Резорбируемая биокерамика в системе Ca2P2O7 – Mg2P2O7 с заданной архитектурой, созданной при помощи стереолитографии, для персонализированной костно-тканевой инженерииНИР

Resorbable bioceramic in the Ca2P2O7 – Mg2P2O7 system with a tailored architecture, fabricated via stereolithography, for personalised bone-tissue engineering

Источник финансирования НИР

грант РФФИ

Этапы НИР

# Сроки Название
1 1 октября 2019 г.-30 сентября 2020 г. Резорбируемая биокерамика в системе Ca2P2O7 – Mg2P2O7 с заданной архитектурой, созданной при помощи стереолитографии, для персонализированной костно-тканевой инженерии
Результаты этапа: Основная задача на промежуточном этапе проекта состояла в разработке керамики в системе Ca2P2O7 – Mg2P2O7 с заданной архитектурой порового пространства, создаваемой методом устойчивой послойной 3D-печати из светоотверждаемой суспензии. Керамические порошки пирофосфата кальция и пирофосфата магния, были получены термическим разложением при 900оС порошков брушита и струвита, синтезированных методом химического осаждения из 1М водных растворов гидрофосфата аммония и нитратов кальция и магния соответственно. Двойной пирофосфат кальция магния получен твердофазным методом при 900oC в течение 12 часов из гомогенизированной порошковой смеси, включавшей пирофосфат кальция и пирофосфат магния. С целью уточнения фазовой диаграммы Ca2P2O7 – Mg2P2O7, принадлежащей системе CaO-MgO-P2O5, методами термического анализа и электронной микроскопии были исследованы порошковые смеси, содержавшие пирофосфат кальция и пирофосфат магния в различных соотношениях. Разработаны фотоотверждаемые суспензии для послойной 3D-печати с различной массовой долей порошка от 10% до 40% на основе пирофосфата кальция, пирофосфата магния и двойного пирофосфата кальция магния и исследованы их свойства. Керамические материалы с заданной архитектурой (гироид и Кельвин) порового пространства на основе Ca2P2O7, CaMgP2O7 и Mg2P2O7 разработаны и исследованы впервые.
2 1 октября 2020 г.-30 сентября 2021 г. Резорбируемая биокерамика в системе Ca2P2O7 – Mg2P2O7 с заданной архитектурой, созданной при помощи стереолитографии, для персонализированной костно-тканевой инженерии
Результаты этапа: Проект направлен на решение фундаментальной проблемы создания костных имплантатов нового поколения для персонализированной костно-тканевой инженерии. Основная задача на промежуточном этапе проекта состояла в разработке керамики в системе Ca2P2O7 – Mg2P2O7 с заданной архитектурой порового пространства, создаваемой методом устойчивой послойной 3D-печати из светоотверждаемой суспензии. Керамические порошки пирофосфата кальция и пирофосфата магния, были получены термическим разложением при 900оС порошков брушита и струвита, синтезированных методом химического осаждения из 1М водных растворов гидрофосфата аммония и нитратов кальция и магния соответственно. Двойной пирофосфат кальция магния получен твердофазным методом при 900oC в течение 12 часов из гомогенизированной порошковой смеси, включавшей пирофосфат кальция и пирофосфат магния. С целью уточнения фазовой диаграммы Ca2P2O7 – Mg2P2O7, принадлежащей системе CaO-MgO-P2O5, методами термического анализа и электронной микроскопии были исследованы порошковые смеси, содержавшие пирофосфат кальция и пирофосфат магния в различных соотношениях. Разработаны фотоотверждаемые суспензии для послойной 3D-печати с различной массовой долей порошка от 10% до 40% на основе пирофосфата кальция, пирофосфата магния и двойного пирофосфата кальция магния и исследованы их свойства. Керамические материалы с заданной архитектурой (гироид и Кельвин) порового пространства на основе Ca2P2O7, CaMgP2O7 и Mg2P2O7 разработаны и исследованы впервые. Впервые получены образцы макропористой керамики на основе двойных фосфатов кальция магния с заданными упорядоченными системами сквозных взаимосвязанных пор, обеспечивающими высокую остеокондуктивность и биорезорбируемость, а также характеризующихся достаточной механической прочностью (до 5 Мпа) и общей пористостью до 70%. Результаты испытаний композитов в модельных средах свидетельствуют, что материалы демонстрируют способность к формированию на поверхности материала слоя апатита из растворной среды, близкой по составу к межтканевой жидкости, и являются биосовместимыми с культурой клеток фибробластов человека. МТТ-тест показал, что материалы не являются цитотоксичными и не содержат компонентов, негативно влияющих на адгезию, распластывание, пролиферативную активность и жизнеспособность фибробластов. Результаты предварительных доклинических испытаний in vivo на модели малого лабораторного животного подтверждают, что материалы являются биосовместимыми и могут применяться в работах по тканевой инженерии.

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".