Биокерамические материалы в системе гидроксиапатит-карбонат кальция для инженерии костной ткани

Гольдберг М.А.¹, Смирнов В.В.¹, Баринов С.М.¹, Сергеева Н.С.², Свиридова И.К.², Кирсанова В.А.², Ахматова С.А.²

¹ Учреждение Российской академии наук Институт металлургии и материаловедения им. А.А. Байкова РАН,
² ФГУ «Московский научно-исследовательский онкологический институт им. П.А. Герцена, Москва, Россия

Приложение «Нанотехнологии в онкологии» к журналу «Онкохирургия» за 2012 год. Том 4, №1

В настоящее время в качестве материалов для костной инженерии наиболее часто применяю гидроксиапатит и материалы на его основе с анионными и катионными замещениями. Еще одним активно развивающимся направлением в биоматериаловедении являются материалы на основе карбоната кальция, в частности природные кораллы ряда семейств (Acroporidae, Porites, Gonioporidae и др.).

В настоящей работе рассмотрены композиционные материалы на основе двух вышеуказанных компонентов – гидроксиапатита и карбоната кальция. Основным преимуществом данных материалов является контролируемая скорость биорезорбции, позволяющая подбирать оптимальный материал в зависимости от размера костного дефекта и возраста пациента, в зависимости от соотношения компонентов. При этом химическим методом осаждения из водных растворов можно получить смешение основных компонентов на наноуровне, что препятствует избирательной резорбции более растворимого компонента – карбоната кальция.

Согласно данным рентгенофазового анализа, синтезируемые материалы являлись бифазными, содержащими карбонат – замещенный гидроксиапаптит и карбонат кальция. Разработанная технология спекания позволяла получить прочную биокерамику без термического разложения карбонат – содержащих фаз, способного привести к формированию токсичного оксида кальция. Проведенные испытания in vitro показали, что все исследуемые образцы были не токсичны для клеток, поддерживали адгезию, распластывание и пролиферацию фибробластов человека. По данным подкожных испытаний in vivo, материалы являлись биосовместимыми, поддерживали неоваскуляризацию и образование соединительной ткани.

Работа выполнена при финансовой поддержке гранта РФФИ №11-08-00596а.