ИСТИНА

Проект направлен на решение фундаментальной проблемы создания пористых биосовместимых, остеокондуктивных / остеоиндуктивных, резорбируемых неорганических матриц нового поколения на основе биосовместимых фосфатов для регенеративного остеогенеза, субстратов для культивирования и дифференцировки клеток, носителей лекарственных средств. В рамках настоящего проекта будет решена конкретная задача создания нового композиционного керамического материала в системе СаО-P2O5 при соотношении 0,5≤Са/Р≤1,5 с заданной архитектурой порового пространства, формируемой методом устойчивой послойной 3D-печати из высококонцентрированной суспензии, компоненты которой способны вступать в реакцию управляемого химического связывания, а в процессе низкотемпературной термообработки в результате жидкофазного спекания и протекания гетерогенных химических реакций формировать заданную микроструктуру и фазовый состав, обеспечивающих биосовместимость, биоактивность, остеопроводимость и резорбируемость материала биомедицинского назначения. Для создания пористой неорганической матрицы с уникальной микроструктурой в системе СаО-Р2О5 и соотношением Са/Р в широком интервале значений (от 0,5 до 1,5), впервые будет использована 3D-печать из высококонцентрированных водных суспензий, содержащих синтетические наноразмерные фосфаты кальция в качестве наполнителя и связующее, обеспечивающие подвижность суспензии при формовании, сохранность порошкового полуфабриката после формования и прочность керамического материала после обжига. Связующее будет включать реагенты для формирования кальцийфосфатного цемента и компоненты, позволяющие управлять протеканием реакции химического связывания (многоосновные карбоновые кислоты, их соли и другие водорастворимые органические вещества) при послойной печати и последующем твердении порошкового полуфабриката. Компоненты порошкового полуфабриката привнесенные в качестве наполнителя и сформировавшиеся в результате управляемого процесса химического связывания будут являться прекурсорами биодеградируемых фаз керамического композиционного материала, таких, как полифосфат кальция, тромелит, пирофосфат кальция и трикальцийфосфат. Физико-химические аспекты данного подхода к получению композиционного материала с заданной геометрией порового пространства, микроструктурой и фазовым составом на основе фосфатов кальция будут изучены и представлены впервые.

The project is aimed at solving the fundamental problem of creating of a new generation of porous biocompatible, osteoconductive / osteoinductive, resorbable inorganic matrixes based on biocompatible phosphates for regenerative osteogenesis, substrates for the cultivation and differentiation of cells, drug carriers. Within the framework of this project, a specific task will be solved to create a new composite ceramic material in the CaO-P2O5 system at a ratio of 0.5≤Ca/P≤1.5 with a given architecture of the pore space, formed by a stable layer-by-layer 3D printing from a highly concentrated suspension whose components are capable of reacting to a controlled chemical binding, and during low-temperature heat treatment as a result of liquid-phase sintering and the flow of heterogeneous chemical reactions to form a given microstructure and phase composition, providing biocompatibility, bioactivity, osteoconductivity and resorbability of material for biomedical applications. Creation of porous inorganic matrix with a unique microstructure in the CaO-P2O5 system and a Ca/P ratio in a wide range of values (from 0.5 to 1.5) via 3D printing from highly concentrated aqueous suspensions containing synthetic nanosized calcium phosphates as a filler and a binder ensuring the mobility of the suspension during molding, the safety of the powder semi-finished product after molding and the strength of the ceramic material after firing will be used for the first time. The binder will include reagents for the formation of calcium phosphate cement and components that allow to control the chemical binding reaction (multibasic carboxylic acids, their salts and other water-soluble organic substances) with the layer printing and subsequent hardening of the powder semi-finished product. The components of the powder semi-finished product introduced as a filler and formed as a result of a controlled chemical binding process will be precursors of biodegradable phases of the ceramic composite material, such as calcium polyphosphate, tromelite, calcium pyrophosphate and tricalcium phosphate. The physicochemical aspects of this approach to the production of a composite material with a given geometry of the pore space, microstructure and phase composition on the basis of calcium phosphates will be studied and presented for the first time.