Скачать полную версию статьи (в PDF формате)

O. V. Savvova and O. I. Fesenko
«Formation of Apatite-Like Layer on the Surface of Nanostructured Calcium–Phosphate–Silicate Coatings on Titanium Alloys»
0649–0662 (2017)

PACS numbers: 68.35.bj, 68.37.Hk, 78.30.-j, 81.05.Pj, 82.80.Gk, 87.85.jj, 87.85.Qr

Обоснована перспективность создания биоактивных наноструктурированных стеклокристаллических покрытий по сплавам титана с сокращённым сроком резорбции путём формирования апатитоподобных структур на их поверхности в течение одного месяца. Выбраны критерии разработки стеклокристаллических покрытий по сплавам титана для дентального протезирования. Обоснован выбор системы R2О–RO–CaF2–R2O3–P2O5–SiO2; синтезированы модельные стёкла и покрытия на их основе по шликерной технологии. Выбран оптимальный состав для получения стеклокристаллического покрытия по титану с определённым уровнем растворимости и характером кристаллизации. Исследованы особенности формирования наноструктуры выбранного кальцийфосфатосиликатного стекла на начальных этапах зародышеобразования. Установлено, что наличие сиботоксичных метафосфатных и гидроксидных групп в стеклорасплаве и образование зародышей кристаллических фаз по механизму спинодального распада при охлаждении стекла позволит сформировать упрочнённую тонкодисперсную ориентированную структуру стеклокристаллических покрытий с содержанием гидроксиапатита (ГАП) и фторапатита около 40 об.% в условиях низкотемпературной кратковременной термической обработки. Определён механизм формирования апатитоподобного слоя на поверхности опытного кальцийфосфатосиликатного покрытия в течение месяца in vitro, который заключается в протекании следующих процессов: образование слоя силикагеля; формирование наноструктур сферолитов аморфного фосфата кальция и их слияние; образование послойной структуры, характерной для нестехиометрического ГАП с соотношением Ca:P???1,67. Образование апатитоподобного слоя в сокращённый срок реализуется по данному механизму благодаря особенностям структуры стеклокристаллического покрытия. Проанализирована скорость пролиферации мезенхимальных стволовых клеток на поверхности опытного образца. Установлено, что значительная динамика их роста является свидетельством проявления остеокондукции на поверхности разработанного стеклокристаллического покрытия уже на 7-е сутки. Данный факт позволяет рекомендовать синтезированное стеклокристаллическое покрытие для создания биоинженерной конструкции при разработке дентальных имплантатов с ускоренными сроками сращивания с костью.