Разработки / Разработки для медицины

Гидроксиапатит Са₁₀(РО₄)₆(ОН)₂ – природный минерал, редко встречающийся в чистом виде, однако является главной минеральной компонентой костной ткани человека и животных. Синтетический гидроксиапатит является биосовместимым и биоактивным (остеокондуктивным) материалом, поэтому обладает способностью стимулировать новообразование нативной костной ткани.

Разработана безотходная технология быстрого механохимического синтеза нанокристаллического порошка гидроксиапатита и его разновидностей

Формы получения гидроксиапатита:

• порошок;
• суспензия (размер частиц 5 мкм);
• гранулы (пористые частницы);
• текучие частицы

Механохимический способ синтеза позволяет получать не только стандартный гидроксиапатит (ГА) состава Са₅(РО₄)₃ОН, но и допированный - содержащий в своей структуре ионы-допанты с определенными свойствами

Варианты возможных модифицирующих добавок:

Возможность наработки опытных партий нанокристаллического порошка гидроксиапатита и его разновидностей в ИХТТМ СО РАН

Порошки гидроксиапатита, содержащие разные модифицирующие добавки

Преимущества технологии:

• быстрый сухой способ синтеза, не требующий дополнительной обработки материала (промывка, фильтрация, сушка);
• производимый порошок не токсичен, биосовместим;
• стабильное атомарное соотношение Ca/P;
• имеется возможность получения гидроксиапатита, содержащего в своей структуре дополнительные ионы, модифицирующие свойства гидроксиапатита;
• технология подходит для синтеза фторапатита и хлорапатита, карбонатапатита.

Получены Патенты РФ.

• Разработана технология нанесения апатитовых покрытий на титановые имплантаты разной морфологии

Преимущества:

Гидроксиапатит сохраняет свою структуру, формирует высокоадгезивное покрытие, позволяющее улучшать фиксацию металлического имплантата в кости. Использование гидроксиапатита, содержащего в своей структуре ионы Zn и Si, ускоряет процесс минерализации образующейся костной ткани.

Совместно с Институтом гидродинамики им. М.А. Лаврентьева СО РАН

• Разработана методика селективного лазерного плавления гидроксиапатита

Преимущества:

• позволяет осуществлять конгруэнтное плавление материала за счет быстрого процесса нагрева и охлаждения
• позволяет осуществлять печать изделий с градиентным составом варьируя скоростью перемещения лазерного луча и/или мощностью излучения
• позволяет сохранять ионы заместители в структуре апатита в процессе проведения процедуры термообработки (в отличие от высокотемпературного нагрева в печи).

Совместно с Институтом автоматики и электрометрии СО РАН

Биологические испытания гидроксиапатита, модифицированного катионами цинка и силикат-анионами:

In-vitro исследование:

- введение данных ионов в малой концентрации улучшает биосовместимость и повышает растворимость материала в воде.

In-vivo исследование:

- при имплантации порошка в костный дефект черепа крысы образец, содержащий 0.2 моль Si и 0.1 моль Zn, показал наилучшую способность интегрироваться в костную ткань. Через 4 мес. после имплантации место дефекта полностью исчезло.

Совместно с Новосибирским институтом органической химии СО РАН, Институтом неорганической химии СО РАН и Государственным научным центром вирусологии и биотехнологии «Вектор».

Области применения нанокристаллического порошка гидроксиапатита:

Фармацевтика:

• компонент лекарственных и косметических средств

Хирургия:

• заполнение дефектов костных тканей
• производство керамических имплантатов в том числе методом 3D-печати
• покрытие металлических имплантатов
• гипертермия раковых клеток
• носитель для доставки лекарств

Стоматология:

• наращивание костной ткани
• добавка в зубные пасты и чистящие средства
• компонент ополаскивателя для полости рта
• компонент цементов 

Другое:

• Сорбент для хроматографии протеинов, очистки воды
• Высокотемпературный пигмент
• Катализ реакций органического синтеза

Пудра для отбеливания зубов с добавкой механохимически синтезированного ГА	Реминерализующий гель для зубов на основе ГА