Фундаментальные основы создания металлических, керамических и композиционных конструкционных материалов с повышенным комплексом эксплуатационных характеристик

Для восстановления костной ткани в настоящее время активно используются методы тканевой инженерии, основанные на имплантировании в место костного дефекта биоконструкции, состоящей из пористого матрикса и культивированных в нем остеообразующих клеток. Наиболее перспективными материалами матрикса являются фосфаты кальция. Обычно для этой цели используют гидроксиапатит (ГА), трикальцийфосфат (ТКФ), карбонат-содержащий ГА или их сочетания. Однако применение этих материалов связано с определенными недостатками, в частности плохо согласующейся кинетикой биологической деградации с кинетикой остеогенеза и низкими остеоиндуктивными потенциями. Большое внимание исследователей направлена на создание матриксов из прекурсоров формирования биологического апатита в организме человека. Одним из основных прекурсоров является октакальциевый фосфат (ОКФ), который, как полагают, проявляет не только остеокондуктивность, но и остеоиндуктивные качества – способность индуцировать формирование костной ткани. Однако ОКФ – термически нестабильное соединение, разлагающееся при температуре выше 900С, из которого невозможно изготовить керамику посредством спекания порошков. Поэтому актуальной задачей является поиск и разработка альтернативных методов формирования пористых матриксов из термически нестабильных фосфатов кальция, таких как ОКФ, с заданной микроструктурой и архитектурой. Авторами проекта проведены предварительные исследования по созданию такого метода, основанного на химической трансформации солей кальция. Также в последнее время активно применяется как постоянное, так и переменное магнитное поле для влияния на рост кристаллов при перекристаллизации. При использовании магнитного поля (начиная от 1 Тл) можно влиять на направление роста кристаллов, создавая упорядоченные структуры и создавать текстурированные материалы с заданными механическими свойствами.