ИСТИНА

Проект направлен на решение фундаментальной проблемы создания керамических композиционных материалов нового поколения на основе биосовместимых фосфатов, предназначенных для использования в медицине в качестве биодеградируемой пористой основы в конструкциях тканевой инженерии при замене утраченной или поврежденной костной ткани, в качестве субстратов для культивирования и дифференцировки клеток или в качестве носителей лекарственных средств. Центральной задачей проекта является разработка научных и технологических основ получения нового композиционного керамического материала в системе Na2O-СаО-P2O5 с заданной архитектурой порового пространства, создаваемой методом устойчивой послойной 3D-печати из высококонцентрированной суспензии, компоненты которой способны в процессе низкотемпературной термообработки формировать заданную микроструктуру и фазовый состав в результате протекания гетерогенных химических реакций при соотношении 0,5<Са/Р<1,5, обеспечивающем резорбируемость материала, и при соотношении 0<Na/Ca<1, обеспечивающем приемлемый уровень рН в зоне имплантации. Подобные материалы, компенсируя утраченный участок костной ткани, должны создавать необходимые условия для ее регенерации. Новый биосовместимый пористый неорганический материал (основа конструкции тканевой инженерии) обеспечит такие условия благодаря следующим характеристикам: 1) способности, обусловленной заданным фазовым составом, полностью резорбироваться при взаимодействии с биологическими жидкостями с выделением совокупности биосовместимых ионов Са2+, Na+, HPO42-, H2P2O72-, (РО3)-n. 2) бимодальной пористости с размером крупных пор в интервале 100-3000 мкм и с размером мелких пор, обуславливающих шероховатость поверхности, в интервале 1-10 мкм; 3) прочности, достаточной для медицинских и биологических манипуляций, которая для пористого материала должна иметь значение не менее 0,1 МПа, а для плотного – 30-50 МПа. Разработка подобных материалов, предназначенных для компенсации или восстановления дефектов костной ткани, предполагает использование удобного и доступного оборудования, экологичных исходных компонентов, низких температур обжига позволит в перспективе перенести получение необходимого остепластического материала из специализированной лаборатории в лечебное учреждение. Подобная перспектива переноса производства является чрезвычайно актуальной в плане оказания медицинской помощи на уровне самых высоких стандартов здравоохранения.

The project is aimed at solving the fundamental problem of creating a new generation of ceramic composite materials based on biocompatible phosphates intended for use in medicine as a biodegradable porous base in tissue engineering structures when replacing lost or damaged bone tissue, as substrates for cell cultivation and differentiation, or as carriers of drugs. The Central task of the project is to develop scientific and technological bases for the production of a new composite ceramic material in the Na2O-Cao-P2O5 system with a given architecture of the pore space, created by the method of stable layer-by-layer 3D printing from a highly concentrated suspension, the components of which are capable of forming a given microstructure and phase composition in the process of low-temperature heat treatment as a result of heterogeneous chemical reactions at a ratio of 0.5<CA/P<1.5, ensuring the resorption of the material, and at a ratio of 0-like materials, compensating for the lost area of bone tissue, should create the necessary conditions for its regeneration. The new biocompatible porous inorganic material (the basis of tissue engineering design) will provide such conditions due to the following characteristics: 1) the ability due to a given phase composition, completely resorbed in interaction with biological fluids with the release of a set of biocompatible ions Ca2+, Na+, HPO42-, H2P2O72-, (PO3)-n. 2) bimodal porosity with the size of large pores in the range of 100-3000 µm and with the size of small pores causing surface roughness in the range of 1-10 µm; 3) the strength sufficient for medical and biological manipulation, which for the porous material should have a value of not less than 0.1 MPa, and for dense – 30-50 MPa. The development of such materials, intended to compensate for or restore bone defects involves the use of convenient and available equipment, the original eco-friendly components, low temperature roasting will allow in the future to defer receipt of necessary osteoplasties material from a specialized laboratory in the medical facility. This prospect of transfer of production is extremely relevant in terms of the provision of medical care at the level of the highest standards of health care.