Труды КНЦ вып.5 (ХИМИЯ И МАТЕРИАЛОВЕДЕНИЕ вып. 5/2015(31))

Среди большого количества предлагаемых материалов цементы на основе фосфатов кальция являются наиболее перспективными костными заменителями, поскольку их структура схожа со структурой костной ткани [4]. Получен композиционный двухфазный кальций-фосфатный цемент для костной пластики, состоящий из гидроксиапатита и брушита [5]. За счет двухфазного состава цемента, при котором одна из фаз резобируется медленно, а вторая фаза быстро, достигается пролонгированное предоставление организму «строительного» материала. Изучено влияние добавок на пластичность, сроки схватывания цементной пасты и прочность затвердевшего материала. Отмечено, что введение полиэтиленгликоля в цементную пасту делает ее более пластичной. Это позволяет инжектировать пасту через иглу шприца с внутренним диаметром 2 мм. Время схватывания цементной пасты регулируется содержанием полиэтиленгликоля, а также отношением твердой фазы к жидкой и составляет от 5 до 20 мин. Средние значения прочности полученных материалов равны 6-16 МПа. Прочность на сжатие трабекулярной костной ткани находится в пределах 2-12 МПа [ 6 ], следовательно, прочности исследуемых образцов достаточно для применения их в качестве материалов, заполняющих костные дефекты. Для замены поврежденных участков костной ткани практическое применение находят биодеградируемые фосфатные и силикатные стекла. Однако их механические свойства уступают механическим свойствам костной ткани. Это не позволяет использовать их для изготовления имплантов несущих костей. Поэтому формирование биоактивных стеклокерамических покрытий на носителях из более прочных материалов является наиболее перспективным направлением. В настоящее время для формирования таких покрытий применяется ряд методов: магнетронное напыление, золь-гель метод, паровое и ионно-плазменное осаждение [7]. Нами [ 8 ] исследована возможность формирования стеклокерамических покрытий на биоинертных подложках непосредственно из органического раствора. Для получения биостекол в качестве прекурсора удобнее использовать растворы, содержащие тетраэтоксисилан, трибутилфосфат, олеаты натрия и кальция в органическом растворителе, например, в скипидаре. На рис.2 приведена микрофотография и энергодисперсионный спектр фрагмента стекла, полученного из указанных растворов. Состав этого стекла (%): Si - 11.0; Ca - 14.9; P - 5.1; Na - 14.8; С - 9.2; О - 45; Ca/P = 2.28. Рис. 2. Биостекло: a - СЭМ изображение; b - энергодисперсионный спектр Пропитка органическим раствором образца керамики из y-Al 2 O 3 (ТУ 2163-015-44912618-2003) и последующего его обжига при 1200°С показала: тонкий слой биостекла не нарушает микрогеометрию поверхности (рис.3а), в энергодисперсионном спектре образца появились линии кальция, фосфора и натрия, а линия алюминия практически исчезла (рис.3Ь). Таким образом, указанные растворы, в отличие от шихты или золя, при обжиге образуют тонкие пленки, повторяющие форму пор биоинертного носителя. Кроме того, варьируя состав органического раствора, можно изменять биоактивность стекол и их резорбируемость. Рис. 3. Образец керамики из y-Al 2 O 3 с покрытием из биостекла: a - СЭМ-изображение; b - энергодисперсионный спектр образца 411