Российские ученые впервые использовали метод синхротронной рентгеновской дифракции, чтобы улучшить материалы для изготовления протезов костей и имплантатов. Они отрегулировали скорость растворения имплантата в зоне повреждения кости. Теперь заживление поврежденных участков станет более эффективным. Статья опубликована в журнале Ceramics International.
Для изготовления протезов костей и имплантатов широко используется синтетический биоактивный гидроксиапатит (ГАП), способствующий нарастанию новой костной ткани. Ранее ученые из Уральского федерального университета и Уральского отделения РАН совместно с российскими и австрийскими коллегами выяснили, что добавление монооксида титана придает материалу прочность и сохраняет способность ГАП встраиваться в организм без побочных эффектов. Однако этот нанокомпозит требует подробного изучения взаимодействий добавки и матрицы на всех этапах синтеза, а также влияния этого взаимодействия на свойства конечного продукта. Это необходимо, чтобы кости могли лучше восстанавливаться.
«Благодаря исследованию термохимических и физико-химических свойств наноматериала мы можем достичь некоторых желаемых свойств имплантата. Например, скорость растворения имплантационного материала в зоне костного дефекта. Ее можно регулировать путем изменения содержания фосфатов кальция в нанокомпозите, которое, как мы показали, зависит от стехиометрии добавок монооксида титана. Это создаст условия для нормального протекания процесса регенерации и структурной перестройки кости в зоне контакта с имплантатом», — поясняет соавтор работы Светлана Ремпель.
Для изучения свойств нанокомпозита ученые впервые применили метод синхротронной рентгеновской дифракции, который показал наибольшую точность и эффективность анализа материала в режиме реального времени. Авторы смогли изучить изменения свойств наноматериала под влиянием разных температур — от комнатной до 900 °C. Эксперименты позволили точно определить температуры образования различных фаз при нагреве и охлаждении нанокомпозитов, получить информацию о размере частиц, убедиться, что все компоненты биосовместимы, а также найти косвенные доказательства частичной замены кальция на титан в составе гидроксиапатита.
Подписывайтесь на InScience.News в социальных сетях: ВКонтакте, Telegram, Одноклассники.
