Биокерамика на основе фосфатов кальция
Методическое пособие - Химия
Другие методички по предмету Химия
весьма оптимистичные прогнозы о возможности существенного прорыва в решении проблемы регенерации костных тканей при использовании таких материалов.
Заключение
Успехи химии, технологии и материаловедения фосфатов кальция явились основой для создания широкого спектра новых материалов медицинского назначения, начиная от порошков и гранул до композиционных материалов и сложных по структуре матриксов для клеточных технологий реконструкции тканевых дефектов. Возможно, самым очевидным является применение фосфатов кальция в стоматологии. Зубные пасты, содержащие тонкие порошки ГА в качестве наполнителя, обладают выраженными отбеливающими свойствами [365]. Доказано, что такие пасты обладают профилактическим антикариесным действием, снижают гиперчувствительность и способствуют лечению пародонтита. В результате клинических испытаний установлено, что отбеливающая способность ГА-содержащих паст не связана с эффектом полирования поверхности эмали, а обусловлена ее реминерализацией в результате химического взаимодействия, приводящей к сглаживанию поверхности эмали.
Изучение закономерностей формирования фосфатно-кальциевых фаз in situ при физиологических условиях полости рта явилось основой создания эффективных методов лечения очаговой деминерализации зубных тканей, особенно на начальных стадиях процесса (образование белого пятна, ранний кариес). Проведение реакции синтеза непосредственно на поверхности зуба может приводить к осаждению ДКФД или ОГА. В первом случае ДКФД легко получить методом химического осаждения из растворов солей кальция и ортофосфорной кислоты, причем по времени ДКФД переходит в ГА с выделением ортофосфорной кислоты. Существенным ограничением на возможность практического проведения реакции осаждения ОГА в полости рта является необходимость использования щелочных исходных ингредиентов как источников гидрокси-групп. Несмотря на то, что среда с рН больше 7 оказывает антибактериальное действие на флору, щелочные компоненты могут вызвать неприятные ощущения (аммиак), ожоги или даже некроз тканей. Для повышения устойчивости к кариесу, может в принципе быть осуществлен синтез in situ фторсодержащих реминерализующих фаз.
Порошки, в том числе ультрадисперсные, и гранулы ГА, ТКФ и бифазных ГА-ТКФ материалов могут использоваться для лечения периодонтитов и заполнения различных полостей костных тканей [366,367]. Они являются исходным материалом на нанесения биоактивных покрытий на металлические имплантаты, а также для изготовления различных композиционных материалов.
Следует отметить, что существует определенная опасность применения нанодисперсных порошков ГА в организме. Исследованиями in vivo показано существование летальной дозы введения порошков внутривенно; летальный исход связывают с закупоркой капилляров, однако рекомендовано использование золя в дозах не выше 1/6 от летальной в качестве носителя (адъюванта) лекарственных препаратов при внутривенных инъекциях [368].
Диапазон потенциальных применений пористых ГА-гранул весьма широк: от материала для напыления покрытий плазменным методом, до средств локализованной доставки лекарственных препаратов в организм человека и даже в качестве офтальмологических протезов [369]. Не только пористая керамика, но даже и упорядоченное трехмерное расположение несвязанных взаимно пористых гранул может служить матриксом для формирования новой костной ткани [370]. Лекарственные препараты могут быть введены в пористые гранулы методом пропитки под вакуумом. Вследствие капиллярных сил, фармокинетика выделения лекарственных препаратов характеризуется существенной пролонгированностью. Такие системы доставки препаратов могут применяться, например, при локализованном лечении остеомиелитов.
Пористые сферические гранулы размером более 500 мкм, спеченные между собой без значительной деформации их формы, представляют собой прекрасные матриксы для клеточных культур. Предварительные испытания in vivo матриксов 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 инф?/p>