ИСТИНА

Целью настоящей работы является разработка основ направленного синтеза порошков КГА с заданным составом и структурой для создания компактных резорбируемых биоматериалов нового поколения, предназначенных для замены костной ткани человека. Подобные материалы должны первоначально играть роль опорного и направляющего элемента, и, следовательно, обладать достаточной прочностью и способствовать росту костной ткани, а в дальнейшем – растворяться (резорбироваться) в межтканевой жидкости организма с заданной скоростью. Фундаментальной проблемой, поставленной в работе, явился поиск взаимосвязи состав – (реальная) структура - функциональные свойства многокомпонентных фаз переменного состава с ионным типом химической связи, содержащих гетеровалентную лабильную примесь. Представителем таких фаз выступают фосфаты кальция со структурой апатита. Для достижения указанной цели в работе решали следующие задачи: 1) разработка способов получения КГА с заданным уровнем содержания карбонат-иона; 2) установление корреляции между степенью замещения и характером распределения карбонат-иона между 2-мя энергетически неэквивалентными позициями структуры ГА; 3) выявление характера искажения кристаллической решетки, вызываемого примесным анионом; 4) установление корреляции между характером распределения карбонат-иона, параметрами реальной структуры (размером кристаллитов, микродеформациями решетки) нанокристаллов и растворимостью КГА в модельных средах; 5) получение биорезорбируемых материалов на основе порошков КГА и подготовка их к биологическим испытаниям. Научная новизна работы состоит в следующих положениях: 1) комплексом физико-химических методов анализа (среди которых ИК- и радиоспектроскопия) установлено, что при увеличении содержания карбонат-иона происходит следующая последовательность замещения: встраивание карбонат-иона в канальные позиции вместо гидроксид-ионов (А-тип замещения) и далее замещение в позициях ортофосфатных ионов (Б-тип); 2) методами радиоспектроскопии впервые показано, что при низких степенях замещения возможна конкуренция между CO32- и NO3- ионами за позиции замещения А-типа в структуре ГА; 3) впервые отмечены две особенности микроморфологии КГА кристаллов, полученных осаждением из раствора: морфологическое разнообразие кристаллов в пределах образцов одинакового брутто-состава и мезопористость; 4) предложена модель строения смешанного КГА АБ-типа, позволяющая описать неоднородность состава и морфологии кристаллов; 5) показано, что увеличение содержания СО32--ионов и уменьшение температуры синтеза приводит к уменьшению размера кристаллов КГА и росту начальной скорости его растворения и растворимости; разнонаправленное действие факторов размера кристаллов и степени заполнения А-позиций приводит к немонотонному изменению скорости растворения по мере увеличения содержания СО32--ионов. Практическая значимость работы обусловлена: 1) разработкой методики оценки содержания карбонат-иона и его распределения по неэквивалентным позициям решетки ГА с помощью ИК-спектроскопии, 2) разработкой метода консолидации КГА порошка с использованием приема горячего прессования с термопластичной добавкой на основе Na-Ca-фосфатного стекла при температурах не выше 500 ºС, что позволяет сохранить содержание карбонат-иона в консолидированном КГА; 3) полученные в работе резорбируемые неорганические материалы на основе КГА являются биосовместимыми и могут применяться в работах по тканевой инженерии.