Синтетичні нанокристалічні матеріали поліваріантного складу на основі системи CaO-CaF₂-P₂O₅-H₂O для корекції структурних порушень скелету

Abstract

Розглянуто перспективність використання синтетичних нанокристалічних матеріалів поліваріантного складу на основі системи СаО-P₂О₅-CаF₂-Н₂О і домішок для корекції структурних порушень скелету. Показано, що для синтезу нанокристалічних порошків і композитів біомедичного призначення перспективними є матеріали, склади яких вiдповідають системі СаО-P₂О₅-CаF₂-Н₂О. Вивчено системи CаО-P₂О₅-CаF₂, СаО-P₂О₅-Н₂О. Проведено дослідження системи CаО-P₂О₅-CаF₂ в перерізi Са₃(PO₄)₂-СаF₂: визначено положення бінарних евтектік і температур плавлення в них. Побудована діаграмма складу системи Са₃(PO₄)₂-СаF₂, яка суттєво вiдрізняється від наведених в літературі. Виконана експериментальна перевірка розрахункових даних на препаратах розрахункових складів методом високотемпературної мікроскопії. На основі проведених досліджень уточнено області первинної кристалізації фаз у чотирьохкомпонентних системах Са₃(РО₄)₂-СаСО₃-СаF₂-Са(ОН)₂ и Са₃(РО₄)₂-Н₂О-СаF₂-Са(ОН)₂, перспективних для використання в якості біокерамічних композицій. На основі проведених досліджень в системі СаО-P₂О₅-CаF₂-Н₂О встановлено областi, перспективні для синтезу матерiaлiв, які за своїми технічними і біологічними властивостями можуть бути використані для корекції дефектів кісткових тканин; у якості неорганічних наповнювачів гібридних органо-неорганiчних композиційних матеріалів, що використовуються для відновлення суставного хряща, для склеювання фрагментів кісток і заповнення порожнин патологічного походження; для восповнення мінерального складу кісток та зубної емалі.

The prospects for the use of synthetic nanocrystalline materials of a multivariate composition based on the system СаО-P₂О₅-CаF₂-Н₂О and additives for correcting structural defects of the skeleton are considered. It is shown that for the synthesis of nanocrystalline powders and composites of biomedical use, materials whose compositions are described by the system CаО-P₂О₅-CаF₂-Н₂О are promising. The systems of CаО-P₂О₅-CаF₂, СаО-P₂О₅-Н₂О were studied. A study of the CaO-P₂O₅-CaF₂ system in the Ca₃(PO₄)₂-CaF₂ section was carried out: the position of the binary eutectics and the melting points in them was determined. The experimental verification of the calculated data on the preparations of the calculated compositions by the high-temperature microscopy method is performed. On the basis of the investigations carried out, the regions of primary crystallization of phases in the four-component systems Ca₃(PO₄)₂-CaCO₃-CaF₂-Ca(OH)₂ and Ca₃(PO₄)₂-H₂O-CaF₂-Ca(OH)₂, promising for use as bioceramic compositions. Based on the studies carried out in the СаО-P₂О₅-CаF₂-Н₂О system, areas promising for the synthesis of materials have been identified that can be used for their technical and biological properties: 1) to correct bone tissue defects; 2) as inorganic fillers of hybrid organo-inorganic composite materials intended for the restoration of articular cartilage; 3) for gluing bone fragments and filling cavities of pathological origin; 4) to replenish the mineral composition of bones and tooth enamel.