Материалы для регенерации костной ткани на основе фосфатов магния-натрия: керамика и наполненные гидрогели

Целью данной работы является разработка и установление закономерностей формирования керамических и композиционных материалов для регенерации костной ткани на основе магнийсодержащих фосфатов, обладающих большей резорбируемостью по сравнению с кальцийфосфатными материалами. Рассматриваемые в рамках данной работы фосфаты магния относятся, в частности, к двухкомпонентной системе Mg3(PO4)2 – Mg4Na(PO4)3, которая является малоизученной и не позволяет сделать однозначных заключений относительно условий синтеза и полиморфизма фосфатов магния-натрия. Создание резорбируемой биокерамики на их основе сдерживается недостатком сведений о закономерностях спекания отдельных фаз и двухфазных составов из данной системы. Использование наполненных гидрогелей на основе акрилатных производных полиэтиленгликоля (ПЭГ) позволяет сохранить резорбционные свойства фосфатов магния, при этом улучшить эластичные (вязкоупругие свойства), необходимые для плотного заполнения костного дефекта. Для придания имплантату остеокондуктивных свойств, задаваемых специфической макропористой архитектурой, удачной оказывается совместимость акрилатных гидрогелей с технологией стереолитографической 3D печати. В настоящей работе были исследованы условия синтеза и полиморфизм фосфатов магния-натрия; фазовые отношений в двойной системе Mg3(PO4)2 - Mg4Na(PO4)3; была проведена оценка влияния полиморфных превращений MgNaPO4 и Mg4Na(PO4)3 на микроструктуру, параметры кристаллической решётки и прочностные свойства керамики; исследование режимов спекания и характеризация морфологии керамики на основе магний-натриевых фосфатов; исследование кинетики растворения фосфатов магния и фосфатов магния-натрия при рН = 5 (в растворе лимонной кислоты) для моделирования процесса резорбции in vitro; исследование процессов набухания и резорбируемости гидрогелей на основе смеси мономеров и композитов на основе гидрогелей, наполненных фосфатами магния. Полученные в работе данные могут быть использованы для создания новых керамических и композиционных биоматериалов для лечения дефектов костной ткани. Полученные биокерамические материалы на основе фосфатов магния и фосфатов магния-натрия обладают достаточным уровнем резорбции и не вызывают цитотоксичного воздействия на клетки остеобластов, и могут быть рекомендованы для дальнейших медико-биологических испытаний.