Научные публикации (журналы ВАК)

 

Миллионы людей подвержены поражениям костных тканей в результате патологических заболеваний, травм, неблагоприятной экологической обстановки, стрессов и множества других факторов. Это – основная причина возрастающей потребности мировой и отечественной медицины в новых медицинских препаратах и материалах для лечения больных и замещения утраченных костных тканей человека. С античных времен медики ищут способы реконструкции костных тканей посредством замещения дефекта имплантатом для обеспечения возможности нормального функционирования поврежденного органа, например, нести физиологические нагрузки. Проблема состоит в поиске биологически совместимого материала для имплантата. Наибольший интерес в этом плане представляют фосфаты кальция. Особенно перспективны аморфные формы солей, которые, благодаря термодинамической неустойчивости, должны проявлять повышенную химическую и биологическую активность. Идеальным для этой цели представляется использование кальцийфосфатной керамики, поскольку минеральная составляющая костной ткани представлена в основном гидроксиапатитом кальция. В связи с вышеизложенным, изучен способ получения биокерамики на основе моно-дифосфатов кальция-магния. Экспериментальная часть Реагенты, аппаратура и техника эксперимента.При постановке экспериментов использовались химические и физико-химические метода анализа. В работе применялось следующее оборудование и измерительные средства: иономер Эксперт-001 фирмы Эконикс-эксперт, дифрактометр ДРОН-3 с излучением СиКα и FeKα, термоанализатор MOM Q-1500, термоанализатор STA-409 PC/PG фирмы NETZSCH, a также муфельная печь L3/12/P320 Тулячка-3уэ с программируемыми нагревом и охлаждением. На разных этапах работы использовались различные реагенты в виде растворов, паст и порошков. Для получения керамических прекурсоров использовались следующие реактивы: 1.         Кальций хлорид, СаС12; 2.         Магний хлорид, MgCl2;      З.        Гидроксид натрия, NaOH; 4.        Двузамещенный фосфорнокислый натрий, Na2HPO4*2H2O. Все использованные в работе реактивы имели квалификацию «ч.д.а.» и «х.ч.», хлорид кальция - «фармакопейный». Обсуждение результатов. Для получения кальцийфосфатной керамики использованы аморфные прекурсоры, структура которых образована в основном ионами РО4 3-и Са2+. Их получали осаждением из водных растворов в результате реакций между монофосфатными анионами и катионами кальция. Для предотвращения формирования кристаллического гидроксиапатита синтез проводился в присутствии ингибиторов кристаллизации. Для этих целей использовались вещества-доноры ионов РгО74- и Mg2+. Выбор ингибиторов обусловлен во-первых, их биогенностью, во-вторых, минимальным отклонением по свойствам от ионов РО43- и Са2+ соответственно. Был синтезирован материал на основе моно-дифосфатов кальция-магния. По данным рентгенофазового анализа вещества, осажденные из растворов с небольшим содержанием обоих ингибиторов кристаллизации, у которых отношение (2P+Mg)/(2P+lP+Mg+Ca) превосходит 0,075, имеют аморфный характер (табл.1). Таблица1 Влияние состава растворов на характер осажденных фосфатов кальция и кальция-магния    

Состав исходных растворов		Мольное отношение     MgCl2/(MgCl2+CaCl2)      в хлоридном растворе
		0		0,05		0,10		0,15	0,20
Мольное отношение 2Р/(2Р+1Р) в фосфатном растворе	0
	0,05
	0,10
	0,15
	0,20

    Условные обозначения:

Кристаллические вещества Кристаллические вещества с примесью аморфной фазы Аморфные вещества Аморфные вещества, содержащие минимум дифосфата и магния Среди них наибольший интерес представляют вещества, осаждающиеся из растворов, состав которых отвечает мольным отношениям 2Р/(2Р+1Р)=0,10 и MgCl2/(MgCl2+CaCl2)=0,10. При нагревании в интервале температур 50-580°С аморфный монофосфат кальция-магния подвергается двуступенчатой дегидратации (рис.1), оставаясь при этом аморфным. Около 600°С, вследствие химического взаимодействия компонентов, происходят частичная декарбонизация и кристаллизация продуктов, сопровождающаяся появлением кристаллического монофосфата кальция-магния Ca7Mg2(PO4)6. Около 1000-1200оС формируются продукты со свойствами керамики. Будучи высушенным при комнатной температуре образец аморфного моно-дифосфата кальция-магния способен впитывать воду в количестве 30% от собственного веса. С ростом температуры доля поглощенной воды вначале увеличивается, достигая максимума при 400сС, а затем понижается, вначале постепенно, а выше 1000°С - в виде резкого спада (рис.2).                       Рисунок 1. Результаты термического           Рисунок 2. Количество воды, поглощаемой Термического анализа аморфного                 высушенным при комнатной температуре моно-дифосфата кальция-магния                  аморфным моно-дифосфатом кальция-                                                                            магния В результате проведения лабораторных исследований были решены следующие научные и практические задачи: синтезирован аморфный кальцийфосфатный материал, изучена его природа и поведение при нагревании, а также характер формирующихся при этом продуктов, определены оптимальные условия для превращения аморфных фосфатов в плотную и пористую керамику. Литература. 1.Баринов С.М., Комлев В.С. Биокерамика на основе фосфатов кальция.//М.Наука,2005.С62-68. 2.Орловский В.П., Суханова Г.Е., Ежова Ж.А., Родичева Г.В. Гидроксиапатитная биокерамика//ВЖХО.1991.Т36,№10.С683-690. 3.Doremus R.H/ Review: Bioceramics //J.Mater. Sci.1992.Vol 27. P.285-297. 4.Juang N.Y.,Hon M.N. Surface chemistry of bioactive ceramics//Ibid.1996.Vol.17,N 21.H.2054 5.Власов А.С., Карабанова Т.А. Керамика и медицина// Стекло и керамика.1993.;№9/10.С.23-25. 6.Raynaud S., Champion E., Bernache-Assolant D. Caicium phosphate apatites with variable Ca/P atomic ratio. II .Calcination and sintering//Biomaterials.2002.Vol.23,N4.P.1073-1080.