Имплантаты на основе нового поколения синтетических реакционно-связанных и керамических фосфатно-кальциевых материалов, полученные различными методами формованияНИР

New generation implants: synthetic and reaction-related calcium phosphate ceramic materials obtained by various techniques

Источник финансирования НИР

другие гранты РФ, Новые материалы с уникальными свойствами

Этапы НИР

# Сроки Название
1 1 марта 2016 г.-31 декабря 2016 г. Имплантаты на основе нового поколения синтетических реакционно-связанных и керамических фосфатно-кальциевых материалов, полученные различными методами формования
Результаты этапа: В результате проделанных работ были получены следующие результаты: 1) Разработана методика получения апатитового цемента на основе высокотемпературной фазы Ca2,5Na(PO4)2 со временем схватывания более 30 минут и прочностью при сжатии 22±2 МПа. Разработана методика получения брушитовых цементов на основе Ca2,5Na(PO4)2, для чего был использован раствор полифосфата натрия в качестве добавки-замедлителя, что позволило увеличить время схватывания до 5 минут. При этом прочностные характеристики брушитного цемента достигли 20 ±2 МПа. 2) Реакционно-связанный материал на основе Ca2,5Na(PO4)2 показал невысокую прочность при сжатии (50±8 МПа), причиной чему является слишком большой объемный эффект при протекании реакции, проводящий к растрескиванию материала. 3) Разработана методика получения макропористого реакционно-связанного материала на основе α-трехкальциевого фосфата, который при пористости 60% показывает прочность при сжатии 10±2 МПа. 4) Разработана методика получения гранул с пористостью до 60% на основе реакционно-связанных материалов с размером 0,5-1,5 мм. 5) Получены керамические остеокондуктивные материалы с заданной архитектурой Кельвина на основе двойных фосфатов кальция и натрия с максимальным содержанием высокотемпературной фазы «А» с повышенным уровнем резорбции. Полученные материалы имеют форму цилиндра высотой 2.6 мм и диаметром 2.5 мм со структурой Кельвина и обладают достаточной механической прочностью на уровне 10 МПа. Общая пористость полученных керамических материалов равна 80%. Разработана методика ориентации керамических имплантатов в полости дефекта, работающая по принципу «ключ-замок». Все разработанные материалы обладают следующими преимуществами: 1) Биоактивность – предварительные биологические испытания in vitro показали, что используемый химический состав не будет отторгаться в организме; 2) Контролируемая резорбируемость (растворимость) – управление химическим составом позволяет управлять скоростью удаления материала из организма; 3) Лечение труднодоступных дефектов – цементный тип материала, позволяет восстанавливать небольшие дефекты со сложным расположением путем инжектирования; 4) Остеокондуктивность – использование аддитивных технологий позволяет создавать материалы с контролируемой макропористостью и заданной архитектурой, которые позволяют управляемо повышать физическую проницаемость для ускорения скорости врастания новой костной ткани пациента; 5) Индивидуальность – цементный тип материалов позволяет восстанавливать небольшие дефекты любой формы без предварительных манипуляций; высокая прочность реакционно-связанных материалов позволяет проводить механическую постобработку для создания имплантата необходимой формы для индивидуального клинического случая; с помощью метода трехмерной печати возможно придание необходимой формы имплантата согласно данным компьютерной томографии пациента, что значительно (в несколько раз) сокращает время операционного вмешательства. Таким образом, за отчетный период 2016 г. все работы выполнены в срок и в полном объеме. Получены абсолютно новые прототипы костного имплантата, как по составу материала, функциональным свойствам, так и по методике его получения в виде гранул, цементов, реакционно-связанных материалов, высокопористых керамических материалов, изготовленных методом трехмерной печати, с заданной на основе модифицированного трикальциевого фосфата Ca(3-x)M2x(PO4)2. Функциональные характеристики (биоактивность, скорость растворения, механическая прочность, возможность использования индивидуальной архитектуры и т.д.) и низкая стоимость полученных материалов позволят успешно заместить импортные материалы на отечественном рынке биоматериалов для остеопластики.

Прикрепленные к НИР результаты

Для прикрепления результата сначала выберете тип результата (статьи, книги, ...). После чего введите несколько символов в поле поиска прикрепляемого результата, затем выберете один из предложенных и нажмите кнопку "Добавить".