Керамические материалы на основе фосфатов и силикатов кальция для медицинских применений, полученные пластическим экструзионным формованиемтезисы доклада

Работа с тезисами доклада

Прикрепленные файлы


Имя Описание Имя файла Размер Добавлен
1. Kaimonov_35.pdf Kaimonov_35.pdf 182,4 КБ 14 декабря 2019 [safronova]

[1] Керамические материалы на основе фосфатов и силикатов кальция для медицинских применений, полученные пластическим экструзионным формованием / М. Р. Каймонов, Т. В. Сафронова, И. Н. Тихомирова и др. // Междисциплинарные проблемы аддитивных технологий: сборник тезисов V Всероссийского научного семинара, 5 - 6 декабря 2019. — Институт физики прочности и материаловедения Сибирского отделения Российской академии наук (ИФПМ СО РАН) Томск, 2019. — С. 35–35. Разработка и синтез композиционных биоматериалов для восстановления поврежденной костной ткани является перспективным направлением медицинского материаловедения. Данные материалы должны обладать достаточной прочностью, биосовместимостью, биорезорбируемостью/биорезистивностью, а также проницаемой макропористостью и микропорами для лучшей интеграции имплантата в костную ткань. Для достижения заданной архитектуры пор применяют различные аддитивные методы формования прекерамических заготовок, например, струйную 3D-печать, селективное лазерное спекание, стереолитографическую печать и экструзионную 3D-печать. Фосфаты кальция (ФК) являются главными компонентами неорганической костной ткани и зубов, поэтому биорезистивный гидрокисапатит (ГАП) Ca10(PO4)6(OH)2 и биорезорбируемый трикальцийфосфат (ТКФ) Ca3(PO4)2 традиционно применяют для создания имплантатов. Современные методики лечения дефектов костной ткани нуждаются в биоматериалах способных растворяться в организме человека по мере восстановления костной ткани. Для этой цели подходят материалы, фазовый состав которых наряду с ГАП и ТКФ включает двойные фосфаты кальция, такие как ренанит NaCaPO4, и Na-замещенный ТКФ Ca10Na(PO4)7, которые повышают биоактивность и биорезорбируемость керамики. Данные фазы могут быть получены при высокой температуре (выше 600oC) взаимодействием фосфатов кальция и соединения щелочного металла. Целью работы являлось создание керамических биоматериалов с неорганической полимерной матрицей и кальцийфосфатным наполнителем обжигом образцов, сформованных из высококонцентрированных суспензий гидроксиаппатита и трикальцийфосфата в водном растворе силиката натрия. В качестве связующего и прекурсора неорганической полимерной матрицы использовали водные растворы силиката натрия с силикатным модулем n (SiO2/Na2O) = 2,4 и n (SiO2/Na2O) = 2,87. Прекерамические полуфабрикаты в форме балочек были получены литьем в силиконовые формы, а простые 3-х мерные геометрические фигуры (конус, треугольная пирамида) были получены экструзионным послойным формованием с использованием шприца. Эксперимент показал, что высококонцентрированная суспензия, включающая водный раствор силиката натрия и синтетические ФК, может быть применена для создания заданной архитектуры имплантата с использованием экструзионной 3D-печати. Фазовый состав образцов после формования и сушки по данным РФА был представлен гидроксиапатитом Ca10(PO4)6(OH)2 и трикальцийфосфатом Ca3(PO4)2, что позволяет предположить отсутствие реакции между ФК и силикатом натрия на стадии формования, затвердевания и сушки. Керамические композиционные материалы после обжига при 1100oС включали биосовместимые фазы: β-трикальций фосфат β-Ca3(PO4)2, β-ренанит β-NaCaPO4, Naзамещенный ТКФ Ca10Na(PO4)7, силикат кальция CaSiO3 и ортосиликат кальция Ca2SiO4, диоксид кремния SiO2. Таким образом, высококонцентрированные суспензии ФК в водном растворе силиката натрия могут быть рекомендованы для получения композиционных биоматериалов в 4-х компонентной оксидной системе Na2O-CaO-P2O5-SiO2. Работа выполнена при поддержке гранта РФФИ 18-29-11079, № 18-53-00034.

Публикация в формате сохранить в файл сохранить в файл сохранить в файл сохранить в файл сохранить в файл сохранить в файл скрыть