Аннотация:Одним из важных направлений современного неорганического материаловедения является разработка биоматериалов на основе фосфатов кальция. Синтетический гидроксиапатит кальция (ГАП) – широко распространенный материал, применяемый в медицине для лечения поврежденных костных тканей благодаря химическому и фазовому подобию ее неорганической составляющей.
В настоящее время на первый план вышел так называемый регенерационный подход лечения и замены кости, в рамках которого акцент делается на замещение биоматериала растущей костной тканью, а материалу отводят роль активного источника необходимых для построения костной ткани элементов, лишь первоначально осуществляющего опорную функцию. Регенерационный подход требует от современных биоматериалов, прежде всего, ускорения процесса срастания, замены имплантата новой костной тканью и остеостимулирующего действия материала имплантата. В этой связи, в настоящее время считается, что керамические материалы на основе ГАП не удовлетворяют современным требованиям, т.к. имеют низкую скорость резорбции в тканях организма и слабо способствуют росту новой ткани (остеоиндукция), а также обладают низкой трещиностойкостью и малой усталостной прочностью в физиологических условиях.
Одним из известных способов повышения резорбируемости материалов является переход к многофазным материалам, содержащим более растворимые фосфаты кальция по сравнению с ГАП, например пирофосфат кальция (ПФК, Ca2P2O7).
Спекание чистого пирофосфата кальция в значительной степени затрудненно из-за массопереноса крупного многозарядного иона (P2O74-). Интенсификация спекания для получения прочного керамического материала, способного выполнять роль имплантата, может проводиться несколькими подходами, самым очевидным из которых является введение спекающих добавок. Выбор спекающих добавок ограничен их биологической совместимостью. Соли цинка, который присутствует в костной ткани, тем самым являясь биосовместимым элементом, не противоречат данному критерию и могут рассматриваться в качестве возможных добавок для керамики на основе ПФК. Альтернативным подходом к введению спекающих добавок в материал является варьирование соотношения Са/Р на стадии синтеза порошка.
Целью работы являлось получение резорбируемого композиционного керамического материала на основе пирофосфата кальция с различным соотношением Са/Р в присутствии солей цинка. Для достижения поставленной цели в работе были решены следующие задачи:
1. Изучение влияния условий синтеза брушита и монетита из растворов (соотношение Са/Р в растворе) на фазовый состав получаемого порошка и керамического материала после термической обработки.
2. Исследование влияния спекающих добавок солей цинка (ZnCl2, Zn(NO3)2, Zn(CH3COO)2) на фазовый состав получаемых порошков и керамики.
3. Исследование микроструктуры получаемых керамических материалов и их механических характеристик. Определение оптимальных подходов для получения прочной керамики для костной пластики.
Настоящая работа является частью систематических исследований биоматериалов, проводимых на кафедре химической технологии керамики и огнеупоров РХТУ им. Д. И. Менделеева и на кафедре неорганической химии МГУ им. М. В. Ломоносова.