Смекни!
smekni.com

Биокерамика на основе фосфатов кальция (стр. 29 из 33)

Пористые сферические гранулы размером более 500 мкм, спеченные между собой без значительной деформации их формы, представляют собой прекрасные матриксы для клеточных культур. Предварительные испытания invivoматриксов с мезенхимальными стволовыми клетками (совместно с МНИОИ им. П.А.Герцена) продемонстрировали их перспективность для реконструкции костных дефектов [371,372]. Восстановление кортикальной костной ткани крыс происходило уже на 3 неделе, по сравнению с 5-6 неделями для животных без имплантированных матриксов. Такая керамика является также прекрасным средством доставки лекарственных препаратов, которые могут быть введены во внутригранульные тонкие поры.

Ряд интересных материалов для применения в стоматологии и хирургии разработан в России ЗАО Полистом. Созданы композиционные материалы ГА с коллагеном, обладающие гемостатическим и ранозаживляющим действием [373]. При хирургическом лечении некоторых стоматологических заболеваний (пародонтит, цистэктомия) находит применение метод направленной регенерации тканей, заключающийся в раздельной регенерации мягких и твердых тканей. Для этой цели используют биорезорбируемые ГА-содержащие мембраны, разработанные ЗАО Полистом. Такие мембраны успешно применены в операциях по устранению дефектов верхнего нёба и альвеолярного отростка.

Стратегия и опыт применения фосфатно-кальциевых покрытий на металлических имплантатах в ортопедии подробно рассмотрены в монографии А.В.Карлова и В.П.Шахова [11]. Установлено, что прочность фиксации титановых имплантатов с покрытиями примерно в 4 раза превосходит таковую для имплантатов без покрытия. Одновременно уменьшается количество инфекций стержневого тракта. Усиление остеоинтеграции наблюдалось и для остеопорозной кости. Ортопедические имплантаты с фосфатно-кальциевыми покрытиями применяются в медицинской практике [43].

Фосфатно-кальциевые цементы - коммерциализованная продукция, широко применяемая в стоматологии и костной хирургии. Известно, по крайней мере, 11 марок доступных на рынке цементов (Biobone, BiocementD(Германия), Biopax(Япония) и др.), различающихся фазовым составом, временем схватывания и механическими свойствами [28]. Важной задачей является регулирование пористости и размера пор в цементных материалах, в частности при создании средств доставки лекарственных препаратов и матриксов для клеточных технологий. Желательно совершенствование технологических характеристик цементов, в частности инжектируемости, формуемости цементной пасты, простоты дозирования и манипулирования с ней в течение заданного периода времени, обрабатываемости стоматологическим инструментом и, особенно, механических свойств.

Можно привести и другие примеры, демонстрирующие несомненную перспективность разработок в области фосфатно-кальциевых материалов для медицины. Возможно, в качестве наиболее актуальных направлений дальнейших исследований и разработок можно рассматривать синтез наноструктурированных материалов, особенно подобных по структуре и свойствам костной ткани, гибридных органо-неорганических фаз с участием фосфатов кальция, совершенствование технологии и свойств цементов для пластики и регенерации, то есть обновления свойств с помощью естественных механизмов, костной ткани in situ, создание новых материалов и технологии изделий (матриксов) из них, предназначенных для наиболее интенсивно развивающегося в последнее время направления в регенеративной хирургии - инженерии костной ткани с применением клеточных технологий [373]. Важным направлением является создание способов функционализации поверхности фосфатно-кальциевых материалов для придания ей специфических качеств, например селективности взаимодействия с протеинами, пептидами, клетками. Все отмеченное требует дальнейших углубленных исследований не только в области химии, технологии и биологического поведения материалов, но также и развития методов их аттестации и диагностики [374,375].


Литература

1. Орловский В.П., Суханова Г.Е., Ежова Ж.А., Родичева Г.В. Гидроксиапатитная биокерамика // Ж. Всес. хим. об-ва им. Д.И.Менделеева. 1991. Т. 36, № 10. С. 683-690.

2. Третьяков Ю.Д. Развитие неорганической химии как фундаментальной основы создания новых поколений функциональных материалов // Успехи химии. 2004. Т. 73, С. 899-916.

3. Вересов А.Г., Путляев В.И., Третьяков Ю.Д. Достижения в области кальцийфосфатных биоматериалов // Российский химический журнал. 2000. Т. XLIV, №6 (ч.2). С. 32-46.

4. Orlovskii V.P., Barinov S.M. Hydroxyapatite and hydroxyapatite-matrix ceramics: A survey // Russian J. Inorg. Chem. 2001. V.46, Suppl. 2. P. S129-S149.

5. Орловский В.П., Комлев В.С., Баринов С.М. Гидроксиапатит и керамика на его основе // Неорг. материалы. 2002. Т.38, № 10. С. 973-984.

6. Hench L.L. Bioceramics: From concept to clinic // J. Am. Ceram. Soc. 1991. V.74. P. 1487-1510.

7. Vallet-Regí M, Gonzáles-Calbert J.M. Calcium phosphates as substitution of bone tissue // Progress in Solid State Chem.2004. V. 32. P. 1-31.

8. Третьяков Ю.Д., Брылев О.А. Новые поколения неорганических функциональных материалов // Ж. Росс. хим. об-ва им. Д.И.Менделеева. 2000. Т.44, №4 (ч.1). С.10-20.

9. Власов А.С., Карабанова Т.А. Керамика и медицина // Стекло и керамика. 1993. №9-10. С. 23-25.

10. Швед С.И. Кальцийфосфатные материалы в биологических средах // Успехи современной биологии. 1995. Т.115, №1. С.58-73.

11. Карлов А.В., Шахов В.П. Системы внешней фиксации и регуляторные механизмы оптимальной биомеханики. Томск: STT, 2001 - 477 с.

12. Суворова Е.И., Поляк Л.Е., Комаров В.Ф., Мелихов И.В. Исследование синтетического гидроксиапатита методом высокоразрешающей просвечивающей электронной микроскопии: экспериментальные и теоретические изображения // Кристаллография. 2000. т.45, №5. с. 930.

13. Мелихов И.В., Комаров В.Ф., Северин А.В., Божевольнов В.Е., Рудин В.Н. Двумерно-кристаллический гидроксиапатит // ДАН. 2000. т. 373, №3. с. 355.

14. Безруков В.М., Григорян А.С. Гидроксиапатит как субстрат для костной пластики. Теоретический и практический аспект проблемы // Стоматология. 1996. Т.75, №5. С. 7-12.

15. Дорожкин С.В., Агатопоулус С. Биоматериалы: обзор рынка // Химия и жизнь - XXI век.2002. № 2. С. 8-9.

16. Саркисов П.Д., Михайленко Н.Ю., Хавала В.М. Биологическая активность материалов на основе стекла и систаллов // Стекло и керамика. 1993. №9. С.10

17. Ходаковская Р.Я., Михайленко Н.Ю. Биоситаллы - новые материалы для медицины // Журн. Всесоюзн. хим. о-ва им. Д.И. Менделеева. 1991. Т. 36, № 5. С. 585-593.

18. Саркисов П.Д., Михайленко Н.Ю. Биоактивные неорганические материалы для костного эндопротезирования // Техника и технология силикатов. 1994. т.1, №2, с.5-11.

19. Белецкий Б.И., Гайдак Т.И. Прогнозирование структуры спеченных биоактивных композиционных материалов для стоматологических имплантатов // Стекло и керамика. 2003. №11. C. 27 – 29.

20. Cancedda R., Dozin B., Giannoni P., Quarto R. Tissue engineering and cell therapy of cartilage and bone // Matrix Biology. 2003. V. 22. P. 81–91.

21. Suchanek W., Yoshimura M. Processing and properties of HA-based biomaterials for use as hard tissue replacement implants // J. Mater. Res. Soc. 1998. v. 13, № 1. p. 94– 103.

22. Ребиндер П.А. О влиянии изменения поверхностной энергии на спайность, твердость и другие свойства кристаллов /В сб. VIсъезд русских физиков / М.: ОГИЗ, 1928. С. 29.

23. Лихтман В.И., Щукин Е.Д., Ребиндер П.А. Физико-химическая механика металлов. М.: Изд-во АН СССР, 1960. – 206 с.

24. Баринов С.М., Шевченко В.Я. Прочность технической керамики. М.: Наука, 1996. - 158 с.

25. Michalske T.A., Freiman S.W. A molecular interpretation of stress corrosion in silica // Nature. 1982. V. 295, №5849. P. 511-512.

26. Hench L.L., Polak J.M.Third-Generation Biomedical Materials // Science. 2002. V. 295. P. 1014-1017.

27. Langer R., Vacanti J.P. Tissue engineering // Science. 1993. V. 260. P. 920-926.

28. Bohner M. Calcium orthophosphates in medicine: from ceramics to calcium phosphate cements // Injury. 2000. V.31, Suppl. 4. S-D37-S-D47.

29. Леонтьев В.К., Боровский Е.В. Биология полости рта. М.: Медицина, 1991. – 117 с.

30. Леонтьев В.К. Особенности декальцинации эмали с различным уровнем минерализации // Стоматология. 1984. №4. С. 44.

31. Титов А.Т., Ларионов П.М., Щукин В.С., Зайковский В.И. О возможности образования гидроксилапатита в крови // ДАН. 2000. Т.373, №2. С.257-259.

32. Albee F., Morrison H. Studies in bone growth // Annals of Surg. 1920. V.71. P. 32-38.

33. Haldeman K., Moore J. Influence of local excess of calcium and phosphorous on the healing of fractures // Arch. Surg. 1934. V. 29. P.385-396.

34. Ray R., Degge J., Gloyd P., Mooney G. Bone regeneration // J. Bone Joint Surg. 1952. V. 34A, №3. P. 638-647.

35. Aoki H. Science and medical applications of hydroxyapatite. Tokyo: JAAS, 1991. – 245 с.

36. Jarcho M., Kay J., Gumaer K., Doremus R., Drobeck H. Tissue, cellular and subcellular events at the bone-ceramic hydroxyapatite interface // J. Bioengineering. 1977. V.1. P. 79-92.

37. Hench L., Splinter R., Greenlee T., Allen W. Bonding mechanisms at the interface of ceramic prosthetic materials // J. Biomed. Eng. 1971. V. 2. P. 117-141.

38. Kukubo T. Potential of ceramics as biomaterial / in: Ceramics and society, edt. by R.J. Brook. Techna: Faenza, 1995. p. 85.

39. Barinov S.M., Baschenko Yu.V. Application of ceramic composites as implants: results and problem / in Bioceramics and the human body, edts. A.Ravaglioli and A.Krajewsi:London: Elsevier, 1992. P. 206-210.

40. Ohgushi H., Goldberg V.M., Caplan A.I. Heterotopic osteogenesis in porous ceramics induced by marrow cells // J. Orthop. Res. 1989. V. 7. P. 568-578.

41. Курдюмов С.Г. Кальций-фосфатные материалы в стоматологии. Новые результаты // Стоматология для всех. 2001. №1. С. 8.

42. Безруков В.М., Григорьянц Л.А., Зуев В.П., Панкратов А.С. Оперативное лечение кист челюстей с использованием гидроксиапатита ультравысокой дисперсности // Стоматология. 1998. №1. С. 31-35.

43. Карлов А.В. Использование имплантатов с биоактивным покрытием при лечении переломов ослабленных костей / Тр. конгресса Человек и его здоровье. СПб, 1999 - с. 55.

44. Воложин А.И., Курдюмов С.Г., Орловский В.П., Баринов С.М. и др. Создание нового поколения биосовместимых материалов на основе фосфатов кальция для широкого применения в медицинской практике // Технологии живых систем. 2004. Т.1, №.1. С. 41-56.

45. Безруков В.М., Григорян А.С. Гидроксилапатит как субстрат для костной пластики: теоретические и практические аспекты проблемы // Стоматология. 1996. № 5. С. 7-12.

46. Леонтьев В.К. Биологически активные синтетические кальций-фосфатсодержащие материалы для стоматологии // Стоматология. 1996. № 5. С. 4-6.

47. Medical Technology Focus, Monthly Newsletter. 2002. № 14. P. 1-10.

48. Williams D. Benefit and risk in tissue engineering // Materials Today. 2004. V. 7, № 5. C. 24-29.

49. Гистология: Учебник. 2-е изд. перераб. и доп. / Под ред. Э.Г. Улумбекова, Ю.А. Челышева -М.: ГЭОТАР-МЕД, 2001, 672 с.