Звіт про науково-дослідну роботу: ”НОВІ КОМПОЗИЦІЙНІ МАТЕРІАЛИ МЕДИЧНОГО ПРИЗНАЧЕННЯ НА ОСНОВІ ГІДРОКСИАПАТИТУ, МОДИФІКОВАНОГО МАГНЕТИТОМ ІЗ ХІТОЗАНОМ ТА БАКТЕРИЦИДНИМИ ДОБАВКАМИ”

Abstract

Робота належить до галузі біомедичного матеріалознавства і присвячена отриманню композиційних біоматеріалів на основі біогенного гідроксиапатиту з додаванням магнетиту та хітозану для регулювання швидкості резорбції та можливості створення магніточутливого матеріалу для лікування дефектів кісток в реконструктивній хірургії та перспективою застосування магнітотерапії в післяопераційний період. ОБ’ЄКТИ ДОСЛІДЖЕННЯ – наномагнетит, хітозан, біогенний гідроксиапатит та композиційні матеріали на їх основі; модифікована хітозаном високопориста гідроксиапатитна склокераміка; модифікована наноалмазом гідроксиапатитна склокераміка. МЕТА РОБОТИ – розробка нових наноматеріалів на основі гідроксиапатиту, модифікованого магнетитом з органічною добавкою природного походження, і в тому числі хітозаном, призначених для регенерації кісткової тканини і вивчення процесів, що відбуваються при їх безпосередньому контакті з середовищами, які імітують відповідні середовища живого організму. Галузь - біонанотехнології, інженерія кісткової тканини. МЕТОДИ ТА МЕТОДИКИ ДОСЛІДЖЕННЯ: РФА, СЕМ, ІЧ спектроскопія, ДТГА, ЕДРФА, ААС, методики визначення питомої поверхні, густини, пористості, ζ-потенціалу, стабільності суспензій, механічних та магнітних властивостей, адсорбційної активності, досліди in vitro. Методами хімічного осадження (тривалістю 5, 30 хв. та 1 год. в присутності аміаку та гідразину) та термолізу (в азотному та вуглеводневому середовищі) отримано порошки магнетиту та на основі повірняльного дослідження впливу методу синтезу та технологічних особливостей його проведення на структуру та властивості встановлено, що метод хімічного осадження протягом 5 хв. дозволяє отримати нанорозмірний магнетит з площею питомої поверхні 141 м2/г та магнітними властивостями, співставними з літературними даними, а використання методу термолізу оксалатів заліза – з питомою намагніченістю насичення 109-135 А•м2/кг, що в 1,5-2 рази перевищує вітчизняні та закордонні аналоги. Крім того, магнетит, отриманий методом хімічного осаджння, має більш ніж на порядок вищі адсорбційні властивості у порівнянні з порошками, отриманими термолізом. Отримано порошкові композиційні матеріали в системі біогенний гідроксиапатит/ магнетит/ хітозан з різним співвідношенням компонетів (мас. % БГА/магнетит: 95/5, 75/25 та 50/50 при вмісті хітозану 0,1 %) та на основі порівняльного дослідження структури та властивостей показано, що отримані композити, що містять у своєму складі магнетит, отриманий хімічним осадженням протягом 5 хвилин, мають щвидкість резорбції в 3,5-7,5 разів вище у порівнянні з «чистим» біогенним гідроксиапатитом і в 1,2-2 рази вище у порівнянні з композитами, що містять магнетит, отриманий термолізом в азотному середовищі. На основі дослідження структури та властивостей високопористої гідроксиапатитної склокераміки показано, що хітозанове покриття дозволяє збільшити в 2 рази міцність на стиск матеріалу та в 1,7 рази – швидкість резорбції у фізіологічному розчині. Показано також, що модифікуванням склокераміки на основі біогенного гідроксиапатиту 1 мас. % наноалмазу можна у 2 рази підвищити міцність на стиск зразків. Отримані результати дозволяють рекомендувати розроблені матеріали для подальших медико-лабораторних досліджень як перспективні для медичного застосування, зокрема для інженерії кісткової тканини. КЛЮЧОВІ СЛОВА: біомедичне матеріалознавство, наномагнетит, склокераміка, порошкові композиційні матеріали, хітозанове покриття, КОМПОЗИЦІЙНІ МАТЕРІАЛИ МЕДИЧНОГО ПРИЗНАЧЕННЯ, біонанотехнології, інженерія кісткової тканини.