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

 

Тодорокит
Тодорокит

Дистанционный лекторий ФНМ МГУ
Опубликованы приглашения на 4 интересные лекции онлайн лектория проекта дистанционного образования факультета наук о материалах МГУ имени М.В.Ломоносова на ближайшую неделю.

Евгений Кац: Перовскит, загадка названия и история открытия
28 мая 2020 г. в 18:00 мск. в рамках развития дистанционного образования ФНМ МГУ имени М.В.Ломоносова состоялась онлайн лекция известного ученого, профессора Евгения Каца (Ben-Gurion University of the Negev) "Перовскит, загадка названия и история открытия", который известен не только своими выдающимися научными достижениями в области химии твердого тела, углеродных наноматериалов, перовскитной фотовольтаики, но и большим вкладом в популяризацию науки.

М.Гретцель "The stunning rise of perovskite solar cells"
28 мая 2020 г. в 19:00 мск. в рамках развития дистанционного образования ФНМ МГУ имени М.В.Ломоносова состоялась онлайн лекция всемирно известного ученого, профессора М.Гретцеля (Федеральная политехническая школа Лозанны) "The stunning rise of perovskite solar cells".

Материалы к защитам магистерских квалификационных работ на ФНМ МГУ в 2020 году
коллектив авторов
2 - 5 июня пройдут защиты магистерских диссертаций выпускниками Факультета наук о материалах МГУ имени М.В.Ломоносова.

Академия – университетам: химия и науки о материалах в эпоху пандемии
Гудилин Е.А., Горбунова Ю.Г., Калмыков С.Н.
Отделение химии и наук о материалах РАН, а также химический факультет и факультет наук о материалах МГУ инициируют реализацию открытого образовательного проекта «Академия – университетам: химия и науки о материалах в эпоху пандемии». В рамках проекта ведущие ученые, члены Российской и международных Академий, видные представители вузовской науки прочитают тематические образовательные лекции по химии, науках о материалах, современным подходам в биологии и медицине. Видеозаписи лекций будут размещены в открытом доступе и могут быть использованы ВУЗами в основной и дополнительной образовательных программах, а также для самоподготовки и мотивации студентов и аспирантов на будущие научные достижения.

2019-nCoV: очередной коронованный убийца?
Анна Петренко
В статье рассказывается о коронавирусе 2019-nCoV — что мы знаем сегодня. А ведущие международные научные издательства предоставляют бесплатный доступ к новым статьям, посвященных изучению коронавируса

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!

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!



 
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.