Создание кальцийфосфатных композиционных костных цементов, содержащих гранулы сульфата кальция: влияние состава, размера, пористости гранул на фазовый состав, микроструктуру, механические и биологические свойства цементов

Создание цементных материалов с улучшенными свойствами, предназначенных для замещения и регенерации поврежденной костной ткани, является фундаментальным направлением наук о материалах. В проекте будет использован новый подход к созданию композиционных кальцийфосфатных материалов за счет дополнительного введения в кальцийфосфатные цементы других кальцийсодержащих компонентов в виде гранул варьируемого состава, размера и растворимости. В качестве гранул будут вводиться материалы на основе гипса (сульфат кальция двухводный), обладающего более высокой биорезобцией по сравнению с наиболее применяемыми брушитовыми (дикальцийфосфат дигидрат) или гидроксиапатитовыми цементами. Использование гранул с высокой скоростью биорезобции, составов на основе сульфата кальция и его замещенных форм, а также композиционных гранул системы гипс – брушит, позволит создавать пористые структуры непосредственно in vivo, т.е. внутри имплантируемых материалов в зоне костного дефекта. Ожидается, что такие материалы будут иметь высокую прочность и трещиностойкость. Это позволит решить проблему низких показателей механических свойств костных цементов, что ограничивает возможности их применения при замещении костного дефекта. Таким образом, будет решены две проблемы: на первом этапе повысить прочность цементов, а впоследствии в результате селективной биорезорбции – создать поровые структуры, что является новым подходом к созданию материалов, предназначенных для регенерации новой костной ткани. Будут выявлены зависимости размера гранул, их морфологии и фазового состава от условий синтеза. Будет разработан оригинальный подход к получению цементных материалов, содержащих цементные гранулы на основе гипса, изучено влияние модифицирующих добавок в зависимости от их количества на процессы фазообразования, схватывания и твердения. Будут изучены механические свойства материалов в зависимости от их микроструктуры и фазового состава. Будут проведены испытания на цитотоксичность. В результате выполнения проекта будут получены новые фундаментальные знания, необходимые для разработки материалов медицинского назначения с улучшенными свойствами, а также результаты, имеющие высокий инновационный потенциал для создания продуктов, не имеющих отечественных и зарубежных коммерческих аналогов.