Transcript Презентация
Получение биорезорбируемых образцов костных имплантов на основе октакальциевого фосфата Самборская Маргарита 10Н СУНЦ МГУ Руководитель Ларионов Дмитрий Сергеевич ФНМ МГУ ФНМ МГУ Введение 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 Методы и материалы Материалы: Ca(NO3)2*4H2O (NH4)2HPO4 дистиллированная вода; водный раствор уксусной кислоты с концентрацией 0.2М; водный раствор ацетата кальция с концентрацией 0.1М, Методы: растровая электронная микроскопия (Leo Supra), рентгенофазовый анализ (Дрон3м), ионометрия растворов (pH, pCa), механические испытания (ТШ-2). Cхема работы Исследования Брушит Нитрат кальция 1) Получение брушита из прекурсоров : четырехводный нитрат кальция гидрофосфат аммония Осуществление реакции: (NH4)2HPO4+ Са(NO3)2·4H2O → CaHPO4∙2H2O↓+2NH4NO3 + 2H2O 2) Прессование образцов на основе пасты из брушита в кальций-ацетатном буфере Исследование 3) Образование бифазного материала на основе брушита и октокальциевого фосфата Ca8(HPO4)2(PO4)4∙5H2O (OКФ) с наибольшим количеством ОКФ Осуществление реакции: 8CaHPO4∙2H2O+2CH3COONa→ Ca8(HPO4)2(PO4)4∙5H2O+2NaH2PO4+ 2CH3COOH+ 11H2O 4) Построение кинетической кривой превращения брушита в ОКФ в кальций-ацетатном буфере. Нахождение максимума этой кривой и использование этого значения для дальнейших исследований. Исследование 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. Образцы Исследование 9) Проведение обжига образцов 1 и 4 с целью получения керамических образцов: микропористого и макропористого Осуществление серии реакций: Са8(НРО4)2(РО4)4∙5Н2О → (~150ºС) ½ Са10(РО4)6(ОН)2 + 3СаНРО4 → (~ 200ºС) ½ Са10(РО4)6(ОН)2 + 3/2γ-Са2Р2О7 → (~ 600ºС) 2Са3(РО4)2 + β-Са2Р2О7 10) Измерение механической прочности всех образцов и проведение микроскопии. Компактный и макропористый образцы после обжига Результаты 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 Данные значения представляются достаточными для того, чтобы использовать полученные материалы для биомедицинского применения. Выводы и их обсуждение 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. Благодарности 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 Спасибо за внимание!