза; и шероховатостью поверхности, которая необходима для обеспечения адгезии и пролиферации костеобразующих клеток. В данной работе рассматривается следующий подход к повышению остеокондуктивных свойств материала: создание конструкций (скаффолдов) определенной архитектуры с мультимодальным распределением пор, как минимум трёх уровней: 1) первая мода - система пор с каналами диаметром более 500 мкм (доля не менее 70% объёма); 2) вторая мода - система пор в каркасе образца с диаметром от 50 до 200 мкм (доля не менее 15% объёма); 3) третья мода - поры с диметром менее 10 мкм (доля не менее 2% объёма). Таким образом готовое изделие должно обладать пористостью не менее 87%, что позволяет назвать такой материал ультрапористым. Первая мода пор задаётся путём стереолитографической 3D-печати; вторая - методом удаляемых добавок; третья образуется в результате неполного спекания керамического каркаса материала. Ультрапористые керамические материалы на основе трикальцийфосфата, полученные в рамках данной работы, биосовместимы, демонстрируют высокую остеокондуктивность, достаточную прочность и способность к резорбции и могут применяться в качестве основы для конструкций тканевой инженерии в костной имплантации.