ИСТИНА

В основном неорганическая часть человеческой кости состоит из гидроксиапатита (HAP: Ca10(PO4)6(OH)2) и витлокита (WH: Ca18Mg2(HPO4)2(PO4)12). По этой причине при создании костных имплантатов неорганической природы предпочтение отдается материалам на основе фасфатов кальция: гидроксиапатита, трикальцийфосфата (TCP: Ca3(PO4)2) и композитов на их основе (HAP/TCP). Но такие материалы не идеальны для регенеративной медицины поскольку они либо не растворяются в биологических жидкостях организма, имеющие биорезистивную фазу в виде гидроксиаппатита, либо резорбируются, но достаточно медленно, состоящие из трикальцийфосфата. Однако, альтернативные неорганические материалы для костных имплантатов могут включать фазы пирофосфата кальция, брушита, гидратированного пирофосфата. Материал на основе двойного пирофосфата кальция магния имеет большую актуальность из-за способности к деградации в организме. Известно активное участие ионов магния в процессе остеосинтеза в области резорбируемости костных имплантов. Катион магния вкупе с конденсированными фосфат-ионами играет значительную роль в процессе костного ремоделирования, влияя на раннюю стадию регенерации кости за счет стимулирования остеогенной дифференцировки, запрещения остеокластической активности и превращения в механически улучшенные ткани гидроксиапатита. Остеокондуктивность материала, способность поддерживать прорастание в имплантат новообразованной кости, и достаточная прочность также достигается благодаря получению макропористого материала со специальной архитектурой каркаса, в котором до 80 % всего объема – связанные поры. Целью настоящей работы стало получение пористого резорбируемого керамического материала на основе двойного пирофосфата кальция магния с заданной архитектурой порового пространства, создаваемой методом устойчивой послойной 3D-печати из светоотверждаемой суспензии, для персонализированной костно-тканевой инженерии. По данным лазерной гранулометрии агрегаты наночастиц исходного порошка после предварительной термообработки имели довольно малый размер, равный 2 ± 0,03 мкм, что обеспечивало устойчивость суспензий и позволило производить стереолитографическую 3D-печать прекерамических полуфабрикатов. Кроме порошка двойного фосфата кальция магния состав светоотверждаемой суспензии включал: мономер, разбавитель, фотоиницатор и ПАВ. Приготовленные суспензии обладали достаточно высокой фоточувствительностью, а разрешение печати было приемлемым для получения макропористых материалов Полученные композитные (полимер / порошок фосфата кальция) конструкции обжигали при 1000oC. После обжига получили пористые конструкции, фазовый состав которых был представлен двойным пирофосфатом кальция магния, обладающие достаточной прочностью для испытаний in vivo. Разработанные пористые керамические материалы на основе двойного пирофосфата кальция магния могут быть использованы для лечения дефектов костной ткани в виде неорганической пористой основы конструкций персонализированной костно-тканевой инженерии. Работа выполнена при поддержке РФФИ 19-38-90274, 18-29-11079.