|
ИСТИНА |
Войти в систему Регистрация |
ФНКЦ РР |
||
Оcтеокондуктивный композиционный материал в системе Na2O-CaO-SiO2-P2O5 для регенерации костной тканидипломная работа (Магистр)
- Научный руководитель: Сафронова Татьяна Викторовна
- Автор: Каймонов М.Р.
- Тип: Магистр
- Организация, в которой проходила защита: МГУ имени М.В. Ломоносова
- Год защиты: 2020
- Аннотация: Медицинское неорганическое материаловедение рассматривает создание и со-вершенствование биоактивных материалов, содержащих в своем составе наряду с фос-фатами кальция (гидроксиапатит, трикальцийфосфат и пирофосфат кальция) иные остеоиндуктивные фазы. В качестве альтернативных остеоиндуктивных фаз могут вы-ступать аморфные или кристаллические фазы в системе Na2O–CaO–SiO2–P2O5. Извест-ные методы получения материалов в этой системе, предполагающие варку и гомогени-зацию стекла или проведение золь-гель синтеза, экономически затратны и многоста-дийны. Применение водного раствора силиката натрия Na2O•nSiO2 (ВРСН) в качестве связующего при создании биосовместимых керамических материалов на основе по-рошков синтетических фосфатов кальция (ФК) в системе Na2O–CaO–SiO2–P2O5 позво-ляет устранить эти недостатки. Целью данной работы являлось получение биосовместимого керамического мате-риала в системе Na2O–CaO–SiO2–P2O5 с заданным фазовым составом, включающим натрий кальциевый силикат Na6Ca3Si6O18 и β-ренанит β-NaCaPO4, предназначенного для использования в медицине. Для получения такого материала использовали синтетиче-ские ФК (гидроксиапатит Ca10(PO4)6(OH)2, трикальцийфосфат Ca3(PO4)2, пирофосфат кальция Ca2P2O7) и ВРСН Na2O•2.87SiO2. Предварительно исследованный ВРСН Na2O•2.87SiO2 был использован в качестве связующего при пластическом формовании прекерамических заготовок из высококонцентрированных суспензий (ВКС), включавших синтетические ФК. Керамику в системе Na2O–CaO–SiO2–P2O5 получали обжигом сфор-мованных образцов, представляющих собой цементный камень. Твердение образцов по-сле формования происходило в результате поликонденсации ВРСН: CO2 + H2O = H2CO3 Na2O∙2SiO2 + H2CO3 + H2O = H2Si2O5 + NaHCO3 + NaOH H2Si2O5 = SiO2 + H2SiO3 H2SiO3 + 4NaOH = Na4SiO4 + 3H2O (SiO2)x + H2O = H4SiO4 + (SiO2)x-1 2H4SiO4 = (OH)3Si-O-Si(OH)3 + H2O 53 Количество исходных реагентов рассчитывали так, чтобы мольное содержание оксидов Na2O, CaO, SiO2 и P2O5 было максимально приближено к мольному содержанию данных оксидов в стекле марки Bioglass 45S5 (24.3% Na2O; 26.9% CaO; 46.2% SiO2; 2.6% P2O5). Корректировку состава исходной порошковой смеси проводили, добавляя оксид кальция CaO и карбонат натрия Na2CO3. Простые 3-х мерные геометрические фигуры были получены из ВКС, включавших ФК и ВРСН с использованием послойного экстру-зионного ручного формования. Данные РФА для образцов после формования, твердения и сушки свидетельствуют об отсутствии взаимодействия СаО и ФК с водным раствором силиката натрия на данных стадиях. Керамические материалы после обжига при 1000°С включали натрий кальциевый силикат Na6Ca3Si6O18 и β-ренанит β-NaCaPO4. Геометрическая плотность материалов для всех образцов после обжига при 1000°С составила 0.76 – 0.78 г/см3, а прочность на сжа-тие 2.5 – 3.5 МПа. Исследованные ВКС могут быть рекомендованы для формования пористых импланта-тов заданной архитектуры с использованием экструзионной 3D-печати. Предложенный в настоящей работе подход позволяет достигать заданного фазового состава композицион-ных биосовместимых керамических материалов в системе Na2O-CaO-SiO2–P2O5.
- Добавил в систему: Сафронова Татьяна Викторовна