гідроксиапатит кальцію

Содержание

автореферат дисертації по хімічній технології, 05.17.01, дисертація на тему: Технологія гідроксиапатиту кальцію - стимулятора остеосинтезу

ГЛАВА 1. імплантуються НЕОРГАНИЧЕСКИЕ МАТЕРІАЛИ

1.1. Коротка характеристика імплантуються неорганічних матеріалів

1.2. Біологічно активні неорганічні матеріали

ГЛАВА 2. Вибір методу ОТРИМАННЯ гідроксиапатиту КАЛЬЦІЮ

2.1. Огляд основних способів отримання синтетичного гідроксиапатиту кальцію

2.1.1. гідротермальний метод

2.1.2. Гідроліз фосфатних сполук

2.1.3. Тведрофазний синтез

2.1.5. Методи осадження у водному середовищі

2.1.5.1. Синтез гідроксиапатиту через реакцію обміну

2.1.5.2. Синтез гідроксиапатиту шляхом реакції нейтралізації у водних розчинах

2.2. Синтез гідроксиапатиту при гетерофазна взаємодії гідроксиду кальцію і фосфорної кислоти 32 2.2.1 .Обзор існуючих способів осадження гідроксиапатиту реакцією нейтралізації в гетерофазной системі 32 2.2.2. Фізико-хімічне обгрунтування гетерофазного процесу синтезу гідроксиапатиту

2.2.2.1. Аналіз фазової діаграми системи СаО-РгОб-НГО

2.2.2.2. Умови осадження і розчинності гідроксиапатиту в системі Са (ОН) 2 - Н3Р04 Н

2.2.2.3. Загальні закономірності формування осаду гідроксиапатиту

ГЛАВА 3. ФІЗИКО-ХІМІЧНИЙ АНАЛІЗ гідроксиапатиту кальцію, отримують методом гетерофазна СИНТЕЗУ

3.1. Вимоги до матеріалу і завдання дослідження

3.2. Експериментальне дослідження процесу синтезу гідроксиапатиту кальцію

3.2.1. Опис експериментальних установок і методик експериментів

3.2.2. Умови формування однорідної суспензії гідроксиду кальцію '

3.2.3. Дослідження впливу концентрації розчину фосфорної кислоти і рН суспензії на якість і властивості гідроксиапатиту

3.2.3.1. Вплив величини рН на склад обложеного матеріалу

3.2.3.2. Дослідження впливу концентрації вихідних реагентів на якість і властивості гідроксиапатиту

3.2.4. Вплив умов змішування вихідних реагентів на властивості обложеного продукту

3.2.5. Залежність властивостей обложеного гідроксиапатиту від умов старіння суспензії 69 3.3. Вивчення залежності фізико-хімічних і структурних властивостей гідроксиапатиту кальцію від умов термообробки

3.3.1. Фазовий склад термообробленого осаду

3.3.2. Залежність питомої внутрішньої поверхні від температури

3.3.3. Зміна обсягу пір гідроксиапатиту при термообробці

ГЛАВА 4. ТЕХНОЛОГІЯ ПРОМИСЛОВОГО ВИРОБНИЦТВА біологічно активних імплантанти

НА ОСНОВІ гідроксиапатиту

4.1. Технологія виробництва гідроксиапатиту кальцію

4.1.1. Вибір обладнання та розробка принципової схеми виробництва гідроксиапатиту кальцію

4.1.2. Опис технологічного процесу виробництва гідроксиапатиту кальцію

4.2. Обгрунтування необхідності створення нового имплантируемого 111 матеріалу з покращеними властивостями

4.3. Виробництво пластичного композиційного матеріалу «Грантпласт»

ГЛАВА 5. сертифікаційних ВИПРОБУВАННЯ І КЛІНІЧНЕ ЗАСТОСУВАННЯ біологічно активних імплантанти НА ОСНОВІ гідроксиапатиту

5.1. Випробування і застосування матеріалу

Кальцій гідроксиапатит гранульований »

5.2. Випробування і застосування стимулятора остеосинтезу «Грантпласт»

5.3. Перспективні матеріали на основі гідроксиапатиту кальцію, що розробляються в даний час

Введення 2002 рік, дисертація по хімічній технології, Белякова, Олена Германівна

ЗАГАЛЬНА ХАРАКТЕРИСТИКА РОБОТИ

Актуальність проблеми. За даними Всесвітньої організації охорони здоров'я розвиток техногенної сфери призводить до збільшення її несприятливого впливу на організм людини. При цьому одним з найбільш вразливих органів є кісткова тканина організму. Екологічно несприятлива обстановка призводить до таких негативних явищ, як накопичення радіоактивного ізотопу стронцію 8г-90 в кістковій тканині, побутової і промисловий травматизм, зниження щільності і руйнування кісткової структури, що приводить до таких захворювань, як остеопороз, пародонтоз та ін. В зв'язку з цим на перший план виходить завдання створення ефективних і доступних методик лікування, що дозволяють в найкоротший термін і з найменшими витратами відновити зруйновану кісткову тканину і функції ураженого органу. Для цього в даний час широко використовуються кістково-пластичні операції із застосуванням різних видів імплантатів і трансплантатів, серед яких значну частину займають хімічно синтезовані замінники кісткової тканини.

Добре відомо, що кісткова тканина людини і тварин складається з білкової матриці, індивідуальної для кожної біологічної особини, і мінеральної складової, яка представляє собою неорганічну сполуку кальцію і фосфору - гідроксиапатит кальцію. Використання хімічно синтезованого гідроксиапатиту для заповнення дефектів кістки в процесі хірургічного лікування було розпочато в кінці 70-х років XX століття і широко використовується в даний час. Без цього матеріалу вже не можна уявити собі сучасну ортопедію, стоматологію, щелепно-лицьову хірургію. На міжнародному з'їзді імплантологів в 1996 році професор С. Кауфман назвав гідроксиапатит «найкращим медичним матеріалом всіх часів». Маркетингові дослідження європейського ринку імплантантів компанії «БІОМЕТ» показують, що щорічні продажі зубних реконструктивних імплантантів складають 335 млн. Доларів, а кісткових цементів та допоміжних матеріалів 145 млн. Доларів. Гідроксиапатит кальцію, який застосовується в даний час для заповнення дефектів кісткової тканини, в основному представляє собою щільний висококрісталліческій матеріал, що витримує значні механічні навантаження за рахунок введення зміцнюючих добавок. При створенні імплантантів на основі гідроксиапатиту вченими докладно досліджувалися методи синтезу гідроксиапатиту, способи його нанесення на поверхню різних імплантантів, биосовместимость in vivo і in vitro, токсикологічні та алергенні прояви, однак питань структурної організації гідроксиапатиту приділялося мало уваги. Лише в останні роки з'явилися роботи, в яких згадується про використання «пористого гідроксиапатиту» або «погано окристалізованої гідроксиапатиту», які призводять до більш ефективному формуванню кісткової тканини. Клінічні дослідження останніх років показали, що аморфний фосфат кальцію, поміщений в кістковий дефект, здатний значно швидше перетворюватися в повноцінну кісткову тканину, тому виникла необхідність створення гідроксиапатиту з новими фізико-хімічними характеристиками. Синтез і всебічне дослідження структури нанодисперсного гідроксиапатиту, отриманого з водних розчинів гідроксиду кальцію і фосфорної кислоти було проведено в МДУ ім. М.В. Ломоносова під керівництвом академіка І.В. Меліхова і деякими іншими дослідниками. Однак наявних в літературі даних недостатньо для розробки ефективної промислової технології гідроксиапатиту кальцію з новими властивостями.

Мета роботи: Розробити технологію високочистого дрібнодисперсного стехиометрического гідроксиапатиту кальцію з розвиненою внутрішньою структурою.

Для досягнення даної мети необхідно було вирішити такі завдання: вивчити вплив умов хімічного осадження гідроксиапатиту кальцію на склад і структуру матеріалу при взаємодії суспензії Са (ОН) 2 і розчину Н3РО4; виявити закономірності зміни структурних і фізико-хімічних характеристик обложеного продукту від температури; визначити основні технологічні параметри виробництва високочистого гідроксиапатиту кальцію; підібрати умови стерилізації, упаковки, зберігання і транспортування, які забезпечують збереження властивостей медичного матеріалу; розробити технічну частину пакета документації для виробництва і застосування матеріалу, отримати дозвіл МОЗ РФ на його виробництво; проаналізувати результати лікування у випадках застосування гідроксиапатиту з вибраними структурно-хімічними характеристиками.

Наукова новизна: Виявлено залежності фізико-хімічних властивостей гідроксиапатиту кальцію від умов хімічного осадження в гетерофазной системі Са (0Н) 2-НзР04-Н20. Встановлено, що на склад і структуру обложеного матеріалу впливають такі величини: величина рН реакційної маси, концентрації вихідних реагентів, ультразвукова обробка суспензії гідроксиду кальцію, швидкість додавання фосфорної кислоти, гідродинамічний режим перемішування реакційної маси, час дозрівання суспензії гідроксиапатиту.

Встановлено, що основною умовою отримання високочистого гідроксиапатиту кальцію при взаємодії суспензії Са (ОН) г і розчину фосфорної кислоти є регульоване зниження величини рН реакційної маси від високолужних до нейтральної. Отримання гідроксиапатиту без домішок побічних фаз залежить від гідродинамічного режиму перемішування реакційної маси, величина критерію Рейнольдса в межах 3000-12000 забезпечує необхідні умови хімічної взаємодії вихідних компонентів.

Виявлено, що формування дрібнодисперсного осаду гідроксиапатиту відбувається в розчині з постійними концентраціями іонів кальцію і фосфат-іонів, достатніми для створення пересичені розчину. Такі умови синтезу забезпечуються рівністю швидкості переходу іонів кальцію в розчин і швидкості їх видалення з рідкої фази в вигляді осаду гідроксиапатиту, яка регулюється вибором необхідної концентрації вихідного розчину фосфорної кислоти і швидкістю її подачі в реактор. Експериментально встановлено, що підтримка швидкості введення кислоти в межах (7,5-30) -10 "6 м3 / (м3-с) забезпечує утворення мелкокристаллического і чистого по фазовим складом гідроксиапатиту. При цьому швидкість переходу Са (ОН) г в рідку фазу встановлюється в межах від 0,3-10 "3 до 2,1-Ю" 3 кг / (м3-с). Подальше підвищення швидкості подачі кислоти призводить до утворення в осаді домішок брушіта.

Доведено, що під час дозрівання протягом 20-24 годин після введення стехиометрического кількості фосфорної кислоти відбувається агрегація частинок утвореного осаду, що супроводжується зміною величини рН, що пов'язано з продовженням реакції освіти фази гідроксиапатиту і формуванням сполучних ланок між частинками. При цьому утворюється пухка структура осаду, що складається з первинних частинок розміром близько 5 0-10 "9 м, з розвиненою системою пір і поверхнею до 120 м2 / г.

Показано, що ультразвукова обробка вихідної суспензії гідроксиду кальцію збільшує швидкість дозрівання гідроксиапатиту.

Фізико-хімічний аналіз матеріалу показав, що термічна обробка при 120 ° С протягом двох годин дозволяє отримати матеріал, що відповідає хімічній формулі Са5 (Р04) з0Н-2Н20 і володіє структурними характеристиками (8уд. = 53-56 м2 / г і Упор = ( 0,7-0,) - 10 "3 м3 / кг), які задовольняють вимогам до матеріалу, що стимулює остеосинтез.

Виявлені фізико-хімічні закономірності лягли в основу визначення оптимальних параметрів технології гідроксиапатиту, що задовольняє новим вимогам до матеріалів для кісткової пластики.

Практична значимість роботи:

На підставі проведених досліджень і встановлених фізико-хімічних закономірностей створена технологія гідроксиапатиту кальцію, що стимулює остеосинтез.

Визначено оптимальні параметри отримання високочистого, дрібнодисперсного, пористого осаду в гетерофазной системі Са (0Н) 2-НзР04-Нг0: концентрація вихідної суспензії гідроксиду кальцію - 30-50%; обробка суспензії гідроксиду ультразвуком частотою 9-15 кГц протягом 1 години; концентрація вихідного розчину фосфорної кислоти - 6%; швидкість подачі з л л кислоти - не більше 30-10 "м / (м-с); час дозрівання осаду - 20-24 години; кінцева величина рН суспензії 6,5-7,5; температура сушки суспензії 120 ± 5 ° С . Організовано дослідно-промислове виробництво гідроксиапатиту кальцію з поліпшеними характеристиками і матеріалів на його основі.

Матеріали, отримані на дослідно-промисловій установці, успішно пройшли реєстраційні випробування МОЗ РФ. Клінічні випробування підтвердили ефективність їх застосування при хірургічному лікуванні кісткових дефектів.

На захист виносяться:

- Результати дослідження залежностей складу і властивостей гідроксиапатиту кальцію від умов синтезу в гетерофазной системі;

- Залежно структурних і фізико-хімічних властивостей синтезованого гідроксиапатиту від умов подальшої термічної обробки;

- Технологія виробництва медичних матеріалів нового покоління на основі гідроксиапатиту, допущених до виробництва і застосування Міністерством охорони здоров'я РФ.

Публікації. За темою дисертації опубліковано 15 друкованих праць, в тому числі 3 патенти.

Апробація роботи. Матеріали дисертації були повідомлені на: Всеросійській виставці «Охорона здоров'я Росії-97», в рамках наукової програми виставки, Єкатеринбург, 1&97; Всеросійській конференції «Стоматологія-99», Єкатеринбург, 1&99; Другий регіональної науково-практичної конференції «Роль інновацій в економіці Уральського регіону», Єкатеринбург, 2000; Міжобласній науково-практичній конференції «Високоефективні технології в медицині. Тізол. »Єкатеринбург, 2001; Міжнародній конференції «Деградація біоматеріалів», Сан - Феліу, Іспанія, 2001; Щорічному всесвітньому Конгресі стоматологів (FDI), Куала-Лумпур, Малайзія, 2001., на виставці - конференції «Світ винаходів і відкриттів», Єкатеринбург 2001, Науковій конференції з неорганічної хімії, присвяченій 100-річчю академіка В.І. Спіцина. Москва, 2002р.

Обсяг і структура дисертації. Робота складається з вступу, 5 розділів, висновків, висновків, списку використаних джерел із 158 найменувань і 18 додатків на 33 сторінках. Дисертація викладена на 183 сторінках, містить 19 малюнків і 21 таблицю.

Висновок дисертація на тему "Технологія гідроксиапатиту кальцію - стимулятора остеосинтезу"

1. Виявлено залежності фізико-хімічних властивостей гідроксиапатиту від умов хімічного осадження в гетерофазной системі СаО-РГТ ^ -НД Встановлено, що в умовах додавання розчину кислоти в реактор, що містить фіксований обсяг суспензії гідроксиду кальцію на склад і якість продукту впливають такі параметри:

- концентрації вихідних реагентів;

- ультразвукова обробка суспензії гідроксиду кальцію;

- величина рН реакційної маси;

- скорос ть додавання фосфорної кислоти;

- гідродинамічний режим перемішування реакційної маси;

- час дозрівання суспензії гідроксиапатиту.

Показано, що регульоване зниження величини рН реакційної маси від 12,78 до 7,0 ± 0,5 без виникнення локальних змін рН, забезпечує формування гідроксиапатиту, що не містить домішок інших фосфатів і вихідних продуктів. Підвищення концентрації суспензії гідроксиду кальцію від 20 до 50 мас.% Збільшує вихід цільового високочистого продукту, не погіршуючи його якості, а збільшення концентрації Са (ОН) г понад 50 мас.% Значно погіршує гідродинамічний режим перемішування і призводить до забруднення продукту домішками брушіта.

Встановлено, що при введенні в реактор 6-9 мас.% Фосфорної кислоти зі швидкістю (7,5-30) -106 м3 / (м3-с) її взаємодія з гідроксидом кальцію відбувається, головним чином, в рідкій фазі. Видалення розчиненого кальцію у вигляді осаду компенсується переходом іонів кальцію з твердої фази в рідку. Таким чином, формування осаду відбувається в розчині з постійними концентраціями іонів кальцію і фосфат-іонів, достатніми для створення розчину, пересичені по гидроксиапатиту. При цьому швидкість переходу Са (ОН) г в рідку фазу встановлюється в межах від 0.3-10 "до 2,1-10" 3 кг / (м3-с), а дифузія реагентів у твердій фазі не робить істотного впливу на процес утворення гідроксиапатиту . Збільшення концентрації фосфорної кислоти понад 9 мас%, також як збільшення швидкості її введення в реактор понад 30Т0 "6 м3 / (м3-с), при фіксованих умовах перемішування призводить до переваги механізму гетерофазного взаємодії компонентів реакційної суміші з виникненням локальних зон з підвищеною кислотністю і забрудненням продукту домішками непрореагировавшего гідроксиду кальцію і брушіта. Гідродинамічний режим перемішування реакційної маси в межах зміни критерію Рейнольдса

Яе = 3000-12000 створює умови рівномірного перемішування реакційної маси і освіти дрібнодисперсного осаду гідроксиапатиту без сторонніх домішок. Завершення реакції освіти гідроксиапатиту і агрегація первинних частинок в пухкі конгломерати розтягнуто в часі і відбувається під час дозрівання осаду. Доведено, що під час дозрівання протягом 20-24 годин після введення стехиометрического кількості фосфорної кислоти станься! агрегація частинок утвореного осаду, що супроводжується зміною величини рН, що пов'язано з продовженням реакції освіти фази гідроксиапатиту і формуванням сполучних ланок між частинками. При цьому утворюється пухка структура осаду, що складається з первинних частинок розміром близько 50-10 "9 м, з розвиненою системою пір і поверхнею до 120 м2 / г.

Показано, що ультразвукова обробка вихідної суспензії гідроксиду кальцію частотою 9-15 кГц протягом 1 -2 годин збільшує швидкість дозрівання гідроксиапатиту.

2. Дослідження отриманого матеріалу методами хімічного, седиментационного, термогравіметричного і рентгенофазового аналізу, електронної мікроскопії, а також методами низькотемпературної адсорбції азоту та ртутної порометрії показали, що в результаті осадження отриманий дрібнодисперсний слабоокрісталлізованний стехиометрический гідроксиапатит кальцію, що відповідає валовий хімічною формулою Са5 (Р04) з0Н- ЗН20, фізико-хімічні характеристики якого залежать від умов подальшої термообробки.

3. Проведено поглиблене дослідження фазового складу та структури отриманого гідроксиапатиту при нагріванні методами рентгенофазового і термогравіметричного аналізу. Встановлено, що з підвищенням температури відбувається поетапна втрата хемосорбіро ванній води і впорядкування кристалічної решітки гідроксиапатиту. Визначено основні температурні інтервали цих процесів.

4. Вперше досліджена залежність величини питомої поверхні синтезованого гідроксиапатиту від умов термообробки. Встановлено, що при підвищенні температури від 20 до 1100 ° С його питома поверхня зменшується за експоненціальним законом відповідно до рівняння:

8Уд. = (1,9797 ± 0,3539) - (0,001788 ± 0,00049) Т. Загальний обсяг часу матеріалу також зменшується від 0, -Ю "3 до 0,4-10" 3 м3 / кг і ставати практично рівним порозности.

5. На підставі проведених досліджень визначено основні фактори, що впливають на склад і властивості гідроксиапатиту обложеного в гетерофазних умовах, обрані технологічні параметри синтезу і наступної термообробки матеріалу, хімічний склад, морфологія і структурно-пористі характеристики якого відповідають вимогам, сформульованим споживачами: концентрація вихідної суспензії гідроксиду кальцію - 30-40 мас.%; концентрація вихідного розчину фосфорної кислоти -6-9 мас.%; швидкість подачі кислоти - не більше 30-10 "6 м ^ м ^ с); час дозрівання осаду - 20-24 години; кінцева величина рН суспензії 6,5-7,5; температура сушки суспензії 120 ± 5 ° С. Фізико хімічні властивості матеріалу, синтезованого в цих умовах такі: валовий хімічна формула Саз (Р04) з0Н-2Н20; атомне відношення основних елементів Са / Р = 1,67 ± 0,03; крист алліческая структура матеріалу - слабоокрісталлізованний; л питома поверхня матеріалу 53- 56 м / г; 3 загальний обсяг пір (0,7-0,9) -10 "" м / кг.

5. Розроблено технологію гідроксиапатиту кальцію - стимулятора остеосинтезу, що включає всю необхідну технологічну документацію.

6. Створено новий імплантується матеріал на основі гідроксиапатиту кальцію і натрієвої солі карбоксиметилцелюлози з поліпшеними механічними властивостями і адгезію до кісткової тканини.

7. Проведено сертифікація отриманих медичних матеріалів з новими характеристиками і властивостями в акредитованих університетах МОЗ РФ. За результатами санітарно-хімічних, токсикологічних, технічних і клінічних випробувань отримано дозвіл МОЗ РФ на виробництво і застосування в медичній практиці.

8. Клінічні випробування матеріалів показали позитивну динаміку відновлення повноцінної кісткової тканини при використанні їх в якості внутрішньокісткових імплантатів при хірургічному лікуванні кісткових дефектів.

9. За розробленою технологією створено дослідно-промислове виробництво медичних матеріалів для кісткової пластики.

Використання природних і синтетичних гідроксиапатиту в якості внутрішньокісткових імплантатів добре відомо і застосовується в клінічній практиці вже понад 20 років. Однак в клінічних звітах, як правило, опис імплантуються гідроксиапатиту обмежується назвою фірми або країни-виробника. Лише в останні роки в медичних публікаціях стали з'являтися згадки про морфології імплантуються матеріалів, що містять гідроксиапатит кальцію. Найчастіше ці роботи присвячені використанню керамічних матеріалів з штучно створеної пористою структурою, яка формується в результаті випалювання термічно нестійких добавок в процесі термообробки кераміки. При огляді досягнень в цій області вченими-хіміками МДУ ім. М.В. Ломоносова в якості перспектив розвитку цього напрямку вказується на розвиток регенераційної підходу, спрямованого на швидку біодеградацію імплантанта і заміну його кістковою тканиною [158]. В останні роки клініцистами багатьох країн зазначалося, що використання гідроксиапатиту з низьким ступенем кристалічності в якості імплантується матеріалу дає поліпшені результати за термінами і якістю відновленої кісткової тканини. Тому назріла необхідність більш детального вивчення фізико-хімічних і структурно-пористих характеристик обложеного гідроксиапатиту, що застосовується для заповнення дефектів кісткової тканини.

Для цього нами були проведені дослідження процесу синтезу високочистого гідроксиапатиту, що володіє розвиненою внутрішньою поверхнею. Вивчення закономірностей процесу отримання гідроксиапатиту кальцію при взаємодії суспензії гідроксиду кальцію і розчину фосфорної кислоти показало, що основною умовою отримання такого осаду є регульоване зниження величини рН від 13 до 7 при ефективному перемішуванні (Яе = 3000-12000). Встановлено, що для формування дрібнодисперсного осаду гідроксиапатиту без сторонніх домішок при взаємодії суспензії Са (ОН) 2 і розчину Н3РО4 необхідно, щоб реакція відбувалася переважно в рідкій фазі. При додаванні розчину фосфорної кислоти в реактор, що містить суспензію гідроксиду кальцію, швидкість переходу гідроксиду кальцію в рідку фазу встановлюється в межах від 0,3-10 "до 2,1-10" кг / (м3-с) за рахунок додавання 4-9 мас.% Н3РО4 зі швидкістю від 75-10 "6 до 30-10" 6 м3 / (м3-с). При такій організації процесу швидкість переходу кальцію в рідку фазу дорівнює швидкості його зв'язування в нерозчинний осад і осадження відбувається при постійних концентраціях іонів кальцію і фосфат-іонів, достатніх для створення пересичені розчину. Таким чином, створюються сприятливі умови для масової кристалізації і формування дрібнодисперсних частинок гідроксиапатиту. В процесі дозрівання суспензії протягом 20-24 годин при 20 ° С на поверхні утвореного осаду відбуваються процеси, що призводять до агрегації частинок гідроксиапатиту з утворенням пористого осаду, які супроводжуються зміною величини рН. Ці процеси, ймовірно, пов'язані з завершенням реакції освіти фази гідроксиапатиту і формуванням сполучних ланок між частинками. При цьому утворюється пухка структура осаду, що складається з первинних частинок розміром близько

50-10 "м, з розвиненою системою пір і поверхнею до 120 м / г.

Покататися, що ультразвукова обробка вихідної суспензії гідроксиду кальцію збільшує швидкість дозрівання гідроксиапатиту.

Вивчено фазовий склад отриманого матеріалу і його структурні характеристики, а також їх зміна в процесі температурної обробки. Встановлено, що хімічний склад обложеного матеріалу і розмір первинних частинок осаду визначаються умовами хімічної реакції між Са (ОН) 2 і Н3РО4. Ріст та формування агрегатів первинних частинок залежать від умов старіння суспензії, а термообробка синтезованого продукту призводить до поетапного видалення води і впорядкування кристалічної структури гідроксиапатиту, при цьому зменшується його питома поверхня і загальний об'єм пор.

На підставі проведених досліджень були обрані основні технологічні параметри процесу отримання високочистого пористого гідроксиапатиту кальцію з розвиненою поверхнею, який міг би забезпечити прискорену асиміляцію гідроксиапатиту in vivo. Визначено основні стадії технологічного процесу, принципова схема виробництва та технологічне обладнання.

Синтезований гідроксиапатит з фіксованими фізико-хімічними і структурними характеристиками використовувався для створення імплантуються матеріалів, які використовувалися в клінічній практиці з пролонгованим наглядом результатів лікування. Таким чином, конкретні структурні властивості імплантованого гідроксиапатиту були пов'язані з результатами відновлення кісткової тканини людського організму. Статистична обробка результатів лікування 324 пацієнтів страждають на хронічний генералізований пародонтит середнього та тяжкого ступеня показала позитивну динаміку відновлення кісткової тканини і відсутність запальних і алергічних реакцій на створені імплантуються матеріали.

На підставі проведених досліджень і встановлених фізико-хімічних закономірностей розроблена технологія синтезу високочистого пористого гідроксиапатиту в умовах опьггно-промислового виробництва. Розроблено технічну документацію на цей матеріал. Для поліпшення властивостей имплантируемого матеріалу проведено поєднання гідроксиапатиту з натрієвої сіллю карбоксиметилцелюлози. Це дозволило надати новому імплантуються матеріалу пластичність і підвищену адгезію до кісткової тканини. Крім того, можливість зволоження матеріалу різними розчинами антибіотиків, антисептиків і лікарських розчинів дозволила підібрати лікувальний засіб індивідуально для кожного пацієнта. Пориста структура гідроксиапатиту, що входить до складу матеріалу «Грантпласт», затримує виділення ліки, забезпечуючи пролонговану медикаментозне вплив в місці хірургічного втручання. Це набагато ефективніше в порівнянні з пероральним або внутрішньом'язовим введенням ліки в післяопераційному періоді.

У процесі створення нового имплантируемого матеріалу «Грантпласт» були проведені його санітарно-хімічні, токсикологічні, технічні та медичні випробування в дослідних інститутах МОЗ РФ. Досліджувалися можливості суміщення матеріалу з фізіологічними рідинами, розчинами лікарських речовин і інших матеріалів, що застосовуються в медичній практиці. Підібрано умови стерилізації, упаковки, зберігання і транспортування, які забезпечують збереження властивостей медичного матеріалу. На підставі позитивних результатів цих досліджень отримано дозвіл МОЗ РФ на застосування матеріалу в клінічній практиці, матеріал «Грантпласт» зареєстрований в Державному реєстрі медичних матеріалів. Також проведені токсикологічні дослідження гідроксиапатиту кальцію без карбоксиметилцелюлози. Результати випробувань показали, що гідроксиапатит кальцію, синтезований за нашою методикою, може застосовуватися як в якості внутрикостного імплантанта з поліпшеними резорбціонний характеристиками, так і в якості сировини для виготовлення нових медичних матеріалів. Розроблено повний пакет технічної документації для виробництва гідроксиапатиту кальцію і матеріалу «Грантпласт». Спільно з науковцями УрГМА розроблена і запатентована методика хірургічного лікування кісткової атрофії альвеолярного відростка з використанням пористого гідроксиапатиту і матеріалу -стимулятор остеосинтезу «Грантпласт». Розроблена та затверджена в Міністерстві охорони здоров'я РФ інструкція із застосування матеріалу в медичній практиці. В даний час ці матеріали з успіхом застосовуються в стоматології та щелепно-лицевої хірургії.

Ведуться апробації наших матеріалів в травматології, ортопедії, пластичної хірургії тобто практично у всіх областях хірургічної практики, які мають відношення до руйнування кісткової тканини.

Створені медичні матеріали, що сприяють прискореної біодеградації імплантованого гідроксиапатиту і заміну його повноцінної кістковою тканиною, відкривають перспективи розвитку біотехнологічного відновлення кісткової тканини. Особливо актуальна така постановка питання при комбінованому застосуванні пористого гідроксиапатиту і ортопедичних методик, розроблених співробітниками інституту Ілізарова. Апарати Йлізарова дозволяють проводити зовнішню фіксацію кістки, без введення конструкційних елементів in vivo, а імплантанти на основі «нізкокрісталлічного» і пористого гідроксиапатиту дозволяють забезпечити організм необхідним матеріалом для побудови власної кісткової структури без виникнення небезпеки імунної несумісності. В даний час «стан ринку імплантантів може розглядатися як очікування масованого вторгнення нових ідей і матеріалів» [158]. Розвиток цього напрямку наблизить вирішення проблеми скорочення реабілітаційного періоду не тільки для малих кісткових дефектів, але і якнайшвидшого відновлення опорно-рухового апарату в цілому.

Хочу висловити щиру подяку моєму науковому консультанту професору Ткачову К.В., а також співробітникам ФГУП уних і кафедр терапевтичної та хірургічної стоматології УрГМА за співпрацю, увагу, терпіння і підтримку моєї роботи. Велике спасибі моїм співавторам: Гольдштейн Є.В., Ронь Г.І., хлопчачі Л.І., Журавльову В.Н., Еловіковой Т.М., Ємельянової І.В., Харитоновой М.П. і Титову В.Н. за багаторічну і плідну співпрацю. Глибоко вдячна керівництву ТОВ НВП «Ексорб-Чорнобиль» за фінансову поддеряйсу сертифікаційних випробувань.

Бібліографія Белякова, Олена Германівна, дисертація на тему Технологія неорганічних речовин

1. Понізовкіна Е. На службі медицини // Наука Урала.- 2000. №11. - С. 3.

2. Laffargue Ph., Hildebrant H.F., Вгеше J., Helsen J.A. Retrieval Analyses. Charter 15, Metals as Biomaterials. Chinchester (UK): John Wiley & Sons, 1998. P. 421-467.

3. Hildebrant H.F. Laffargue Ph., Lefevre A., Veron C. Nickel, cobalt and chromium body burden in patients with implants and prostheses. Mengen und Spurenelemente. - Jena: Friendrich-Schiller-Universitat, 1997. P. 728-743.

4. Report of the International Committee on Nickel Carcinogenesis // Man. Scand J Work Environ Health. -1990. №16. - pp.1-82.

5. Wang A., Stark C., Dumbieton J.H. Mechanistic and morphological origins of ultra-high-molecular-weight-polyethylene wear debris in total joint replacement prostheses // Advances in Medical Tribology, 1998. P. 1-16.

6. Abraham G.A., Gallardo A., Lozano A.E., San Roman J // J Polym. Sci. A: Polym. Chem., 2000. № 38. - pp. 1366-1365.

7. Maruno S., Hayashi K., Sumi Y., Wrang F., Iwata H. CRC Handbook of Bioactive Ceramic 1991.-№11.- pp. 187-193.

8. Hench L.L., Wilson J. Advanced series of ceramic // Would Scientific. 1993. - №1. - P. 386.

9. Schepers E., Ducheyne P. Bioactive glass particles of narrow size range for the treatment of oral bone defects // J. Oral Rehabilitation. 1997. - № 24. - pp. 171 -181.

10. Helsen J.A., Proost J., Schrooten J., Timmermans G., Brauns E., Vanderstraeten J. Glasses and bioglasses: systhesis and coating // J Eur Ceram Soc. 1997. - №17. - pp. 147-152.

11. Bosetti M., Ottani V., Kozel D., Raspanti M., De Pasquale V., Ruggeri A., Cannas M. Structural and functional macrophages alteration by ceramics of different composition // Biomaterials. 1999. - v.20, №4. - pp.363-370.

12. Degradation of Biomaterials. EuroConference on the Clinical and Analytical Aspects of Metals and Other Associated Materials: Abstract book. Spain, 7-12 April 2001.

13. Galante O., Lemons J., Spector M., Wilson jr P.D., Wright T.M. The biological effects of implant materials, a Review // J Orthop. Res. 1991. -№9. -pp.760-775.

14. Івченко JI.А., Макарену A.A. Валеологня на уроках неорганічної хімії. Посібник для вчителя до спецкурсу «Хімія і здоров'я людини». М., 2000. С.3-7.

15. Дубок В.А., Ульянич Н.В. Синтез, властивості та застосування остеотропних замінників кісткової тканини на основі керамічного гідроксиапатиту // Ортопедія, травматологія і протезування. 1998. - №3. - С.26-30.

16. Безруков В.М., Григорьянц Л.А. Гідроксилапатит як субстрат для кісткової пластики: теоретичні та практичні аспекти // Стоматологія. 1996. - № 5.- С. 7-12.

17. Krys-Pugach А.Р., Dubok V.A., Luchko R.V., Ulyanchich N.V. Ceramic hydroxyapatite: new material for osteoplasty in pediatric and adolescent orthopaedics // Orthoraedics, Traumatology and Prosthesetics. 2000. - №1. - pp. 30-35.

18. Матеріали Конгресу травматологів-ортопедів Росії з міжнародним участіем.-М., 1999.

19. Ашукина Н.А. Регенерація суглобового хряща при заповненні його дефектів гранулами гідроксилапатиту різного розміру / Юртопедія, травматологія і протезування. -2000. №2. - С.94. 7

20. Grote J.J. Results of cavity reconstruction with hydroxyapatite implants after 15 years // Americal Journal of Otology. 1998. - v.19, № 5. - pp. 565-568.

21. Oreffo R.O., Driessens F.C., Planell J.A., Triffitt J. T. Effects of novel calcium phosphate cements on human bone marrow fibroblastic cells // Tissue Engineering. -1998. v.4, №3. - pp. 293-303.

22. Barralet J., Akao M., Aoki H., Dissolution of dense carbonate hydroxyapatite subcutaneously implanted in Wistar rats // Journal of Biomedical Materials Research.2000. v.49, №2. - pp .176-182.

23. Ito A., Nakamura S., Aoki H., Akao M., Tateishi Т., Teraoka K., TsutsumiS., Onuma K. Hydrothermal grows of carbonate-containing hydroxyapatite single crystals // Journal of Crystals Growth. 1996.-v. 163, №3.-pp.311-317.

24. Малишев А.Ю., Білецький Б.І. Регулювання біологічної сумісності апатитсодержащих імплантаційні матеріалів // Неорганічні Матеріали.2001. т.37, №2. - С.233-236.

25. Lugscheider Е., Remer P., Nyland A., Sicking R. Thermal spraying of bioactive glass ceramic // Proceeding of the 8th National Thermal Spray Conference. Houston, Texas, 1995.

26. Bouyer E., Gitzhofer F., Boulos M.I. Suspension plasma spraying for hydroxyapatite powder preparation by RF plasma // IEEE Transactions on Plasma Science. 1997. - v; 25, №5. -pp. 1066-1072.

27. Bouyer E., Gitzhofer F., Boulos M.I. The suspension plasma spraying of bioceramic by induction plasma // Journal of Material Science. 1997. - v. 49, № 2. - pp.58-62.

28. Корчагін А. В. Підвищення якості та оптимізація технології плазмового; напилення біопокритія з титану і гідроксиапатиту на імплантанти:

29. Автореферат Дисс. . к.т.н. Саратов, 1999. -16 с.

30. Шевченко Н.А., Ітин В.І., Тухфатуллін А.А., Мелікян M.JL, Міргазізов М.З. Взаємодія гідроксиапатиту з нікелідатитану і титаном // ПЖТФ. 1998. -т. 24, №24.-С. 41.

31. Tonino A.J., Therin M., Doyle C. Hydroxyapatite coated femoral stems. Histology and histomorphometry around five components retrieved at post mortem // Journal of Bone & Joint Surgery British Volume. - 1999. - v.81, № 1. - pp.148-154.

32. Watson С. J., Ogden A. R., Tinsley D., Russel J. L., Davison E. M. A 3 to 6 year study of overdentures supported by hydroxyapatite-coated endosseous dental implants // International Journal of Prosthodontics. 1998. - v. 11, № 6. - pp.610-619.

33. Morris H. F., Ochi S. Hydroxyapatite-coated implants: a case for their use // Journal of Oral & Maxillofacial Surgery. 1998. - v.56, №11.- pp. 1303-1311.

34. Garsia R., Doremus R. H. Electron microscopy of the bone-hydroxyapatite interface from a human dental implant // Journal of Material Science. Medical materials. 1992. -№3.-pp. 154-156.

35. N.N., Produktinformation. Vitron Spezialwerkstoffe. - GmbH: Jena, 1992.

36. Єжова Ж.А., Орловський В.П., Коваль E.M. Вивчення умов спільного осадження гідроксиапатиту кальцію і гідроксидів цирконію і ітрію аміаком з водних розчинів // Журнал Неорганічної Хімії. 1995. - т.40, № 10. - С. 1625-1628.

37. Rivera-Minoz Е., Brostow W., Rodriges R., Castano V.M. Grows of hydroxyapatite on silica gels in the presence of organic additives: kinetics and mechanism // Material Research Innovations. 2001. - v.4, № 4. - pp.222-230.

38. Slosarczyk A., Piekarczyk J. Ceramic material on the basis of hydroxyapatite and tricalcium phosphate // Ceramic International. 1999. - v.25, № 6. - pp. 561565.

39. Yavuzer R., Jackson I.T. Hydroxyapatite cement as a filler for cavitary mandibular defects // European Journal of Plastic Surgery. 2001. - v.24, № 2. - pp.85-87.

40. Hench L.L. Bioceramics // Journal of American ceramic Society. 1998. - v.81, № 7. -pp.1705-1728.

41. Kasuya H., Shimizu T. Using hydroxyapatite ceramic buttons covered with periosteum to prevent cerebrospinal fluid leakage: technical note // Neurosurgery. 1999. - v.44, № 2. -pp.422-423.

42. Ferras M.P., Monteiro F.J., Santos J.D. СаО-РгС ^ glass hydroxyapatite double-layer plasma-sprayed coating: in vitro bioactivity evaluation // Journal of Biomedical Materials Research. 1999. - v.45, № 4. - pp.376-383.

43. Tampieri A., Celotti G., Spiro S., Delcogliano A., Franzese S. Porosity-graded hydroxyapatite ceramics to replace natural bone // Biomaterials. 2001. - №22. -pp.1365-1370.

44. Князєв С., Максимовський Ю., Воложин А., Істранов JI. Досвід застосування препарату Колапол для зупинки ясенних кровотеч у хворих на гемофілію // Лікар. 1993.-№ 3. - С.24-25.

45. Патент РФ № 02117492 Воложин А.І., Істранов Л.П., Курдюмов С.Г., Нікітін-А.А., Мустафаєв М.Ш. Ранозагоювальну і Остеопластичні засіб. Опубл. 27.01.1999.

46. ​​Sun J.S., Lin F.H., Hung T.Y., Tsuang Y.H., Chang W., Liu H.C. The influence of hydroxyapatite particles on osteoblast cell activities // Journal of Biomedical Materials Research. 1999. - v.45, № 4. - pp.311-321.

47. Jin Q-M., Takita H., Kohgo Т., Atsumi K., Itoh H., Kuboki Y. Effects of hydroxyapatite as a cell substratium in BMP-induced ectopic bone formation // Journal of Biomedical Materials Research. 2000. - v.51, № 3. - pp.491-499.

48. Ono I., Tateshita Т., Inoue M., Kuboki Y. In vivo strength enhancement of hydroxyapatite combined with rhBMP-2 // Journal of Bone and Mineral Metabolism. -1998. v.16, № 2. -pp.81-87.

49. Repka M., McGinity J.W. Physical-mechanical, moisture absorption and bioadhesive properties if hydroxypropylcellulose hot-melt extruded films // Biomaterials. 2000. -№21. -pp.1509-1517.

50. Golden D.C., Ming D.F. Nutrient-substituted hydroxyapatites: synthesis and characterization // Soil Science Society of America Journal. 1999.- v.63. - pp.657-664.

51. Moradian-Oldak J., Tan J., Fincham A.G. Interaction of amelogenin with hydroxyapatite crystals: an adherence effect through amelogenin molecular self-association // Biopolymers. 1998. - v.46, № 4. -pp.225-238.

52. Yamashita Y., Uchida A., Yamakawa T., Shinto Y., Araki N., Kato K. Treatment of chronic osteomyelitis using calcium hydroxyapatite ceramic implants impregnated with antibiotic // International Orthopaedics. 1998. - v.22, № 4. - pp.247-251.

53. Slosarczyk A., Szymura-Oleksiak J., Mycek B. The kinetics of pentoxifylline release from drug-loaded hydroxyapatite implants // Biomaterials. 2000. - № 21. - pp. 12151221.

54. Shibusawa Y. Виділення за допомогою хроматографії на гідроксиапатит ліпопротеїнів низької щільності // Journal of Liquid Chromatography. 1994. - v. 17, №6. -P. 1203.

55. Патент США № 4874511 Кавасакі Т. Адсорбент для хроматографічної колонки на основі апатиту. Опубл. 17.10. 1989.

56. Ayers R.A., Simske S.J., Nunes С.Р., Wolford L.M. Long-term bone ingrowth and residual microhardness of porous block hydroxyapatite implants in humans // Journal of Oral and Maxillofacial Surgery. 1998 - v.56, № 11. -pp.1297-12301.

57. Tâncred D.C., McCormack B.A. A synthetic bone implant macroscopically identical to cancellous bone // Biomaterials. 1998. - v. 19, № 24. - pp.2303-2311.

58. Chang B.S., Lee C.K., Hong K.S., Youn H.J., Ryu H.S., Chung S.S., Park K.W. Osteoconduction at porous hydroxyapatite with various pore configurations // Biomaterials.-2000.-№21, -pp.1291-1298. '

59. Shilin W., Dongsheng Y. Grain boundary in some nano-materials // Ceramic International. 1995. - v.21, № 2. - pp. 109-112.

60. Lio P., Nieh T.G. Preparing hydroxyapatite powders with controlled morphology // Biomaterials. 1996. - v. 17, № 20. -pp / 1959-1964.

61. Penel J., Leroy G., Rey C., Bres E. MicroRaman spectral study of PO4 and CO3 vibrational models in synthetic and biological apatites // Calcified Tissue International. -1998. v.63. - pp.475-481.

62. Paschalis E.P., Betts F., DiCarlo E., Mendelsohn R., Boskey A.L. FTIR microspectroscopic analysis of normal human cortical and trabescular bone // Calcified Tissue International. 1997. - v.61. - pp.480-486.

63. Baig A.A., Fox J.L., Wang Z., Higuchi W.I., Miller S.C., Barry A.M., Otsuka M. Metastable equilibrium solubility behavior of bone mineral // Calcified Tissue International. 1999. - v.64. - pp.329-339.

64. Goto Т., Kojima Т., IiJima Т., Yokokura S., Kawano H., Yamamoto A., Matsuda K. Resorption of synthetic porous hydroxyapatite and replacement by new formed bone // Journal of Orthopaedic Science. 2001. - v.6, № 5. - pp.444-447.

65. Штрюбель Г., Циммер З.Х. Мінералогічний словник. М .: Недра, 1980. - 494 с.

66. Михайлов А.С. Розрахунок вільних енергій утворення і твори розчинності деяких фосфатів групи апатітаII Журнал фізичної хімії. -1967. т. 41, № 4. - С.882-884.

67. Ван Везер Д. Р. Фосфор і його сполуки. М .: Иностранная литература, 1962. -687 с

68. Казова Р.А., Бакбаева Ж. Синтез і дослідження гідроксиапатиту // Изв. АН СРСР неорганічні матеріали. 1990. - т.26, № 2. - с.442.

69. Заявка Японії № 62-260708 Ідзумі X., Такаюкі С., Інденруко Е. Виробництво високочистого гідроксиапатиту. Опубл. 13.11.1987.

70. Заявка Японії № 63-107807 Кеніті С. З'єднання групи фосфатів типу апатиту і сировину для отримання сполук кальцію Опубл. 12.05.1988.

71. Нобіукі А. Отримання гідроксіапатітовие ниткоподібних кристалів гідротермальних методом // Журнал хімічного товариства Японії. 1995. - №1. -С.25.

72. Есімура М. Гідротермальний синтез гідроксиапатиту голчастою форми // Chem. and Ind. Chem. 1991. - № 10. - P. 1402.

73. Liu C., Huang Y., Shen W., Cui J. Kinetic of hydroxyapatite precipitation at pH 10 toi 1 // Biomaterials. 2001. - № 22. - pp.301-306.

74. Браун У.И. Розчинність фосфатів та інших помірно розчинних з'єднань // Фосфор в навколишньому середовищі. М .: Світ, 1977. - С.232-271.

75. Mahaparta P.P. Octacalciumphosphate formation and its conversing to hydroxyapatite // Cuss. Sci. India. 1990. - v.59, № 20. - P. 993.

76. Де Майер Ерна А.П. Вплив іонів калію на стехиометрический карбонізованого гідроксиапатит, отриманий гідролізом монетіта // Неорганическая Хімія. -1996. Т.35, № 4. - С. 857.

77. Pandurang Ra O.K. Oxyapatite formation by water chemical methods and determination .of their characteristics // Abstract Material Research Society. Fall Meet. Boston, 1995. -P. 652.

78. Cino Dzaire. Hydroxyapatite // Unct. And Mater. 1989. - v.9, № 12. - pp.70-71.

79. Заявка Японії № 1234308/8 Інат Мкнару Токуяма Сода К.К. Сферичний гідроксиапатит. 1989.09.19.

80. Feki H. Thermal decomposition of carbonated hydroxyapatite, which contains sodium ions // Thermochim. Acta. 1994. - v.237, № 1. - P. 99.

81. Патент США №5082566 Таная Нобуаки Гідроксиапатит кальцію фосфатного типу для хроматографічного розділення речовин і його отримання. Опубл. 21.01.1992.

82. US Patent № 4794171. Tagaya Nobuiraki, Kuwahara Hideyuki, Hashimoto Takao, Komatsu Norico, Fukamachi Keiko, Maeshima Tsugio Calcium-phosphate type hydroxyapatite and process for producing same. 12.27.1988.

83. Заявка Японії № 64-42311. Егава Кадзучумі. Гранулювання гідроксиапатиту. Його отримання. Опубл. 14.02.1989.

84. Орловський В.П., Захаров Н.А., Сперанський С.М., Спиридонов Ф.М. Використання алкоксометода для отримання гідроксиапатиту високої чистоти // Журнал неорганічної хімії. 1997. - т.42, № 9. - С. 1422-1425.

85. Masuda Y.O. Hydroxyapatite synthesis from alkoxymetals by a sol-gel technique // Journal of Ceramic Society Jap. 1990. - v.98, №11.- P.1255.

86. Weng W., Baptista J.L. A new synthesis of hydroxyapatite // Journal of the European Ceramic Society. 1997.-v.l7, № 9.-pp.1151-1156.

87. Lopatin C.M., Pizziconi V., Alford T.I., Laursen T. Hydroxyapatite powders and thin films preparated by a sol-gel technique // Thin Solid Films. 1998. - v.326, № 1-2. -pp. 227-237.

88. Synthesis of fibred hydroxyapatite // Techno Jap. -1988. v.21, № 7. - P.105.

89. Кібальчіц В., Комаров В.Ф. Експрес-синтез кристалів гідроксиапатиту кальцію // Журнал неорганічної хімії. 1980. - т.25, № 2. - С.565-567.

90. Щегров JI.H. Фосфати двовалентних металів. Київ: Наукова думка, 1987. 216с.

91. Kuino I. Synthesis of hydroxyapatite with various Ca / P ratios // Chemical Express. -1990.- v.5, № 10.-P.745.

92. Заявка Японії № 62-230607 Норіакі H., Хідеюкі К., Такао X., Комацу Н., Тоа Н. Агрегати частинок гідроксиапатиту. Їх отримання і використання. Опубл. 10.09.1987.

93. Заявка Японії № 62-223010 Наокуні С., Ютаки В. Отримання гідроксиапатиту. Опубл. 10.01.1987.

94. Заявка Японії № 62-260707 Ідзумі X., Такаюкі С. Отримання гідроксиапатиту високої чистоти. Опубл. 13.11.1987.

95. Заявка Японії № 63-1000007 Хісао У. Отримання гідроксиапатиту. 0публ.02.05.1988.

96. Заявка Японії № 1-201015 Ясудзі Н. Отримання гідроксиапатиту для хроматографії. 0публ.14.08.1989.

97. Патент Франції № 2696439 Еберт X. Спосіб і установка для отримання гідроксиапатиту Са10 (РО4) б (ОН) 2. Опубл. 08,04.1994.

98. Патент США №4874511. Кавасакі Т. Адсорбент для хроматографічної колонки на основі гідроксиапатиту. Опубл. 17.10.1989.

99. Патент РФ № 2038293 Маліков В.А., Смирнов І.П. Спосіб отримання гидроксилапатита. Опубл. 27.06.1995.

100. Патент РФ № 2050317 Шабатин В.П., Басченко Ю.В. Спосіб отримання порошку гідроксиапатиту. Опубл. 20.12.1995.

101. Заявка Японії № 7508-46 Ітігая Ю., Ямамото Ц. Спосіб отримання гідроксиапатиту. Опубл. 13.07.1990.

102. Tagai H., Aoki H. Precipitation of synthetic hydroxyapatite and sintering of apatite ceramic. Chapter 39, Mechanical properties of biomaterials. UK: John Willey & Sons, 1987. P.213.

103. Патент РФ № 2104924 Яценко С.П., Сабірзянов Н.А. Спосіб отримання гидроксилапатита. Опубл. 20.02.1998.

104. Bouyer Е., Gitzhofer F., Boulos M.I. Morphological study of hydroxyapatite nanocrystal suspension // Journal of Material Science: Materials in Medicine. 2000. -№11. -pp.523-531.

105. Заявка Японії № 62-252307 Яно Ківа Секісуй Мокрий спосіб синтезу оксіапатіта. Опубл. 04.11.1987.

106. Патент США № 5217699 Нобіукі Т. Фосфат кальцію зі структурою гідроксиапатиту. Опубл. 08.06.1993.

107. Патент США № 4324772. Конн Ф., Джессен JI. Процес отримання гідроксиапатиту. Опубл. 13.04.1982.

108. Левеншпіль О. Інженерне оформлення хімічних процесів. Москва: Хімія, 1969.-622с.

109. Довідник хіміка т.з. Ленінград: Хімія, 1965. - 1008с.

110. Song Y., Hahn Н., Hoffmann Е. The effect of pH and Ca / P ratio on the precipitation of calcium phosphate // Proceeding of Second International Conference on the recovery of phosphorus from sewage and animal wastes, Noordwijkerhout, 2001..

111. House W.A. The physico-chemical conditions for the precipitation of phosphtaterwith calcium // Proceeding of first International Conference on the recovery of phosphorus from sewage and animal wastes, Warwick University, UK, 1998..

112. Heughebaert J.C., Zawacki S.J., Nancollas G.H. The growth of non-stoichiometric apatite from aqeous solution at 37 0 C: Methodology and growth at pH 7,4 // J. Colloid Interf. Sci. 1990, -v. 135.-pp.20-32.

113. Суворова Є.І., Поляк Л.Є., Комаров В.Ф., Меліхов І.В. Дослідження синтетичного гідроксиапатиту методом високоразрешающей електронної мікроскопії: морфологія і напрямок росту // Кристаллография. 2000 - т.45, №5. -с.930-934.

114. Бойтон P.C. Хімія і технологія вапна. М .: Видавництво літератури з будівництва, 1972. - 240с.

115. Рабінович В.А. Хавін З.Я. Короткий хімічний довідник. Ленінград: Хімія, 1978.-392 с.

116. Fang J. Hydroxyapatite synthesis accelerated by ultrasound treatment // Journal of Materials Research. 1992. - v.7, № 8. - P. 2294.

117. Тимчасова фармакопейна стаття ВФС 42-2410-94. Гранули гідроксиапатиту. Затверджена наказом міністра охорони здоров'я РФ № 302 від 30.12.1994.

118. Безгрошових А.А. Інженерні методи складання рівнянь швидкостей реакцій і розрахунку кінетичних констант. Ленінград: Хімія, 1973. - 257 с.

119. Позін М.Є., Зінюк Р.Ю. Фізико-хімічні основи неорганічної технології. Ленінград: Хімія, 1985. - 384с.

120. Меліхов І.В., Комаров В.Ф., Северин А.В., Божевольнов В.Є., Рудін В.Н.

121. двовимірних-кристалічний гідроксиапатит // Доповіді академії наук. 2000.т.373, №3. с.355-358.

122. Філіпенко B.A., Зіман 3.3., Мезенцев В.А. Використання кераміки на основі гідроксиапатиту в хірургії опорно-рухового апарату // Ортопедія, травматологія і протезування. -2000. №2. - С.141-142.

123. Балин В.Н., Ковалевський A.M., Іорданішвілі А.К. Методичні рекомендації щодо використання гідроксиапатиту в стоматології та щелепно-лицевої хірургії // Клінічна імплантологія та стоматологія. 1999. - № 1.

124. Патент РФ № 2149827 Белякова Є.Г. Спосіб отримання дрібнодисперсного гідроксиапатиту високої чистоти. Опубл. 27.05.2000.

125. Заявка на патент № 97107578/25 (130) Титов В.Н., Белякова Є.Г. Спосіб отримання гідроксиапатиту. Опубл. 04.10.1999.

126. Флореа О., Смігельскій О. Розрахунки по процесам і апаратам хімічної технології. М .: Хімія, 1971. -448с.

127. Villarreal D.R., Sogal A., Ong J.L. Protein adsorption and osteoblast responses to different calcium phosphate surfaces // Journal of Oral Implantology. 1998. - v.24, №2. -pp.67-73.

128. Hsieh M.-F., Perng L.-H., Chin T.-S., Perng H.-G. Phase purity of sol-gel-derived hydroxyapatite ceramic // Biomaterials. 2001. - v.22, № 19. - pp.2601-2607. '

129. Yin Hsu F., Chueh S.-C., Jiin Wang Y. Microspheres of hydroxyapatite / reconstituted collagen as supports for osteoblast cell grows // Biomaterial. 1996.- v.20, № 20. - pp. 1931-1936.

130. Патент РФ № 2088240 Соловйов M.M., Владимирова Л.Г., Чечоткін О.В. Спосіб отримання препарату для активізації репаративного остеогенезу. Опубл. 27.08.1997.

131. Журавльов В.М. Мальчикова Л.П., Гольдштейн Є.В., Белякова Є.Г. Грантпласт новий стимулятор остеосинтезу // Медицина і Техніка. - 2000. - № 10. С. 29-30.

132. Патент РФ № 2124321 Гольдштейн Є.В., Белякова Є.Г., Мальчикова Л.П. Спосіб хірургічного лікування кісткової атрофії альвеолярного відростка. Опубл. 10.01.1999.

133. E.G. Beliakova, E.V. Goldshtein Porous structure of the biodegraded hydroxyapatite // Proceeding of Degradation of Biomaterials. EuroConference on the Clinical and Analytical Aspects of Metals and Other Associated Materials. Spain, 2001. P. 89.

134. Ронь Г.І., Белякова Є.Г., Гольтдштейн Є.В. Досвід лікування хронічного генералізованого пародонтиту з використанням нового стимулятора остеосинтезу «Грантпласт» // Інститут стоматології, -2002. №1 (14). З 39-41.

135. Патент РФ №2131721 Белякова Є.Г., Ронь Г.І., Харитонова М.П. Композиція для пломбування каналів * коренів зуба. 0публ.20.06.1999.

136. Патент Австралії №14931 / 92 Кімінорі А., Шию С. Зубна паста, що містить антибактеріальні засоби. Опубл. 02.09.1993.

137. В. Бородін Паста XXI століття зроблено в Росії // Винахідник і Раціоналізатор. - 1998. - № 11, - С.11-12.

138. Вересів А.Г., Путляев В.І., Третьяков Ю.Д. Досягнення в області керамічних біоматеріалів // Російський хімічний журнал. -2000. № 6. - С. 321-46.

Трикутник краси, непідвладний часу. Новинки косметології. Гідроксиапатит кальцію.

В рамках обговорення новітніх засобів в косметології ми обіцяли розповісти про препарати на основі гідроксиапатиту кальцію.

Трохи наукових термінів. Фармакологи відносять гідроксиапатит кальцію до групи регуляторів Кальцева-фосфорного обміну. Препарат є основою кісткових тканин з неорганічної природою. Це головний елемент зубної емалі. Гідроксиапатит кальцію запускає процес регенерації в кістковій порожнині, після чого повністю заміщається повноцінної кістковою тканиною. При дії в шкірних тканинах сприяє виробленню колагену. Після трьох років випробувань препарат визнаний малотоксичних при відсутності побічних явищ у вигляді алергій, запалень або мутагенного дії.

Область застосування гідроксиапатиту кальцію виключно обширна.

Його активно використовують в стоматології для відновлення кісткових дефектів, при пораненнях з пошкодженням кісток, при переломах, хибних суглобах, а в пластичної хірургії - при пластиці лицьових кісток. У косметології препарат успішно застосовується для позбавлення від зморшок. Саме цей ефект гідроксиапатиту кальцію і буде нас цікавити.

гідроксиапатит кальцію використовується разом з водним гелем-носієм, який миттєво заповнює обсяг тканин і розгладжує зморшки. Протягом двох-трьох місяців гель поглинається елементами шкіри, званими макрофагами, а мікросфери кальцію ініціюють вироблення колагену. Оскільки зморшки являють собою не що інше, як залом або складку шкіри, препарат нового покоління, формуючи нову молоду тканину, буквально «виталківает9raquo; зморшку, надаючи шкірі на її місці гладкість і пружність.

Колаген формує каркас нової тканини, який, зв'язуючись з частинками гідроксиапатиту кальцію, забезпечує стійкий ефект підтяжки шкіри від одного до двох років. Таке тривале дію можливо саме завдяки освіті власної нової тканини.

Відсутність побічних ефектів пов'язано з повним розсмоктуванням гелю і фіксацією частинок препарату в місці ін'єкції. Вони не мігрують і не відторгаються організмом. З протипоказань виробники вказують тільки одне - підвищену чутливість до самого препарату.

Молоде обличчя відрізняється від вікового своєю формою та обсягами. В юному віці форма обличчя нагадує латинську букву V, де нижня частина припадає на підборіддя, а вилиці виконують роль бічних вершин. Згодом в силу закону гравітації все змінюється і «трикутник краси» набуває перевернуту форму. Іншою ознакою молодого особи є пружні обсяги в області щік, підборіддя і скул.

Препарати на основі гідроксиапатиту кальцію покликані впоратися з проблемою втрати обсягів і відновлення молодих контурів особи.

Процедура ін'єктування проводиться лікарем, сертифікованим для роботи з цим препаратом. Це необхідна умова, щоб уникнути ускладнень. Процедура вимагає місцевої анестезії, слідом за якою косметолог робить кілька уколів в заздалегідь відмічені зони. Після невеликого масажу для рівномірного розподілу препарату в тканинах можна відразу ж спостерігати омолоджуючий ефект. У шкірі препарат запускає утворення колагену, а при введенні в окістя утворюються нові кісткові тканини. Цей ефект є показанням для застосування навіть при ринопластиці для відновлення дефіциту кісткової тканини.

З огляду на, що гідроксиапатит кальцію досить складно піддається видаленню або коригування, важливо, щоб фахівець був висококваліфікованим і не ввів надлишок препарату. Через кілька тижнів, зазвичай через два місяці, в місці ін'єкції утворюється напівприродних імплант, за що гідроксиапатит кальцію отримав назву «імплант останнього покоління». При цьому місце розташування препарату залишається м'яким і пластичним, без ознак окостеніння або затвердіння.

Які ж проблеми вирішують препарати на основі гідроксиапатиту кальцію?

Препарат визнаний ефективним для застосування в області носо-губних складок, де проблема освіти глибоких зморшок стоїть особливо гостро. Зморшки маріонетки, що йдуть від куточків рота вниз до підборіддя, також добре прибираються гидроксиапатитом кальцію. Об'ємне моделювання ми вже згадували, також варто відзначити ефективність препарату для омолодження шкіри рук.

Незважаючи на добре зарекомендував себе ефект і відсутність протипоказань, застосування препаратів з гідроксиапатиту кальцію все ж загрожує іноді ускладненнями. Як і всі філери, препарат може привести до інфекцій, набряків і гематом. При невірно обраної глибині введення, препарат може дати ефект мертвотно-блідого обличчя. Якщо вводити препарат в не призначені для нього зони, наприклад, в носослізний борозну або губи, можуть утворитися грудки, синці і нерівності, які будуть розсмоктуватися дуже довгий час. Занадто близьке до поверхні введення загрожує появою білих смуг, які залишаться, поки препарат не розсмокчеться самостійно.

Таким чином, в руках неграмотного фахівця препарат здатний привести до плачевних наслідків, від яких складно позбутися. І, навпаки, при застосуванні досвідченим сертифікованим лікарем, гідроксиапатит кальцію допоможе успішно відновити втрачені обсяги і продовжити молодість.

Як вибрати кальцій на IHERB. Огляд препаратів кальцію.

Більшість добавок з кальцієм в наших аптеках складаються з карбонату кальцію. Чи всім підходять дані добавки? Далеко не всім. У даній статті я хочу звернути Вашу увагу на форми кальцію, які можна придбати на iherb.com. Всі ці форми мають різний біодоступністю і усмоктуваністю, а також мають різну ціну.

Якщо Вас хвилює питання: «Як правильно вибрати кальцій на IHERB?», То я рекомендую Вам переглянути мою відеопрезентацію на цю тему:

Відповідь на вищезазначений питання зводиться до того, щоб визначити в якій формі кальцій засвоїтися Вами найкраще. Для цього необхідно проконсультуватися з Вашим лікуючим лікарем і оцінити Ваш фізичний стан за такими критеріями:

  • Ваш вік, стать
  • Наявні захворювання, що приймаються ліки
  • Результати аналізів
  • кислотність шлунка
  • Вагітність (поточна або запланована)
  • Заняття спортом
  • В якому кількостей кальцій надходить до Вас щодня з їжею

Ви повинні чітко усвідомлювати для чого вам необхідний додатковий прийом кальцію і необхідний він взагалі. Якщо ви припускаєте, що у вашій щоденній їжі міститься недостатньо кальцію, то доцільним буде здати аналіз на вміст кальцію в плазмі крові в найближчій лабораторії. Якщо ваші здогадки підтвердяться, то можна говорити про те, що прийом кальцію додатково у вигляді таблеток виправданий.

Але приймати перший-ліпший препарат кальцію навмання, для профілактики - це велика помилка і ризик.

Це найдоступніша за ціною форма кальцію на Айхербе і в наших аптеках. Процентне співвідношення кальцію в карбонат досягає 40%. Для того, щоб кальцій засвоївся нашим організмом, він повинен вступити в реакцію з соляною кислотою, яка міститься в нашому шлунковому соку. Якщо у Вас знижена кислотність - ця форма кальцію не для Вас. Кальцій просто не засвоїться Вашим організмом.

Перевага карбонату кальцію можна віддати тільки в тих випадках, коли Ви молоді, у Вас немає хронічних захворювань, у Вас нормальна або підвищена кислотність шлункового соку. Тільки в цих випадках Ваш організм зможе засвоїти кальцій з карбонату.

Кальцій з раковин устриць, кораловий кальцій і кальцій з яєчної шкаралупи теж вдають із себе ні що інше як карбонат кальцію. Це одне і те ж з'єднання. До речі, кораловий кальцій на IHERB коштує в кілька разів дешевше кальцію з гучного Коралового Клубу.

Ця форма кальцію містить меншу процентне співвідношення кальцію, але засвоюється набагато краще карбонату кальцію. Перераховую списком всі переваги цитрату кальцію перед карбонатом:

  • В 2,5 рази біодоступність карбонату
  • Зменшує викид кальцію з сечею
  • Знижує рівень паратгормону, який вимиває кальцій з кісток
  • В умовах зниженої кислотності з цитрату кальцію в організм надходить в 11 разів більше кальцію, ніж з карбонату
  • Сприяє засвоєнню вітаміну С і різних мінералів
  • Ощелачивает сечу, що попереджає камені в нирках і пригнічує інфекцію при запаленнях сечового міхура

Таким чином, Вам слід звернути увагу на цитрат кальцію, якщо Ви відноситеся до однієї з цих категорій:

  • Жінки після менопаузи
  • Люди зі зниженою кислотністю шлункового соку
  • Хворі з антацидними станами (відсутність вільної соляної кислоти в шлунковому соку)
  • У вас ризик утворення каменів в нирках
  • У вас виявлені захворювання сечовидільної системи
  • Мікрокристалічний гідроксиапатит (MCHA)
  • Виготовляється з кісток великої рогатої худоби
  • Містить добре всмоктується кальцій і фосфор

Гідроксиапатит кальцію входить до складу препарату Остеогенон.

Гідроксиапатит зазвичай призначають в таких випадках, як:

  • Порушення фосфорно-кальцієвого обміну
  • Захворювання опорно-рухового апарату
  • дисплазія суглобів
  • переломи кісток

Багато хто не розуміє, що означає слово «хелатна» і що таке «хелати», тому поясню.

гідроксиапатит кальцію

Мінерали в хелатній формі не вимагають додаткових перетворень в організмі, так як вони є готовими до використання та транспортування клітинами епітелію тонкої кишки, де відбувається основний процес засвоєння.

З хелатних форм на iherb можна зустріти гліцинат кальцію. Це хелатна форма кальцію - з'єднання іона кальцію і амінокислоти гліцин. Як і у випадку з магнієм, хелатні форми кальцію позбавлені проносного ефекту і набагато швидше всмоктуються організмом.

Природний кальцій RAW Calcium - профілактика остеопорозу

гідроксиапатит кальцію

RAW Calcium від Garden of Life

Для профілактики остеопорозу та підвищення щільності кісток одного кальцію недостатньо! Також необхідно приймати магній, мікроелементи, вітаміни D, K і C, а також достатня кількість білка.

Все це можна отримати в органічному природному комплексі від Garden of Life - RAW Calcium. Кальцій і магній тут знаходяться природному формі і отримані з бурих морських водоростей і мінералів Мертвого Моря. Крім того даний комплекс містить в собі екстракти 24 органічних фруктів і овочів, пробіотики і ензими.

Цей комплекс підійде не тільки для профілактики остеопорозу, а й для заповнення дефіциту кальцію, магнію та мікроелементів. Це мій улюблений кальцій на iherb.

гідроксиапатит кальцію

Nature's Answer, Plant Based Cal-Mag

Продукт Plant Based Cal-Mag від Nature's Answer схожий на RAW Calcium від Garden of Life - він також містить магній і кальцій з морських водоростей, але не містить вітамінів. Він більше підійде тим, хто вже приймає достатню кількість вітамінів і мінералів, але відчуває дефіцит кальцію і магнію. Багато (майже всі) натуральні вітамінно-мінеральні комплекси на iHerb не містять кальцію і магнію, тому ці два мінерали потрібно приймати окремо.

Ще один кальцій з морських водоростей від компанії VegLife:

Якщо вам важливо дізнатися моя особиста перевагу, то це 3 перерахованих вище продукту з бурих водоростей.

Не забувайте також, що разом з кальцієм в ваш організм має надходити достатня кількість вітаміну D. Вітамін D зазвичай входить до складу добавок з кальцієм і позначається як:

  • D2, або Ергокальциферол
  • D3, або Холекальциферол

Гідроксилапатит - найголовніший з фосфатів кальцію

гідроксиапатит кальцію

Ця стаття представлена ​​на конкурс науково-популярних робіт «біо / мовляв / текст» -2013 в номінації «Кращий огляд».

Спонсор конкурсу - далекоглядна компанія Life Technologies. Спонсор призу глядацьких симпатій - фірма Helicon.

Сучасна наука ставить одним з головних своїх цілей продовження тривалості людського життя. Розробляються нові методи лікування захворювань, полегшується життя людей похилого віку, багато хвороб, які вважалися невиліковними раніше, практично повністю переможені людством. Однак деякі вікові зміни закладені в організм генетично, і звичайними методами з ними боротися практично неможливо.

Захворювання кісткової тканини займають одну з перших позицій у рейтингу найбільш часто зустрічаються у людей похилого віку проблем. З віком наростає втрата маси кістки. Особливо від цього страждають жінки - через більш активного вимивання з організму катіонів кальцію, яка є основою нашого скелета. Втрата маси кісткової тканини може досягати 40% у жінок старше 70 років [1]!

Це захворювання називається остеопорозом. Уражені їм кістки стають крихкими, насилу справляючись з покладеним на них навантаженням. У разі перелому зростатися така кістка буде значно довше, ніж здорова. Як уже згадувалося вище, головною причиною таких змін є поступове вимивання кальцію з організму. Протягом усього життя у нас в організмі відбуваються два рівноважних процесу: безперервне утворення нової кісткової тканини і резорбція (розчинення) старої. До старості рівновагу зміщується в бік розробці, і нова тканина просто не встигає зайняти місце розчиненої. А надлишок катіонів кальцію, що є основним продуктом цього процесу, виводиться з організму природним шляхом.

Що ж являє собою людська кістка? На малюнку 1 схематично зображено будову кістки людини. Основа складається з композиту (матеріалу, складеного з інших матеріалів і володіє властивостями, відмінними від властивостей «батьків»), що представляє собою кристали нестехіометріческого гидроксилапатита з хімічною формулою:

і довгих ланцюжків білка колагену [2]. Цей композит являє собою просторову матрицю, заповнену остеобластами, остеокластами, макрофагами, мережею капілярів і іншим, але в рамках цієї статті ми докладніше будова кістки розглядати не будемо.

гідроксиапатит кальцію

Малюнок 1. Будова трубчастої кістки. Добре видно, що кістка складається з послідовних шарів: зовнішнього - окістя, - потім йде компактне речовина кістки, губчаста речовина кістки і жовтий кістковий мозок.

Існують різні способи зімітувати кісткову тканину за допомогою різних матеріалів. Для цього використовуються керамічні, металеві, пластикові і навіть скляні протези, але всі вони далекі від ідеалу. Повноцінної таку заміну назвати не можна. Одна з проблем, наприклад, - відмінність міцності справжньою і штучної кістки. Якщо матеріал занадто міцний, то навантаження, якій піддається ця частина скелета, починає розподілятися нерівномірно. Найбільш міцна частина «забирає» левову частку навантаження, і на стику протеза і справжньою кістки виникає надмірне руйнування кісткової тканини. Тому штучна кістка повинна якомога точніше відповідати замінної частини скелета за механічними властивостями.

Очевидно, що матеріал не повинен бути токсичним і викликати відмирання навколишнього протез тканини. Але багато матеріалів, навіть не будучи токсичними для людини, починають при попаданні в організм покриватися сполучною тканиною. Так організм ізолює чужорідний об'єкт. За товщиною такої капсули, званої так само шрамом, судять про біосумісності матеріалу. В ідеалі штучний матеріал повинен зростатися з організмом і не залишати ніяких слідів. Такий матеріал називають біоактивним. Прикладом може служити скляний матеріал BIOGLASS [3]. Служить таке «скло» і для кріплення імплантів з інших матеріалів, і як самостійний біоактивні матеріал для імітації кістки. Застосовується він головним чином в стоматології. При попаданні імпланта в середу організму клітини кісткової тканини «проростають» у його поверхневий шар, міцно пов'язуючи імплант з кісткою. Для збільшення числа таких зв'язків і, отже, міцності з'єднання необхідно збільшувати площу поверхні матеріалу. Чим він більше пористий, тим міцніше зв'язується кістка з штучним елементом [4].

Таким чином, повна заміна кістки на штучний матеріал небажана. Найкращим шляхом до регенерації кісткової тканини на сьогоднішній день стала заміна пошкодженої частини тканини на біоактивні протез, який зростеться з навколишніми тканинами, потім прискорить природну регенерацію і поступово розчиниться без сліду, залишивши на кістковому дефекті нову тканину.

Традиційно в ортопедії для цих цілей застосовується гідроксилапатит. Стехіометрично гідроксилапатит (далі для стислості ми будемо називати його ГАП) найбільш наближений по складу до мінеральної складової кістки (в порівнянні з іншими фосфатами кальцію). Його формула:

Далі в статті ми розповімо, в чому переваги і недоліки цього матеріалу в порівнянні з іншими.

Довгий час вважалося, що гідроксилапатит Ca10(PO4)6(OH)2 - ідеальний в плані біосумісності матеріал для відновлення пошкоджених кісток і зубів. Перша задокументована спроба використовувати ГАП в якості остеозамещающего матеріалу відноситься до 1920-х років. Однак успішне застосування ГАП в зазначених цілях відбулося тільки через 60 років. Гідроксилапатит прекрасно сумісний з м'язової тканиною і шкірним покривом; після імплантації він може безпосередньо зростатися з кістковою тканиною в організмі. Висока біосумісність гидроксилапатита пояснюється Крісталлохимічеськая подобою штучного матеріалу кістковому «мінералу» хребетних.

Назва мінералу походить від грецького «апатао» - обманюю, оскільки красиво забарвлені природні різновиди апатитів часто плутали з берілламі і турмаліном. Незважаючи на дуже широкий спектр забарвлення природних апатитів, викликаних різними домішками, низька твердість (він є еталоном значення 5 по 10-бальній шкалі Мооса) не дозволяє розглядати його як напівдорогоцінне камінь.

Відомо, що кістковий мінерал містить в помітній кількості (

8% по масі) карбонат-іони; існує також природний мінерал подібного складу - Даллі. Вважається, що карбонат-іони можуть займати дві різні позиції в структурі ГАП, заміщаючи гідроксил і / або фосфат-іони з утворенням карбонатгідроксілапатіта (КДАП) А- і Б-типу, відповідно. Апатит біологічного походження відноситься до Б-типу. Заміщення фосфат-іонів карбонат-іонами призводить до зменшення розмірів кристалів і ступеня кристалічності ГАП, а це сильно ускладнює дослідження природних біомінералів. Збільшення частки карбонат-іонів в складі гидроксилапатита викликає закономірні зміни в рівноважної формі кристала. Голчасті кристали «сплющуються» до пластин, які дуже схожі на кристалітів існуючого в організмі апатиту [5]. Таким чином, внесенням в синтезується мінерал невеликої частки карбонат-іонів можна отримати матеріал, аналогічний біогенного і за хімічним складом, і геометрично.

Важливою характеристикою ГАП є стехіометрії його складу, яку прийнято виражати співвідношенням Ca / P. Змінний склад викликаний тим, що при синтезі ГАП з розчину не можна захиститися від іонів H3O + і HPO4 2 -, які можуть заміщати відповідно іони Са 2+ і РВ4 3 - в кристалічній структурі гідроксилапатиту.

Існують різні методи синтезу гидроксилапатита. Їх можна умовно розділити на високо- і низькотемпературні. Високотемпературні методи не для нас великого інтересу, так як отримані таким чином матеріали практично не біоактивних. Низькотемпературні методи можна розділити на дві великі групи: гідроліз (В тому числі так звані гідротермальні методи синтезу) і осадження з розчину. Цікавий так само комбінований метод так званого золь-гель синтезу. У ньому сухий залишок гелю піддається розкладанню при відносно невисокій температурі 400-700 ° С (у порівнянні з високотемпературним синтезом). Матеріали, отримані таким чином, являють собою тверду, пористу кераміку, за хімічним складом і фізичними властивостями нагадує мінерал кістки.

гідроксиапатит кальцію

Малюнок 2. Індивідуальний протез фрагмента нижньої щелепи для хворого на саркому нижньої щелепи. Протез виготовлений з полімеру і гідроксилапатиту.

Як реагує організм на кальцій-фосфатну кераміку?

біоактивність - комплексна характеристика сумісних з організмом матеріалів, що враховує, крім впливу на біологічні процеси росту і диференціації клітин, також:

  1. швидкість розчинення матеріалу в середовищах, що створюються певними групами клітин (біорезорбіруемость);
  2. швидкість осадження матеріалу з міжтканинної рідини на поверхню матеріалу.

Серед вимог, які пред'являються до біоактивним матеріалів, що застосовуються в медичній практиці для відновлення цілісності кісткової тканини, на першому місці стоять відносно висока швидкість розчинення (порядку десятків мкм на рік) - так звана біорезорбіруемость. Активну роль в біохімічних реакціях, що протікають на межі розділу кістка / імплантат за участю клітин специфічних для процесу остеосинтезу, грає поверхню. Говорячи про швидкість резорбції матеріалу, що знаходиться в міжтканинної рідини, прийнято порівнювати нові матеріали з уже використовуваними в медицині - керамікою на основі гідроксилапатиту або β-трікальцийфосфата. Крупнокристаллическая кераміка на основі ГАП резорбируется повільно, так що включення штучного матеріалу можна виявити в кістці і через багато років. Кераміка, отримана з використанням β-Ca3(PO4)2, розчиняється настільки швидко, що зростаюча кістка не встигає заповнити утворюються порожнини. Швидкість розчинення матеріалу залежить від безлічі факторів: площі поверхні, будови, складу, дефектності матеріалу. Ці характеристики визначають відгук організму на чужорідний імплантат. Біоактивні матеріали характеризуються швидким зрощенням з кістковою тканиною через утворення проміжного шару ГАП, що утворюється двома можливими шляхами:

  • розчинення фосфату кальцію - осадження гидроксилапатита, або
  • осадження ГАП з пересичені розчину в тканинної рідини.

Важлива процедура оцінки біоактивності має на увазі тестування in vivo. Це дорого і довго, а також пов'язане з ризиком. Однак ведеться активна розробка методик, що дозволяють вже на ранньому етапі доклінічних випробувань ранжувати матеріали за ступенем біоактивності в ході щодо простих експериментів in vitro, моделюють процеси в організмі людини - розчинення матеріалу і осадження ГАП на поверхні матеріалу з розчинів, подібних рідинах організму.

Дослідження біоактивності матеріалів проводять з використанням розчину, що імітує іонний склад міжтканинної рідини людини. Компактні зразки досліджуваного матеріалу поміщають в розчин на кілька діб при 37 ° С. Процес осадження карбонатгідроксілапатіта з модельного розчину на поверхню матеріалу контролюють методами рентгенофазового аналізу, ІЧ-спектроскопії і растрової електронної мікроскопії.

Існує необхідність регулювати біорезорбіруемость штучних матеріалів, в залежності від їх призначення. Така можливість існує завдяки відмінності властивостей матеріалів з різним складом. Щоб зробити зразок більш резорбіруемой, потрібно збільшити частку карбонат- і силікат-іонів в кристалічній решітці матеріалу.

Найкращу биоактивность в таких дослідженнях виявляє кремнийсодержащими матеріал. На його поверхні утворюються гідрофільних силанольних (-SiOH) групи, активно беручи участь в мінералізації зовнішнього шару імплантату. Такий матеріал інтенсивно обмінюється іонами з розчином: гідрофільних силанольних групи міцно пов'язують іони кальцію, сприяючи формуванню шару аморфного фосфату кальцію на поверхні, розшарування і кристалізація якої призводить до утворення ажурного шару, що складається з частинок ГАП розміром

10 нм (рис. 3). Відмінності в товщині такого шару можуть служити мірою біоактивності матеріалу: чим він товстіший, тим простіше кістка буде вбудовувати цей матеріал в свою структуру.

гідроксиапатит кальцію

Малюнок 3. Ажурний шар частково резорбироваться кераміки. Знімок із скануючого електронного мікроскопа. Тут зображено фрагмент матеріалу, підданий розчиненню в модельному розчині in vitro. Справа можна побачити, яким був матеріал до початку резорбції.

Ще одним з найважливіших властивостей сучасних імплантаційні матеріалів є остеоіндуктівнимі - здатність підтримувати життєдіяльність остеобластів і стимулювати ектопічне (поза кістки) утворення кісткової тканини de novo. Це найважливіша властивість для штучних імплантів. Справа в тому, що для ініціації костеобразования навколо імпланта необхідно микроокружение частинками живої кістки. Знову утворюється кістка поступово зростається з навколишніми імплантованими частинками, «перескакуючи» з однієї на іншу.

Вважається, що найбільш активним з точки зору остеосинтезу є аморфна модифікація гидроксилапатита. Однак в достатній мірі кристалічності ГАП з розмірами кристалітів, що наближаються до розмірів кристала в кістковій тканині (20-40 нм 3), може показувати результати на порядок вище аморфних цементів, що використовуються в даний час [6].

Біоінертні матеріали ніяк не впливають на процес остеосинтезу. На поверхні виготовлених з них імплантатів відбувається утворення фіброзної тканини, що перешкоджає утворенню зв'язку імплантату з кісткою. Існує значна вірогідність відторгнення таких матеріалів організмом, часто супроводжується запальними процесами. Проте, повністю відмовитися від цих матеріалів поки не можна, оскільки вони дешеві і легкі в обробці. Основні проблеми, які вирішуються при проектуванні імплантатів з біоінертних матеріалів, - наближення пружних характеристик імплантату до характеристик кістки, а також зниження швидкості корозійних процесів.

На відміну від біоінертних синтетичних матеріалів на основі полімерів і металів, кераміка на основі фосфатів кальцію біосумісним і біоактивних, а значить, є найбільш перспективним матеріалом для кісткових імплантатів. Головним її недоліком є ​​крихкість. Поки що найкращим виходом є застосування композитів з покритих кальційфосфатной керамікою металів або полімерів (рис. 4). Вони добре забезпечують інтеграцію матеріалу в кісткову тканину, не дозволяючи утворюватися фіброзної тканини навколо біоінертності металу. Згодом протез дуже міцно зростеться з навколишнім кісткою, яка замінить шар ГАПа. Відсоток відмови таких протезів значно нижче, ніж у металевих і пластикових аналогів.

гідроксиапатит кальцію

Малюнок 3. Покриття з біоактивної кераміки на протезі тазостегнового суглоба. зліва зображена пориста структура керамічного покриття. справа - рентгенівський знімок протеза, імплантованого на місце тазоберенного суглоба. Сам протез виготовлений з титану і полімерів.

Не всі властивості, необхідні для протезування, закладені в гідроксилапатит природою. Однак якісь терапевтичні ефекти до матеріалів можна додати, ускладнюючи склад композиту додатковими речовинами. Однак це не дуже зручно, так як ускладнить клінічні випробування, та й розробляти такий матеріал значно важче. Але можна домогтися прогресу і отримати унікальні властивості, незначно модифікуючи склад і вводячи в решітку гидроксилапатита домішки інших катіонів та аніонів. Змінюючи склад кераміки, можна варіювати її міцність, розмір і форму кристаллитов, швидкість розчинення і безліч інших параметрів.

Модифікувати кальцій-фосфатну кераміку можна введенням безлічі компонентів. Можливості для вибору такого модифікатора (легирующего компонента) досить широкі: в залежності від розмірів заміщає іона можна міняти склад як на частки, так і на десятки відсотків. Наприклад, малі концентрації іонів кремнію активують регенерацію кісткової тканини, граючи роль антигену для відповідних клітин.

Цікаві, наприклад, біологічні властивості катіонів лантаноїдів [7]. Застосування іонів лантаноїдів в пероральних препаратах обмежена їх низькою здатністю проходити крізь стінки шлунка і кишечника. Для поліпшення доступності катіонів лантаноїдів можна використовувати ліпофільні оболонки комплексів. Речовини, здатні проникати крізь клітинні мембрани, називаються іонофори. (Детальніше про них можна прочитати в статті «Невідомі пептиди:" тіньова "система біорегуляції» [8].) Така оболонка дозволить їм проникати крізь мембрану клітини. Цей метод доставки іонів в остеобласти може стати принципово новим підходом до лікування цілого ряду захворювань кістки.

Завдяки високій спорідненості до фосфатів лантаноїди міцно зв'язуються в структурі мінералів, що складають основу кісткової тканини, не порушуючи при цьому їх структуру. Лантаноїди здатні навіть заміщати кальцій в кістках, паралельно пригнічуючи розвиток клітин, що відповідають за розрив і резорбцію кісткової тканини. Ця здатність «наслідувати» функцій іонів кальцію дозволяє розглядати лантаноїди як компонент для терапії захворювань кістки.

Частковий обмін катіонів кальцію на катіони лантаноїдів відкриває широкі перспективи для цілого ряду різних матеріалів на основі фосфатів кальцію. За допомогою лантаноїдів можна впливати на фізичні властивості одержуваної кераміки, регулювати швидкість резорбції і навіть використовувати цей матеріал як препарат для лікування остеопорозу.

На практиці ГАП використовують у вигляді цементу або пористих вкладок для заповнення тріщин (рис. 5), каверн і інших дефектів в ортопедії та щелепно-лицевої хірургії. У вигляді плівки його наносять на протези з інших матеріалів (найчастіше металевих або полімерних) для зниження ризику відторгнення і кращої фіксації за рахунок утворення нових тканин навколо протеза. Як правило, це протези тазостегнового суглоба і різні зубні протези.

Зрозуміло, штучно синтезований гідроксилапатит далекий від ідеалу, і в якості матеріалу для імплантації при створенні повноцінних протезів великих кісток або суглобів його поки використовувати не можна. Але використання його чудових властивостей, таких як порівняно просте регулювання складу і морфології кристаллитов, биоактивность і здатність прискорювати природну регенерацію, дозволяє робити на його основі препарати для виправлення і профілактики кісткових дефектів вже зараз. А це значить, що в доступному для огляду майбутньому ми зможемо значно спростити лікування остеопорозу, прискорити одужання переломів, а, можливо, навіть і повертати втрачені кінцівки за допомогою штучних кісток.

гідроксиапатит кальцію

гідроксиапатит кальцію

Ціна учасника Арго 140 руб.

гідроксиапатит кальцію

Ціна учасника Арго 178 руб.

гідроксиапатит кальцію

Ціна учасника Арго 53 руб.

Біола - природна аптека Сибіру

Всі товари, представлені на сайті виробляються ексклюзивно для компанії Арго в Росії.

Купуючи товари у нас, Ви можете бути впевнені в якості та автентичності товарів.

Всі товари сертифіковані і мають документи якості.

Добавить комментарий

Ваш e-mail не будет опубликован. Обязательные поля помечены *

51 − = 43