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

 

Зерно или яйцо?
Зерно или яйцо?

Перст-дайджест
В новом выпуске бюллетеня «ПерсТ»: Механизмы механо-бактерицидного действия наноструктурных поверхностей. Кубан и кубаноиды. Оптический гетеродин для измерения времени сверхкоротких импульсов. Трещать по швам правильно: однонаправленный разрыв метаматериала.

Завершается прием работ части конкурсов наноолимпиады
31 января завершается прием работ части конкурсов олимпиады "Нанотехнологии - прорв в будущее!"

В магистратуру - с наукой и без экзаменов: конкурс "Науке нужен ты!" для поступающих в магистратуру
Открыт прием заявок на конкурс «Науке нужен ты!», главный приз которого – поступление в магистратуру факультета лазерной фотоники и оптоэлектроники Университета ИТМО.

Спинтроника и iPod
В.В.Уточникова
В 1988 году Альберт Ферт и Петер Грюнберг независимо друг от друга обнаружили, что электросопротивление композитов, составленных из чередующихся слоев магнитного и немагнитного металла может невероятно сильно меняться при приложении магнитного поля. В течение десятилетия это, казалось бы, эзотерическое наблюдение революционным образом изменило электронную промышленность, позволяя накапливать на жестких дисках все возрастающий объем информации.

ДНК правит компьютером
Бидыло Тимофей Иванович
Наиболее вероятно, что главным революционным отличием процессоров будущего станут объемная (3D) архитектура и наноразмер составляющих, что позволит головокружительно увеличить количество элементов. Сегодня кремниевые технологии приближаются к своему технологическому пределу, и ученые ищут адекватную замену кремниевой логике. Клеточные автоматы, спиновые транзисторы, элементы логики на молекулах, транзисторы на нанотрубках, ДНК-вычисления…

Будущее техники отразилось в идеальном нанозеркале
Кушнир Сергей Евгеньевич
Свыше 99,9% падающего излучения отражает новое зеркало, построенное физиками США. А ведь толщина его составляет всего-то 0,23 микрометра. Специалисты говорят, что новинка способна улучшить параметры многих компьютерных устройств, где применяется лазерная оптика.

Технопредпринимательство в эпоху COVID-19

Небольшой опрос о том, как изменились подходы современного предпринимательства в контексте новых и возникающих форм ведения бизнеса, онлайн образования, дистанционных форм взаимодействия и коворкинга в эпоху пандемии COVID - 19.

Технонано

Технопредпринимательство - идея, которая принесет свои плоды при бережном культивировании и взращивании. И наша наноолимпиада, и Наноград от Школьной Лиги РОСНАНО, и проект Стемфорд, и другие замечательные инициативы - важные шаги на пути реализации этой и других идей, связанных с развитием новых высоких технологий в нашей стране и привлечением молодых талантов в эту вполне стратегическую область. Ниже приведен небольшой опрос, который позволит и нам, и вам понять, а что все же значит этот модный термин, и какова его суть.

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!



 
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.