Введение
1. Введение 5
2. Обзор литературы
2.1. Материалы биомедицинского назначения 11
2.2. Строение и свойства костной ткани 12
2.3. Кристаллохимия апатита 15
2.4. Трикальциевый фосфат (ТКФ) Са3(РО4)2 16
2.5. Пирофосфат кальция (ПФК) 2.5.1. Кристаллохимия 17
2.5.2. Методы получения ПФК 18
2.6. Смешанный фосфат кальция и натрия CaNaPO4 (Ренанит) 19
2.6.1. Кристаллохимия 19
2.6.2. Методы получения CaNaPO4 20
2.7. Смешанный фосфат кальция и калия CaKPO4 20
2.7.1. Кристаллохимия 21
2.7.2. Методы получения CaKPO4
2.8. Фазовые равновесия в системе СаО-Р2О5-Na2О 21
2.9. Получение макропористой керамики
2.9.1. Метод реплик 26
2.9.2. Метод удаляемых добавок (порообразующих добавок) 29
2.9.3. Получение пористой керамики путем вспенивания суспензий 31
2.10. Технологии быстрого прототипирования 33
2.10.1. Порошковая 3D печать (англ. Powder-based Three Dimensional Printing (3DP) 35
2.10.2. Термоэкструзионная печать 37
2.10.3. Стереолитография
2.11. Архитектура каркасов для создания остеокондуктивных материалов 43
2.12. Оценка биоактивности материалов 47
2.13. Выводы из литературного обзора 49
3. Экспериментальная часть 52
3.1. Подготовка образцов 52
3.1.1. Синтез трикальциевого фосфата (ТКФ) 52
3.1.2. Синтез пирофосфата кальция термическим разложением брушита 52
3.1.3. Синтез двойных смешанных фосфатов кальция и щелочных металлов. 53
3.1.4. Исследование поведения двойных смешанных фосфатов кальция и щелочных металлов в водной среде. 53
3.1.5. Получение керамики 53
3.1.6. Получение макропористых керамических материалов с помощью репликации формы ППУ губки 54
3.1.7. Получение макропористой керамики с использованием технологий трехмерной печати 54
3.2. Методы исследования образцов и обработка экспериментальных данных 59
3.2.1. Рентгенографические исследования. Качественный и количественный рентгенофазовый анализ (РФА). 59
3.2.2. Растровая электронная микроскопия 60
3.2.3. Инфракрасная спектроскопия (ИК) 61
3.2.4. Термогравиметрический и дифференциальный термический анализ 61
3.2.5. Рентгеноспектральный микроанализ (РСМА) 61
3.2.6. Дилатометрические измерения 61
3.2.7. Расчет геометрической плотности 62
3.2.8. Определение распределения частиц порошка по размерам 62
3.2.9. Определение критической энергии полимеризации и глубины полимеризации 62
3.2.10. Ионометрия растворов 62
3.2.11. Механические испытания 63
3.2.12. Биологические испытания in vitro 63
3.2.13. Биологические испытания in vivo 67
3.3. Термодинамические расчеты 67
4. Обсуждение результатов 69
4.1. Фазообразование в смесях солей Na2CO3 – Ca2P2O7 – CaCO3, NaCl – Ca2P2O7 –
CaCO3, К2CO3 – Ca2P2O7 – CaCO3, КCl – Ca2P2O7 – CaCO3 69
4.1.1. Выбор условий синтеза Ca(3-x)M2x(PO4)2 (M=Na, K и x=0 - 1). 69
4.2. Фазовые диаграммы Ca3(PO4)2 – CaNaPO4 и Ca3(PO4)2 – CaKPO4 74
4.2.1. Полиморфизм Ca3(PO4)2 74
4.2.2. Система Ca3(PO4)2 – CaNaPO4 77
4.2.3. Система Ca3(PO4)2-CaKPO4 86
4.2.4. Термодинамическая оценка растворимости основных кристаллических фаз в системах Ca3(PO4)2 – CaNaPO4 и Ca3(PO4)2 – CaKPO4 92
4.2.5. Керамика на основе Сa(3-x)Na2x(PO4)2 95
4.2.6. Микроструктура спеченных образцов Ca(3-x)Na2x(PO4)2 96
4.2.7. Взаимодействие образцов Ca(3-x)Na2x(PO4)2 с водой 98
4.2.8. Керамика на основе Сa(3-x)К2x(PO4)2 102
4.2.9. Взаимодействие Сa(3-x)К2x(PO4)2 с водной средой 1 4.2.10. Механические характеристики Ca(3-x)M2x(PO4)2 106
4.2.11. Биологические испытания in vitro 109
4.3. Макропористая керамика на основе Ca(3-x)M2x(PO4)2 113
4.3.1. Получение макропористой керамики 113
4.4. Растворимость образцов макропористой керамики на основе Ca(3-x)M2x(PO4)2 128
4.5. Биологические испытания in vitro и in vivo образцов макропористой керамики на основе Ca(3-x)M2x(PO4)
5. Выводы. 136
6. Список литературы. 138
