Нанотехнологическое сообщество Нанометр, все о нанотехнологиях
на первую страницу Новости Публикации Библиотека Галерея Сообщество Объявления Олимпиада ABC О проекте
 
  регистрация
помощь
 

Рис. 1. Схематическая диаграмма получения иерархической структуры в гидротермальных условиях.

Рис. 2. Морфология синтезированных образцов после обработки в течение 240 часов при 60 градусах Цельсия (а-d) и после 96 часов при той же температуре (e). Рентгенофазовый анализ образцов (f) до гидротермальной обработки – кривая а, после обработки при 60 градусах Цельсия в течение 240 часов – кривая b, после обработки при 180 градусах Цельсия в течение 72 часов – кривая с.

Рис. 3. Нанонити и наноленты на поверхности пористого Ti.

Рис. 4. Гидрофильность пористой поверхности. (a-b) NiTi до и после обработки при 60 градусах Цельсия в течение 240 часов. (с-d) Ti до и после обработки при 60 градусах Цельсия в течение 240 часов.

Новый материал для костной инженерии

Ключевые слова:  биоинженерия, биосовместимый материал, гидротермальный синтез, костная инженерия

Опубликовал(а):  Росляков Илья Владимирович

30 ноября 2008

Костная инженерия - перспективная и динамично развивающаяся область. На сегодняшний день только в США ежегодно прививается более полумиллиона костных имплантантов. Существующие методы пересадки (трансплантации) костной ткани имеют ряд существенных ограничений и не всегда приводят к желаемым результатам. В связи с этим большое внимание уделяют разработке синтетических пористых материалов. Ключевым фактором биосовместимости таких материалов, кроме химического состава, топологии и шероховатости поверхности, является сложная иерархическая структура, которая включает пористость на миллиметровом уровне, необходимую для транспорта питательных веществ и роста клеток костной ткани, а также наноструктурированную поверхность. Такая морфология близка по строению природной костной ткани.

В работе «A Biomimetic Hierarchical Scaffold: Natural Growth of Nanotitanates on Three-Dimensional Microporous Ti-Based Metals», опубликованной NanoLetters, предложено использование гидротермальных условий для создания трехмерной иерархической структуры, имитирующей кость человека (рис. 1). В качестве исходного материала выступали микропористые металлические сплавы Ti и NiTi, обладающие уникальной эластичностью, близкой к костной ткани, хорошими механическими свойствами и неплохой биосовметимостью. Синтез проходил при достаточно низких температурах в среде 10М NaOH. Контроль структуры материала осуществляли с помощью изменения температурно-временного режима. Синтез при 60˚С в течение 96 часов позволяет получить протяженный "наноскелет" (рис. 2е). Более длительный синтез, порядка 240 часов, необходим для структурирования поверхности (создания нанонитей и нанолент (рис. 3), которые обеспечивают лучшую связь между растущей костной тканью и субстратом). Повышение температуры эксперимента до 180˚С позволяет существенно сократить время синтеза до 12 и 72 часов, соответственно.

Смачиваемость – одно из важнейших свойств костных имплантантов, поскольку клеточная адгезия гораздо лучше протекает на гидрофильных поверхностях. Гидротермальная обработка позволяет значительно улучшить это свойство материала (рис. 4) из-за образования титаната натрия Na2Ti2O5·H2O. В его кристаллической структуре содержатся связанные молекулы воды, благодаря чему вещество гораздо лучше абсорбирует воду из окружающей среды.

Авторы работы надеются, что предложенная ими технология простого наноструктурирования поверхности в гидротермальных условиях найдет применение не только в медицине, но и для создания энергопоглощающих материалов и материалов для очистки окружающей среды от промышленных загрязнений.


Источник: NanoLetters



Комментарии
Красиво, но диоксиды титана и "бронзы" на его основе не отличались ВЫДАЮЩЕЙСЯ биосовместимостью
Трусов Л. А., 30 ноября 2008 21:47 
ну, можно его ГАПом покрыть. небось проще, чем титан.
Владимир Владимирович, 30 ноября 2008 22:34 
Интересно!
А разве не пугает никель, потенциально вызывающий аллергии.
Или из таких сплавов ионы никеля практически не вымываются?
Трусов Л. А., 30 ноября 2008 22:54 
судя по уверенности авторов, тесты на биосовместимость уже готовятся к публикации
Владимир Владимирович, 30 ноября 2008 23:53 
Завсегда лучше две статьи, чем не одной
Они ж что-то там сделали с поверхностью, гидротермальная обработка, смачиваемость... может, надеются, что это поможет им сделать биосовместимость более выдающейся?
KirillS, 01 декабря 2008 01:03 
Помоему титан и некоторые его сплавы, в том числе и TiNi, все-таки лучшее что сейчас есть из материалов для имплантатов, а результаты по их биосовместмости достаточно оптимистичные. Вот например интересная работа - http://www.m...nisheva.pdf

Для того чтобы оставить комментарий или оценить данную публикацию Вам необходимо войти на сайт под своим логином и паролем. Зарегистрироваться можно здесь

 

Ступени додецилсульфата натрия
Ступени додецилсульфата натрия

На XXI Менделеевском съезде награждены выдающиеся ученые-химики
11 сентября 2019 года в Санкт-Петербурге на XXI Менделеевском съезде по общей и прикладной химии объявлены победители премии выдающимся российским ученым в области химии. Премия учреждена Российским химическим обществом им. Д.И.Менделеева совместно с компанией Elsevier с целью продвижения и популяризации науки, поощрения выдающихся ученых в области химии и наук о материалах.

Россия подала в ЮНЕСКО заявку на учреждение премии имени Менделеева для молодых ученых
Россия подала в ЮНЕСКО заявку на учреждение премии имени Менделеева для молодых ученых. Об этом премьер-министр РФ Дмитрий Медведев сообщил, открывая встречу с нобелевскими лауреатами, руководителями химических обществ, представителями международных и российских научных организаций.

Перст-дайджест
В новом выпуске бюллетеня «ПерсТ»: Синтез “перламутровых” нанокомпозитов с помощью бактерий. Оптомагнитный нейрон.Устойчивость азотных нанотрубок. Электронные характеристики допированных фуллереновых димеров.

Люди, создающие новые материалы: от поколения X до поколения Z
Е.В.Сидорова
Самые диковинные экспонаты научной выставки, организованной в Москве в честь Международного года Периодической таблицы химических элементов в феврале 2019 г., можно было рассмотреть только "вооруженным глазом»: Таблица Д.И.Менделеева размером 5.0 × 8.7 мкм и нанопортрет первооткрывателя периодического закона великолепно демонстрировали возможности динамической АСМ-литографии на сканирующем зондовом микроскопе. Миниатюрные произведения представили юные участники творческих конкурсов XII Всероссийкой олимпиады по нанотехнологиям, когда-то задуманной академиком Ю.Д.Третьяковым — основателем факультета наук о материалах (ФНМ) Московского государственного университета имени М.В.Ломоносова. О том, как подобное взаимодействие со школьниками и студентами помогает сохранить своеобразие факультета и почему невозможно воплощать идею междисциплинарного естественнонаучного образования, относясь к обучению как к конвейеру, редактору журнала «Природа» рассказал заместитель декана ФНМ член-корреспондент РАН Е.А.Гудилин.

Как наночастицы применяются в медицине?
А. Звягин
В чем преимущества наночастиц? Как они помогают ученым в борьбе с раком? Биоинженер Андрей Звягин о наночастицах в химиотерапии, имиджинговых системах и борьбе с раком кожи.

Медицинская керамика: какими будут имплантаты будущего?
В.С. Комлев, Д. Распутина
Почему керамические изделия применяются в хирургии? Какие технологии используются для создания имплантатов? Материаловед Владимир Комлев о том, почему керамика используется в медицине, как на ее основе создаются имплантаты и какие перспективы у биоинженерии

Технопредпринимательство на марше

Мы традиционно просим вас высказать свои краткие суждения по вопросу технопредпринимательства и проектной деятельности школьников. Для нас очевидно, что под технопредпринимательством и под проектной деятельностью школьников каждый понимает свое, но нам интересно ваше мнение, заодно вы сможете увидеть по мере прохождения опроса, насколько оно совпадает или отличается от мнения остальных. Ждем ваших ответов!

О наноолимпиаде замолвите слово...

Прошла XII Всероссийская олимпиада "Нанотехнологии - прорыв в Будущее!" Мы надеемся, что нам для улучшения организации последующих наноолимпиад поможет электронное анкетирование. Мы ждем Ваших замечаний, пожеланий, предложений. Спасибо заранее!

Опыт обучения в области нанотехнологического технопредпринимательства

В этом опросе мы просим поделиться опытом и Вашим отношением к нанотехнологическому технопредпринимательству и смежным областям. Заранее спасибо за Ваше неравнодушие!



 
Сайт создан в 2006 году совместными усилиями группы сотрудников и выпускников ФНМ МГУ.
Сайт модернизирован для ресурсной поддержки проектной деятельности учащихся в рамках ГК 16.647.12.2059 (МОН РФ)
Частичное или полное копирование материалов сайта возможно. Но прежде чем это делать ознакомьтесь с инструкцией.