V. Фосфатно-кальциевая керамика – биополимер для регенерации костных тканей

Поражения костных тканей в результате патологических заболеваний, таких как остеомиелит, остеосаркома, остеопороз, или травм занимают одно из первых мест среди причин смертности, временной нетрудоспособности и развития инвалидности. Для восстановления работоспособности человека поврежденные участки костной ткани замещают имплантатами из биологически инертных (металлы, пластмассы) или активных материалов (фосфатно-кальциевая керамика, биостекла, костные алло- и аутографты). Однако такой подход не всегда приводит к положительным результатам из-за возможного отторжения организмом инертных материалов, деградации здоровой костной ткани в месте контакта, механический несовместимости ткани-хоста и имплантата, опасности иммунных реакций, необходимости вторичных хирургических операций.

В последнее десятилетие активно развивается принципиально иная концепция – так называемая тканевая инженерия. Она основана не на замещении, а на регенерации костной ткани [43]. Организм сам может восстанавливать поврежденную костную ткань, если для этого созданы надлежащие условия: имеется матрикс соответствующей архитектуры, на котором происходит наращивание ткани, и необходимые стимулы для остеогенеза. Одним из ключевых моментов этой медицинской технологии является материал матрикса, который должен обладать определенными качествами. Он должен быть биологически совместим с организмом; иметь взаимосвязанные поры размером от 100 мкм до 1 мм и каналами между порами от 10 до 100 мкм, необходимые для обеспечения биологических потоков, прорастания костной ткани, сосудов и нервных окончаний в имплантат; обладать кинетикой биологической деградации (резорбции) в организме, согласующейся с кинетикой остеогенеза; должен обладать достаточными показателями механических свойств, чтобы выдерживать физиологические нагрузки в переходный период.

Полагают, что оптимальным материалом матрикса является композит фосфатно-кальциевая керамика – биополимер, моделирующий по фазовому составу и микроструктурной организации костную ткань. Наиболее перспективными фосфатами кальция для изготовления композитов является гидроксиапатит (ГА), трикальцийфосфат (ТКФ) и карбонат-замещенный ГА (КГА), а биологическими полимерами – хитозан, желатин и их комбинация.

Разработка физико-химических основ технологии композиционных материалов, сочетающих биосовместимость и твердость фосфатно-кальциевой керамики с регулируемой резорбируемостью и эластичностью, свойственной биополимерам, является актуальной, пока еще не решенной задачей, имеющей важное социальное значение [44].

Рис. 4. Технологическая схема пористых композиционных матриксов с полимерным каркасом

Заключение

 

Итак, много нового человечество узнало, и много больше узнать еще предстоит, и горят огнем сердца ученых, и проводятся все новые эксперименты. Композиционные материалы – это материалы будущего, что вскоре станет нашим настоящим. Среди них материалы с пористой структурой имеют весомое значение для улучшения жизненной деятельности человека, так как они применяются в самых разнообразных сферах, дают возможность повышать качество иных уже существующих материалов и в целом могут быть использованы для улучшения качества жизни общественности.

 

Список литературы

 

1. Г. К. Боресков, Гетерогенный катализ, Наука, Москва, 1987.

2. Г. К. Боресков, Катализ. Вопросы теории и практики, Наука, Новосибирск, 1987.

3. М. В. Ландау, Катализаторы на основе молибдена и вольфрама для процессов переработки нефтяного сырья, ЦНИИТЭнефтехим, Москва, 1995.

4. А. В. Киселев, Углеродные сорбенты и их применение в промышленности, Наука, Москва, 1983.

5. Элвин Б. Стайлз, Носители и нанесенные катализаторы. Теория и практика, Химия, Москва, 1991.

6. В. А. Семиколенов, Журн. прикл. химии, 70 (1997) 785 с.

7. В. Б. Фенелонов, Пористый углерод, изд. Ин-та катализа СО РАН, Новосибирск, 1995.

8. Г. М. Бутырин, Высокопористые углеродные материалы, Химия, Москва, 1986.

9. А. П. Карнаухов, Адсорбция. Текстура дисперсных и пористых материалов, Наука, Новосибирск, 1999.

10. 14 Yu. I. Yermakov, V. F. Surovikin, G. V. Plaksin et al., React. Kinet. Catal. Lett., Металлургия, Москва, (1987) 435 с.

11. Г. В. Плаксин, Разработка и исследование новых типов углеродных носителей катализаторов, Дис. . канд.хим. наук, Новосибирск, 1991.

12. Г.В. Плаксин, Труды III Междунар. симп. .Катализ в превращениях угля., Новосибирск, 1997, ч. 1, с. 99 с.

13. Р. Дж. Фаррауто, Кинетика и катализ, ЦНИИТЭнефтехим, Москва, (1998) 646 с.

14. В. А. Дзисько, Основы методов приготовления ката-

лизаторов, Наука, Новосибирск, 1983.

15. Б. Л. Храмов, Э. Н. Юрченко, Т. В. Челкова, Журн.прикл. химии, ЦНИИТЭнефтехим, Москва, (1994) 1253 с.

16. Ю. Г. Широков, Э. Н. Юрченко, А. П. Ильин, В. Ю. Про-

кофьев, Наука, Москва, (1995) 79 с.

17. В. В. Демин, В. С. Бесков, А. В. Беспалов, Хим. пром-

сть, Наука, Новосибирск, (1989) 509 с.

18. 60 Э. Н. Юрченко, В. Ю. Прокофьев, А. П. Ильин, Ю. Г. Ши-

роков, Журн. прикл. химии, ЦНИИТЭнефтехим, Москва, (1995) 607 с.

19. В. И. Ванчурин, В. С. Бесков, Хим. пром-сть, ЦНИИТЭнефтехим, Москва, (2000), 145 с.

20. 37 В. К. Дуплякин, О. Н. Бакланова, Г. В. Плаксин, Хим.

пром-сть, Наука, Москва, (1996) 43 с.

21. 65 О. Н. Бакланова, Г. В. Плаксин, В. К. Дуплякин, Химия в интересах устойчивого развития, А. с. 1352707 СССР, (2000) 667.

22. В. А. Семиколенов, Журн. прикл. химии, ЦНИИТЭнефтехим, Москва, (1997) 785.

23. В. А. Семиколенов, Успехи химии, 61 (1992) 320.

24. А. Н. Старцев, С. А. Шкуропат, В. И. Зайковский и др., Кинетика и катализ, Наука, Москва, (1988) 398.

25. В. А. Мамян, Л. А. Геворкян, Л. А. Оганесян, А. С. Лисицын, Пласт. массы, Химия, Москва (1990) 80 с.

26. В. А. Мамян, Л. А. Геворкян, Л. А. Оганесян, А. С. Лисицын, Пласт. массы, Химия, Москва, (1990) 80 с.

27. М. А. Ряшенцева, Изв. РАН. Сер. хим., А. с. 1352707 СССР, (1996) 2119.

28. М. А. Ряшенцева, В. И. Аваев, Химия, Москва, (1999) 1006 с.

29. В. Ф. Суровикин, Л .В. Полуэктов, С. И. Филиппов и др., Пат. 1319475 РФ, 1993.

30. О. Н. Бакланова, В. К. Дуплякин, В. В. Шим и др., Междунар. семинар. Блочные носители и катализаторы сотовой структуры., Тез. докл., Новосибирск, 1995, ч. 1, с. 192.

31. С. В. Земсков, Л. Л. Горностаев, В. Н. Митькин и др., Пат. 2054375 РФ, 1996.

32. Г. А. Коваленко, В. А. Семиколенов, Е. В. Кузнецова и др., Коллоид.журн., 61 (1999) 787.

33. В. Ф. Суровикин, М. С. Цеханович, В. М. Шопин, Ю. В. Суровикин, Тр. Междунар. симп. по адсорбции и хроматографии макромолекул, Москва, 1994, с. 109.

34. Лыньков Л.М., Богуш В.А., Колбун Н.В. и др. // Доклады БГУИР. 2004. Т. 2, № 5. С. 152–167.

35. ГОСТ 30381-95 ССБТ. Поглотители электромагнитных волн для экранированных камер. Общие технические тре-

бования. Мн., 2000. 24 с.

36. Украинец Е.А., Колбун Н.В. // Докл. БГУИР. 2003. Т. 1, № 4. с. 122.

37. Лыньков Л.М., Борботько Т.В., Колбун Н.В., Хижняк А.В., Чембрович В.Е. // Изв. военной академии. 2004. №3 (4), c. 75–77.

38. Лыньков Л.М., Борботько Т.В., Колбун Н.В.Пат. № 1119 BY, МПК Н 01Q 17/00. Поглотитель электромагнитного

излучения – №u20030142; Заявл. 04.04.2003; Опубл. 15.10.2003 // Афiцыйны бюлетэнь / Дзярж. пат. ведамства Рэсп. Беларусь. 2003. № 4. с. 322.

39. Колбун Н.В., Фан Н. Занг, Лыньков Л.М. и др. // Телекоммуникации: сети и технологии, алгебраическое кодирование и безопасность данных: Материалы докл. Междунар. науч.-техн. семинара. Минск, 2004. с. 78–84.

40. Борботько Т.В., Колбун Н.В., Лыньков Л.М., Терех И.С. // Новые технологии изготовления многокристальных модулей: Материалы докл. Междунар. науч.-техн. конф., Нарочь, 27 сентября – 1 октября 2004 г. Мн., 2004. с. 132–135.

41. Дерягин Б.В., Чураев Н.В, Овчаренко Ф.Д. и др. Вода в дисперсных системах. М., 1989 г., 288 с.

42. Васильев Н.Н., Исатян О.Н., Рагинский Н.О. и др. // Технический железнодорожный справочник. Государственное транспортное железнодорожное издательство – 1941.

43. Д. Тейлор, Н. Грин, У. Стаут // Биология в трех томах под редакцией Р. Сопера. Москва "Мир", 2004, 449 с.

44. Федотов А.Ю. Пористые матрицы на основе хитозана и гидроксиапатита для замещения костных дефектов // Перспективные материалы. 2007. Специальный выпуск, c. 160.

45. Композиционные материалы: Справочник / В.В. Васильев, В.Д. Протасов, В.Б. Болотин и др.; под общ. ред. В.В. Васильева, Ю.М. Тарнопольского. – М.: Машиностроение, 1990. – 512 с.

46. Исследование состояния влаги в пористых средах на основе силикагеля при их низкотемпературной обработке / Н.В. Колбун, Л.М. Лыньков - Минск, Беларусь, 2005.