Разработка эластичного биокомпозита на основе гидрогелей, наполненных фосфатами магния, для персонализированного лечения дефектов костной ткани

Проект направлен на решение проблемы разработки физико-химических и инженерных основ создания биоматериалов на основе фосфатов магния (биокерамики и композиционных материалов). Имплантаты для лечения дефектов костной ткани можно разделить на две большие группы: не поддающиеся биологическому разложению металлы и сплавы (например, титан, сталь и т.д.) и биоразлагаемые материалы. Металлические имплантаты используются уже более 100 лет для заживления дефектов костей, но их необходимо удалять после процесса заживления или часто заменять во время повторной операции. Наиболее перспективными материалами для костных имплантатов являются биоразлагаемые материалы, которые рассасываются в организме человека и со временем могут быть заменены естественной костной тканью, избегая повторных хирургических вмешательств. Материалы на основе фосфатов магния можно рассматривать в качестве альтернативы фосфатам кальция, что обуславливается достаточной растворимостью фаз фосфатов магния в условиях in vivo и тем, что ион Mg2+ является мощным ингибитором роста кристаллов гидроксиапатита, подавляя нежелательную кристаллизацию in vivo. Фосфаты магния являются биосовместимыми и содержатся в костной ткани. В литературе достаточно много работ по керамике на основе магний-замещенным фосфатам кальция, однако керамике на основе фосфатов магния уделено мало внимания, и практически нет работ по их исследованию, что демонстрирует новизну работы. При разработке таких биоматериалов актуальным является исследование фазовых равновесий в двойной системе Na3PO4 – Mg3(PO4)2 и исследование методик синтеза рассматриваемых соединений. Включение натрия в состав керамики позволит варьировать степень резорбции материала, тем самым позволяя достигнуть нужной степени растворения. Таким образом, несмотря на большой интерес для легирования кальцийфосфатной биокерамики магнием, в литературе мало работ по созданию биоматериалов на основе фосфатов магния. Идея создания композиционных материалов объясняется природой кости и попыткой получить материал, близкий по составу к натуральной костной ткани, которая является композиционным материалом и содержит как органическую компоненту (коллаген), обеспечивающую упругость костей, так и неорганическую составляющую, предающую костям необходимые прочностные характеристики.