Нанотехнологическое сообщество Нанометр, все о нанотехнологиях
на первую страницу Новости Публикации Библиотека Галерея Сообщество Объявления Олимпиада ABC О проекте
 
  регистрация
помощь
 
Рис.1. Кадр из фильма «Голова профессора Доуэля».
Рис.2. Современные разработки в области биоматериалов и подходы к их созданию.
Рис.3. Микрофотография нанокристаллического карбонатгидроксиапатита.
Рис.4. Микрофотография керамической гранулы из нанокристаллического карбонатгидроксиапатита («мини имплантат»).

Биоматериалы для имплантологии

Ключевые слова:  биоимплантат, биокерамика, Интернет-олимпиада, периодика, творчество

Автор(ы): Е.Климашина

Опубликовал(а):  Шушарина Анастасия Леонидовна

27 октября 2010

Использование материалов для замены и восстановления костной ткани началось уже более 2000 лет назад, а исследования в этой области ведутся и по сей день. Основная черта нового тысячелетия - все возрастающий интерес к увеличению качества и продолжительности человеческой жизни. Так XX век ознаменован резким скачком в области биоматериалов для замены и восстановления костной ткани, который связан с использованием гидроксиапатита (ГАП) как костного имплантата. Инновационное применение, специально спроектированных, керамических материалов для лечения больных или поврежденных частей тела открывает дорогу к увеличению периода активной жизни человека. Такую область современного материаловедения именуют биокерамикой. Она охватывает материалы для эндопротезов в травматологии и ортопедии, пломбировочные материалы в стоматологии, имплантаты в челюстно-лицевой хирургии, медико-косметические средства.

Все мы с детства знакомы с персонажами из сказочной повести А. М. Волкова «Волшебник Изумрудного города», в которой Страшила мечтал о мозгах, а Железный Дровосек - о сердце. Были и другие персонажи, которые бы захотели получить своё тело обратно, например Робокоп и профессор Доуэль (рис. 1). Им могли бы помочь современные разработки в области биоматериалов (рис.2).

Биоматериалы – это материалы, призванные заменить поврежденные участки организма, их отдельные органы и ткани (рис. 2). Например, перелом или травма кости ведет к необходимости замены поврежденной области искусственным имплантатом.

Со времени первых попыток использования фосфатов кальция в медицине концепция применения биоматериалов претерпела серьезные изменения. На первый план вышел так называемый регенерационный подход, в рамках которого акцент делается на замещение биоматериала нативной (собственной) растущей костью, материалу отводят роль (активного) источника необходимых для построения костной ткани элементов. Ожидается, что «идеальный имплантат» должен постепенно растворяться в среде организма, выполняя при этом свои опорные функции, а на его месте должна образовываться новая костная ткань. Очевидно, что резорбтивная функция (растворение) биоматериала имеет крайне важное значение для успешной интеграции (внедрения) материала в организм. Скорость регенерации кости зависит от нескольких факторов, таких как пористость, состав, растворимость и присутствие некоторых химических элементов, которые выходят в ходе резорбции (растворения) керамического материала, облегчая регенерацию кости, проводимую специальными клетками, остеобластами. По сравнению с активно-используемым в медицинской практике гидроксиапатитом кальция Ca10(PO4)6(OH)2 (ГАП), перспективным считается материал на основе наноразмерного карбонатсодержащего гидроксиапатита Ca10-xNax(PO4)6-x(СO3)x(OH)2 (КГАП). Он имеет ряд преимуществ: более точно воспроизводит состав костной ткани по сравнению с ГАП и обладает повышенной биорезорбцией и остеоиндукцией. Это означает, что имплантат из нано-КГА (рис. 3,4), постепенно растворяясь, будет замещаться вновь образованной, естественной костью, которая полностью заменит имплантат.

С развитием биоинженерных технологий станет возможным создание костной ткани естественным биологическим путем с использованием стволовых клеток. Например, можно будет создать зубные зачатки, которые будут естественно прорастать после имплантации. Однако по прогнозам, в ближайшие десятилетия, реально доступными будут только биоматериалы искусственного (синтетического) происхождения.

Список использованной литературы:

  1. E. S. Kovaleva, M. P. Shabanov, V. I. Putlayev, Ya.Yu. Filippov, Yu. D. Tretyakov, V. K. Ivanov. Carbonated hydroxyapatite nanopowders for preparation of bioresorbable materials. Mat.-wiss. u. Werkstofftech, 2008, v.39, No. 11, p.822-829.
  2. S.I. Stupp et al., MRS Bulletin, 2005, No. 30, p. 864.


В статье использованы материалы: Интернет-олимпиада


Средний балл: 9.2 (голосов 4)

 



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

 

Крыло бабочки
Крыло бабочки

Пять медалей завоевали российские школьники на Международной физической олимпиаде
Стали известны итоги 50-й Международной физической олимпиады для школьников, которая проходила в Тель-Авиве (Израиль). Российская сборная завоевала в состязаниях 4 золотые и одну серебряную медаль.

Поступление в совместный российско-китайский Университет МГУ-ППИ в Шэньчжэне
В июле 2019 года в МГУ имени М.В. Ломоносова проходит набор учащихся на программы МГУ, реализуемые в Университете МГУ-ППИ в Шэньчжэне. Поступление в совместный университет – это возможность учиться в самом быстроразвивающемся городе мира на русском языке у ведущих преподавателей МГУ по самым современным программам, получить образование мирового уровня и дипломы сразу двух университетов, овладев китайским языком. Для поступления в совместный университет не требуется владения китайским языком. Прием документов и экзамены проходят на территории МГУ. Абитуриенты имеют право поступать одновременно в МГУ имени М.В. Ломоносова и МГУ-ППИ в Шэньчжэне.

Вокруг Нанограда
Девятый Наноград, проходивший в Ханты - Мансийске, собрал талантливых школьников, интересных лекторов и преподавателей в области наноматериалов, нанотехнологий и технопредпринимательства. И сам город оказался молодым, динамичным, современным и интересным. Ниже дан небольшой фоторепортаж вокруг Нанограда, беглый взгляд, что собой представляет Ханты - Мансийск.

3D нанотехнологии в физике, химии, биологии, медицине и инженерном искусстве
И.В.Яминский
Материалы лекции проф. МГУ, д.ф.-м.н., генерального директора Центра Перспективных технологий И.В.Яминского "3D нанотехнологии в физике, химии, биологии, медицине и инженерном искусстве". 3D принтер, сканирующий зондовый микроскоп и фрезерный станок. Что общего между ними? Как конструировать их своими руками? Небольшой экскурс в практические нанотехнологии. Поучительная история о создании сканирующего туннельного микроскопа. От идеи до нобелевской премии за 5 лет. Взгляд в микромир – от атомов и молекул до живых клеток. Как взвесить массу одного атома? Вирусы и бактерии – наши друзья или враги? Медицинские приложения нанотехнологий – нанобиосенсоры для обнаружения биологических агентов.

Материалы и пленочные структуры спинтроники и стрейнтроники
В.А.Кецко
Девятый Наноград, проходивший в Ханты - Мансийске, собрал талантливых школьников, интересных лекторов и преподавателей в области наноматериалов, нанотехнологий и технопредпринимательства. В сообщении даны материалы лекции д.х.н., в.н.с. ИОНХ РАН В.А.Кецко "Материалы и пленочные структуры спинтроники и стрейнтроники".

Лекции и семинары от ФНМ МГУ на Нанограде
Е.А.Гудилин
Девятый Наноград, проходивший в Ханты - Мансийске, собрал талантливых школьников, интересных лекторов и преподавателей в области наноматериалов, нанотехнологий и технопредпринимательства. Ниже даны материалы лекций и семинаров представителя ФНМ МГУ проф., д.х.н. Е.А.Гудилина.

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.