P. 295-314. Ohgushi H., Okumura M., Yoshikawa T., Inoue K., Shors E. C. Bone formation process in porous calcium carbonate and hydroxyapatite // Journal of Biomedical Materials Research.


РАЗРАБОТКА МАТЕРИАЛА НА ОСНОВЕ ПОЛИМЕРНЫХ ВОЛОКОН И ПОРИСТОГО КАРБОНАТА КАЛЬЦИЯ ДЛЯ БИОМЕДИЦИНСКИХ ПРИМЕНЕНИЙ
Савельева М.С., Любунь Г. П., Видяшева И. В., Голядкина А. А.,
Сухоруков Г. Б.1, Горин Д. А., Парахонский Б. В.2
Саратовский государственный университет им. Н.Г. Чернышевского, Саратов
1Университет королевы Марии, Лондон, Великобритания
2ИК РАН, Москва, Россия
E-mail: [email protected]Поиск и разработка новых материалов для восстановления костных дефектов является актуальной проблемой современной медицины. Одно из перспективных решений данной проблемы - создание композитных материалов на основе биополимеров в сочетании с солями кальция. Для этих целей сегодня наиболее часто применяются сочетания коллагена и/или поликапролактона с фосфатами кальция СаР и гидроксиапатитом Ca10(PO4)6(OH)2 [1]. Гидроксиапатит (ГА) по своему химическому составу наиболее близок к минеральной составляющей костной ткани, но его применение может быть ограничено по причине того, что ГА не способен к полной деградации в организме, как и СаР. В этом плане преимуществом обладает карбонат кальция CaCO3, обладающий способностью к быстрой биорезорбции; при этом возможность формирования костной ткани у CaCO3 сопоставима с ГА [2]. В данной работе был получен новый материал, на основе тонких полимерных волокон поликапролактона, покрытых оболочкой пористого CaCO3 в полиморфной модификации ватерита (Рис.1).
Рис.1. СЭМ изображения полимерных волокон, покрытых
пористым CaCO3
Структура и свойства используемых компонентов определяют функциональные возможности данного материала, предлагаемого для биомедицинских применений, в особенности для тканевой инженерии и восстановления костной ткани. Пористая морфология CaCO3 оболочек позволяет проводить загрузку биоактивных веществ (лекарственных препаратов, факторов роста) в их объем, и таким образом использовать их в качестве систем для адресной доставки, и позволяет осуществлять контроль роста клеток в каркасе. Была проведена проверка жизнеспособности клеток (фибробласты) в материалах ПКЛ/CaCO3 и ПКЛ/(CaCO3+Декспантенол) (с декспантенолом, инкапсулированным в CaCO3 оболочки). Выживаемость клеток составила 75 %, что сравнимо с контрольными образцами, и 84 %, соответственно. Таким образом, параллельно была продемонстрирована возможность контроля роста клеток в ПКЛ/CaCO3 путем капсулирования биоактивных веществ в CaCO3 оболочки.

Рис.2. Результаты теста на жизнеспособность фибробластов в материалах ПКЛ/CaCO3 и ПКЛ/(CaCO3+Декспантенол)
Были проведены испытания на растяжение образцов материала ПКЛ/СаСО3. Результаты испытаний приведены в Таблице 1.
Таблица 1
Результаты испытаний на растяжение образцов ПКЛ/СаСО3
№ образца Длина образца, ммМодуль упругости, МРаДеформация при максимальном напряжении, мм/мм Максимальное напряжение при растяжении, МРа1 15 5,88 1,27 2,78
2 14 5,76 0,98 2,45
3 19 4,31 1,05 1,75
4 35 10,94 0,69 3,38
5 36 7,53 0,61 2,05
Таким образом, представленные материалы могут быть использованы для разработки костных имплантантов и функциональных тканеинженерных конструкций.
Исследование проведено при поддержке гранта Правительства РФ (договор №14.Z50.31.0004 от 4 марта 2014).
Библиографический список
Carvalho J. L., Carvalho P. H., Gomes D. A., Goes A. M. Innovative Strategies for Tissue Engineering // Advances in Biomaterials Science and Biomedical Applications. 2013. Chapter 11. P. 295-314.
Ohgushi H., Okumura M., Yoshikawa T., Inoue K., Shors E. C. Bone formation process in porous calcium carbonate and hydroxyapatite // Journal of Biomedical Materials Research. 1992. Vol. 26. P. 885-895.
Сведения об авторах
Савельева М. С., аспирант, дата рождения 02.09.1992
Любунь Г. П., аспирант, дата рождения 03.10.1990
Видяшева И.В., к.б.н., дата рождения 18.01.1983
Голядкина А.А., к. ф.-м. н., доцент, дата рождения 14.03.1983
Сухоруков Г.Б., к.ф.-м.н., профессор, дата рождения 1969
Горин Д. А. д.х.н., профессор, дата рождения 13.10.1975
Парахонский Б. В., к. ф.-м. н., дата рождения 25.07.1983
Вид доклада: (устный)/стендовый

Приложенные файлы

  • docx 7028671
    Размер файла: 561 kB Загрузок: 0

Добавить комментарий