Проект направлен ориентирован на создание современных материалов медицинского назначения для обеспечения направленной регенерации костных тканей человека, в частности на получение новой высокопористой бисовместимой керамики на основе конструкционно прочных кальций силикатных и диоксид циркониевых компаундов, допированных биосовместимыми фосфат-кальциевыми добавками и наноразмерными частицами благородных металлов.

Проект предполагает разработку совершенно новых и нестандартных в исполнении подходов в синтезе биокерамик с уникальными структурными и функциональными свойствами. В исследованиях будут использованы возможности комбинирования передовых и инновационных технологий неорганического синтеза: темплатный золь-гель синтез, направленный на формирование наноструктурированных порошков силикатов кальция, и искровое плазменное спекание (ИПС), обеспечивающее консолидацию порошков в плотный керамический компаунд с учетом сохранения его микроструктуры. В дополнение к этому, впервые, планируется применить усовершенствованный метод реакционного-ИПС (Р-ИПС) для создания керамики с биосовместимого состава, за счет химического взаимодействия компонентов реакционной смеси с образованием кальций-фосфатных фаз в объеме формируемой керамики, непосредственно в момент ее искровой обработки.

Проект обеспечит получение новых биокерамик высокого качества, что будет обусловлено, во-первых, контролируемой вариацией пористой структуры, за счет использования порообразующих агентов (темплатов). Это позволит сформировать структуру подобную текстуре костной ткани, которая способна выполнять основные функции костного органа. Во-вторых, высокая механическая устойчивость получаемой керамики будет достигнута без искажения пористого каркаса за счет уникальности технологии ИПС. При этом прочность такого матрикса будет оптимальна для равномерного распределения механической нагрузки между настоящей и искусственной костью, что исключит вероятность избыточного разрушения костной ткани. Биосовметсимая составляющая керамики в виде ГАП (Ca10(PO4)6(OH)2) и трикальциевого фосфата (Ca3(PO4)2) обеспечат ее эффективную остеоинтеграцию в костной ткани. Возможность дополнительного допирования материалов наноразмерными частицами благородных металлов, в частности золотом, повысит их анибактериальные и противовоспалительные свойства.

Фундаментальная составляющая проекта включает развитие научных основ о принципах комбинирования (сочетания) различных методов направленного синтеза биокерамик с заданными параметрами пористой структуры, необходимой конструкционной прочности, обладающих высокой способностью к биорезорбции. Накопление совершенно новых знаний о инновационных методах синтеза (ИПС и реакционное-ИПС) биокерамик требуемого состава и модифкации, включая механизмы консолидации наноструктурированных порошков, фазообразования, принципов формирования структурных каркасов и др. в неравновесных условиях плазменно-искровой обработки.

Ссылка на оригинал статьи