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

Обґрунтовано перспективність створення біоактивних наноструктурованих склокристалічних покриттів по стопах титану зі скороченими термінами резорбції шляхом формування апатитоподібних структур на їхній поверхні впродовж одного місяця. Обрано критерії для розробки склокристалічних покриттів по стопах титану для дентального протезування. Обґрунтовано вибір системи R2О–RO–CaF2–R2O3–P2O5–SiO2 та синтезовано модельні стекла й покриття на їх основі за шлікерною технологією. Обрано оптимальний склад для одержання склокристалічного покриття по титану з визначеним рівнем розчинности та характером кристалізації. Досліджено особливості формування наноструктури обраного кальційфосфатосилікатного скла на початкових етапах зародкоутворення. Встановлено, що наявність сиботоксичних метафосфатних і гідроксидних груп у склорозтопі й утворення зародків кристалічної фази за механізмом спинодального розпаду при охолодженні скла уможливить сформувати зміцнену тонкодисперсну орієнтовну структуру склокристалічних покриттів із вмістом гідроксиапатиту (ГАП) та фторапатиту близько 40 об.% в умовах низькотемпературного короткотривалого термічного оброблення. Визначено механізм формування апатитоподібного шару на поверхні дослідного кальційфосфатосилікатного покриття впродовж місяця in vitro, що полягає в перебігу наступних процесів: утворення шару силікаґелю; формування наноструктур сферолітів аморфного фосфату кальцію та їх злиття; утворення пошарової структури, характерної для нестехіометричного ГАП зі співвідношенням Cа:P???1,67. Утворення апатитоподібного шару в скорочений термін реалізується за даним механізмом завдяки особливостям структури склокристалічного покриття. Проаналізовано швидкість проліферації мезенхімальних стовбурових клітин на поверхні дослідного зразка. Встановлено, що значна динаміка їхнього росту є свідченням прояву остеокондукції на поверхні розробленого склокристалічного покриття вже на 7-у добу. Даний факт уможливлює рекомендувати синтезоване склокристалічне покриття для створення біоінженерної конструкції при розробці дентальних імплантатів з пришвидшеними строками зрощування з кісткою.