|
ИСТИНА |
Войти в систему Регистрация |
ФНКЦ РР |
||
Остеокондуктивные биоматериалы для костной пластики на основе гидрогелей, наполненных фосфатами кальциядипломная работа (Магистр)
- Научные руководители: Путляев В.И., Евдокимов П.В.
- Автор: А.А. Тихонов
- Тип: Магистр
- Организация, в которой проходила защита: МГУ имени М.В. Ломоносова
- Год защиты: 2018
- Аннотация: Основной целью работы была разработка остеокондуктивных композиционных материалов на основе наполненных фосфатами кальция гидрогелей для их персонализированного использования при реконструкции костной ткани, обладающих а) достаточной эластичностью (вязкоупругостью) для плотного заполнения костного дефекта сложной формы и прочностными характеристиками, допускающими различные механические воздействия на материал в ходе предоперационной подготовки; б) архитектурой, обеспечивающей остеокондуктивность - прорастание костной ткани внутрь имплантата, в) способностью к биодеградации – растворению в среде организма и замещению нативной костной тканью. Для достижения поставленной цели были решены следующие задачи: 1) Синтез слоистых фосфатов кальция (ОКФ и брушита) в определенных условиях (pH, температура, концентрация реагентов/буферных растворов). 2) Апробирование различных способов равномерного наполнения гидрогелей фосфатами кальция. 3) Моделирование нагружения и протекания жидкости через пористые тела с упорядоченной пористой архитектурой для понимания остеокондуктивных свойств подобных материалов. 4) Определение основных параметров стереолитографической трехмерной печати (глубина и критическая энергия полимеризации) и состава фотосуспензии (тип и концентрация фотоинициатора, степень разбавления мономера, степень наполнения порошком) для получения макропористых остеокондуктивных биокомпозитов гидрогель/фосфат кальция. 5) Проведение реологических и механических испытаний (на сжатие) полученных материалов для определения влияния армирования гидрогелей фосфатами кальция на прочностные и вязкоупругие характеристики композитов. 6) Проведение медико-биологических исследований полученных материалов на предмет цитосовместимости, а также адгезии, роста и пролиферации клеток. Научная новизна работы состоит в следующем: 1) Впервые на основе детального теоретического и экспериментального анализа ионных равновесий в растворах определена область сосуществования фаз ОКФ и брушита в координатах Т-рН. 2) В рамках впервые предложенного в работе априорного эвристического подхода к анализу архитектуры остеокондуктивных композитных имплантатов показано, что наиболее проницаемые и податливые варианты имплантатов реализуются в случае архитектур Кельвина и гироида с пористостью 70%. 3) Наполненный резорбируемыми фосфатами кальция с Са/Р<1.5 (брушитом и ОКФ) гидрогель на основе ПЭГ-ДА с определенной морфологической архитектурой, созданный при помощи стереолитографической 3D-печати, впервые предложен в качестве вязко-упругого имплантата с плотным прилеганием к краям костного дефекта произвольной формы. Практическая значимость работы заключается в том, что: 1) Предложены теоретические и экспериментальные приемы построения областей существования фосфатов кальция в растворах, что может быть использовано для выбора условий направленного синтеза фосфатов кальция. 2) Определены состав суспензии (тип и доля мономера, фотоинициатора, красителя, воды и наполнителя) и основные параметры стереолитографической печати композитов с макропористой архитектурой (фоточувствительность, критическая энергия полимеризации) с приемлемым разрешением (до 100 мкм). 3) Были изготовлены образцы-прототипы композитных имплантатов на основе ПЭГ-ДА-гидрогелей в форме цилиндра (диаметр 6 мм, высота 10-12 мм) с гироидной архитектурой, пригодные для дальнейших медико-биологических испытаний.
- Добавил в систему: Путляев Валерий Иванович