Некоторые аспекты взаимодействия фосфатов кальция с физиологической средой

 

Костная ткань является динамической системой c непрерывно протекающими и взаимосвязанными процессами ремоделирования, включающими в себя резорбцию минеральной составляющей и остеогенез в результате активности остеобластов, и приспосабливающих структуру и свойства костной ткани к постоянно изменяющимся условиям среды. Материалы из фосфатов кальция в организме претерпевают изменения, подобные происходящим в процессе ремоделирования костной ткани.

При имплантировании в ткани, биологически активные материалы проявляют специфические взаимодействия на поверхности раздела, приводящие к минерализации и образованию соединения материала с тканью. Исследованиями керамических материалов на основе ГА и ТКФ in vitro с использованием модельных жидкостей организма (СБФ) выявлено протекание процессов растворения керамики, осаждения новой минеральной фазы и ионного обмена [356]. Эти процессы сопровождаются адсорбцией биомолекул (протеинов), участвующих в процессе минерализации. Анализ поверхностей раздела кость-керамика выявил, что биомиметическое образование ГА на поверхности имплантата является ключевым фактором образования связи с костной тканью. Установлено, что повышение растворимости имплантируемой керамики способствует ускорению процесса минерализации [357,358]. Плотно спеченная керамика из стехиометрического ГА, характеризующаяся низкой скоростью растворения, лишь ограниченно взаимодействует с физиологической средой, в существенно меньшей степени, чем, например, двухфазная ТКФ-ГА керамика [356].

При взаимодействии биоактивной керамики с физиологической средой организма происходят сложные процессы и взаимодействия (рис. 74). Растворение компонентов керамики в физиологической среде приводит к изменению состава среды, что может влиять на клеточную активность. Ионы и протеины из жидкой среды адсорбируются на поверхности керамики. Эти процессы зависят от морфологии, состава поверхности, ее энергии и заряда. Данные факторы влияют не только на концентрацию адсорбированных протеинов, то также и на их функциональные характеристики. Протеины, в свою очередь, оказывают влияние на адгезию клеток, поэтому селективная адсорбция тех или иных протеинов может существенно изменять поведение клеток.

Характеристики поверхности керамики изменяются в результате химических взаимодействий с жидкой средой (растворение, осаждение, ионный обмен, структурные перестройки). Взаимодействие остеобластов с керамикой осуществляется с участием рецепторов клеточной мембраны, обеспечивающих закрепление (адгезию). Последующие пролиферация и дифференцировка остеобластов приводят к созданию внеклеточного матрикса, который представляет собой кальцифицируемый каркас из коллагеновых волокон, протеинов и полисахаридов. Внеклеточный матрикс обеспечивает фиксацию клеток, на нем происходит осаждение апатитоподобных фосфатно-кальциевых фаз, придающих новообразованию прочность. Физико-химические параметры среды, особенно в непосредственной близости от клетки, могут быть существенно изменены, в частности в отношении концентрации ионов, рН, диффузионных характеристик.

Фактически, последовательность и взаимосвязь процессов, ответственных за образование связи керамики с костной тканью или наращивание костной ткани на керамическом матриксе, весьма сложный, саморегулируемый и не может быть описан простой последовательностью приведенных выше взаимодействий. Важным аспектом всей последовательности взаимодействий является то, что реакции растворения, осаждения и ионного обмена приводят к образованию биологически-эквивалентного апатитового слоя на поверхности керамики. Параллельно происходит адсорбция протеинов и адгезия клеток к поверхности, эти процессы сопровождаются изменением состояния поверхности. Ионы, переходящие в раствор, влияют на клеточную активность, формирование органической фазы и ее минерализацию. Непрерывное изменение состояния поверхности на пути ее превращения в биологически-эквивалентную минеральную фазу, по-видимому, является лимитирующей стадией в протекании взаимосвязанных процессов биоактивного поведения материала [356].

Формирование биологически-эквивалентного апатита может быть смоделировано in vitro в экспериментах с использованием СБФ. Установлено, что использование материалов с высокой растворимостью в СБФ способствует осаждению. Эти результаты были далее подтверждены в экспериментах in vivo по имплантации образцов двухфазной керамики ТКФ-ГА с различным соотношением фаз в периодонтальные дефекты животных. Через 6 месяцев имплантации количество сформировавшегося апатита, имеющего соотношение Са/Р, аналогичное таковому у костной ткани, коррелировало с растворимостью материала имплантата [85]. Из опыта клинической стоматологии известно, что заполнение дефектов плотным стехиометрическим ГА никогда не позволяет достичь полного залечивания дефекта [356]. Более детальные исследования процесса формирования новой костной ткани позволили выявить, что кристаллизация апатита происходит не непосредственно, а через стадии осаждения промежуточных фаз (прекурсоров), имеющих соотношение Са/Р менее 1,67 [359]. Высказывались мнения, что важным фактором биоактивности является наличие карбонат-групп в апатитовой структуре: имплантаты, изготовлены из КГА, должны обладать повышенной биологической активностью.

Резорбция керамики в организме происходит в результате химического растворения и клеточного воздействия. Поскольку биологические жидкости, в общем случае, перенасыщены по отношению к ГА, то ГА-керамика не должна растворяться в них при отсутствии соответствующих условий по кислотности среды. Резорбцию керамики, как и костной ткани в процессе ее ремоделирования, осуществляют остеокласты - клетки, образующиеся из предшественников моноцитарного ряда. Остеокласты плотно прилегают к поверхности керамики, в месте контакта образуется рифленая кайма. Остеокласты могут повышать кислотность (снижение рН до примерно 5) за счет переноса протонов из мембраны [360]. Остеокласты способны вызвать резорбцию даже ГА. Как известно, введение карбонат-групп в ГА снижает устойчивость к резорбции в слабых кислотах, что должно положительно сказываться на биоактивности материала.

Биологическая среда, окружающая имплантируемую керамику, существенно сложнее по составу по сравнению с СБФ, содержит ряд протеинов. Взаимодействие с протеинами является другим ключевым фактором, определяющим биоактивность материала. Процессы биоминерализации включат образование центров кристаллизации и рост кристаллов новой минеральной фазы; эти процессы контролируются степенью пересыщения жидкости и локальными концентрациями ее компонентов. На процессы минерализации значительное влияние оказывают взаимодействия с неколлагеновыми белками, в частности альбумином или фосфопротеином. В среде организма поверхность имплантируемого материала адсорбирует белки плазмы. К адсорбированным белкам затем прикрепляются клетки - остеобласты, синтезирующие коллаген матрикса, который далее подвергается минерализации. Взаимодействие имплантируемого материала с белками зависит от таких факторов, как заряд и шероховатость поверхности материала. Условия для эффективного размещения, миграции и пролиферации остеобластов обеспечиваются только при наличии в имплантируемом материале системы взаимосвязанных пор достаточно большого размера, ориентировочно более 150 мкм [228].

Полагают, что протеины могут инициировать минерализацию и регулировать скорость роста кристаллов минеральной фазы [361]. Одни и те же протеины могут, как инициировать, так и ингибировать процессы минерализации, в зависимости от внешних факторов. В работе [362] показано, что макромолекулы, ингибирующие рост кристаллов в растворе, могут сами по себе служить подложкой для ориентированной нуклеации выделения новой минеральной фазы. Способствовать минерализации могут различные неколлагеновые протеины, иммобилизованные ковалентными связями к подложке. Влияние адсорбции протеинов на процесс нуклеации минеральной фазы - комплексное. Поскольку способность поверхности керамики к нуклеации осаждения минеральной фазы взаимосвязана с величиной поверхностной энергии, то эффективность поверхности с высокой способностью к нуклеации в не содержащей протеинов среде может быть снижена в результате адсорбции протеинов, понижающих поверхностную энергию на границе керамика - жидкость. Понижение поверхностной энергии на границе кристаллизующаяся фаза - жидкость всегда способствует зародышеобразованию новой фазы. Важное значение для процесса образование центров кристаллизации имеет также кристаллографическое соответствие материала подложки и кристаллизующейся фазы. Протеины могут тормозить процесс минерализации в результате их адсорбции на центрах выделения новой фазы, не достигших критического размера [363]. При малой концентрации протеинов в жидкости частота образования центров высока, а эффект ингибирования роста центров мал. С повышением концентрации протеинов их ингибирующее действие на минерализацию возрастает [363].

Исследованиями in vivo доказано, что фосфатно-кальциевая керамика сама по себе влияет на клеточную активность. В экспериментах с использованием пористой керамики и клеток костного мозга продемонстрировано, что дифференцировка клеток активируется при их культивировании в пористом каркасе из КГА. В сравнении с пористым титаном, формирование новой костной ткани на керамике происходило существенно быстрее, то есть фосфат кальция сам по себе стимулирует остеогенетический потенциал плюрипотенциальных клеток [356].

На активность фосфатно-кальциевой керамики влияет ее состав. Известна повышенная активность к минерализации кремний-содержащих гидроксиапатитов, что связывают с образованием на их поверхности силанольных групп, эффективных для нуклеации осаждения минеральной фазы. Силанольные группы образуют связи с ионами кальция, способствуя формированию аморфного фосфата кальция - прекурсора кристаллизации Са-дефицитного карбонат-содержащего гидроксиапатита.

Возвращаясь к началу изложения материала данной книги, хотелось бы привести мнение авторов работы [364] об идеальном керамическом матриксе для регенерации трабекулярной костной ткани, основанной на принципах инженерии костной ткани. Такой матрикс должен обеспечивать формирование внеклеточного минерализуемого матрикса, являясь трехмерной структурой, обеспечивающей прикрепление, размножение, миграцию и функционирование остеообразующих клеток. Требования к материалу матрикса:

- биологическая совместимость;

- наличие взаимосвязанных пор достаточного размера для проникновения клеток, прорастания ткани, васкуляризации и подачи питательной среды;

- остеокондуктивность, отсутствие образования рубцовой соединительной ткани;

- морфология поверхности, способствующая прикреплению клеток, адсорбции метаболитов;

- положительное влияние на гены клеток для направленной их дифференцировки;

- кинетика биологической резорбции, совместимая с кинетикой образования новой костной ткани, с нетоксичными и легко выводимыми из организма продуктами резорбции;

- технологичность;

- достаточные механические свойства для обеспечения несущей способности в переходной период.

Последние достижения в области химии, материаловедения и технологии материалов на основе фосфатов кальция, а также результаты их биологических исследований, позволяют сделать весьма оптимистичные прогнозы о возможности существенного прорыва в решении проблемы регенерации костных тканей при использовании таких материалов.

 

 

Заключение

 

Успехи химии, технологии и материаловедения фосфатов кальция явились основой для создания широкого спектра новых материалов медицинского назначения, начиная от порошков и гранул до композиционных материалов и сложных по структуре матриксов для клеточных технологий реконструкции тканевых дефектов. Возможно, самым очевидным является применение фосфатов кальция в стоматологии. Зубные пасты, содержащие тонкие порошки ГА в качестве наполнителя, обладают выраженными отбеливающими свойствами [365]. Доказано, что такие пасты обладают профилактическим антикариесным действием, снижают гиперчувствительность и способствуют лечению пародонтита. В результате клинических испытаний установлено, что отбеливающая способность ГА-содержащих паст не связана с эффектом полирования поверхности эмали, а обусловлена ее реминерализацией в результате химического взаимодействия, приводящей к сглаживанию поверхности эмали.

Изучение закономерностей формирования фосфатно-кальциевых фаз in situ при физиологических условиях полости рта явилось основой создания эффективных методов лечения очаговой деминерализации зубных тканей, особенно на начальных стадиях процесса (образование белого пятна, ранний кариес). Проведение реакции синтеза непосредственно на поверхности зуба может приводить к осаждению ДКФД или ОГА. В первом случае ДКФД легко получить методом химического осаждения из растворов солей кальция и ортофосфорной кислоты, причем по времени ДКФД переходит в ГА с выделением ортофосфорной кислоты. Существенным ограничением на возможность практического проведения реакции осаждения ОГА в полости рта является необходимость использования щелочных исходных ингредиентов как источников гидрокси-групп. Несмотря на то, что среда с рН больше 7 оказывает антибактериальное действие на флору, щелочные компоненты могут вызвать неприятные ощущения (аммиак), ожоги или даже некроз тканей. Для повышения устойчивости к кариесу, может в принципе быть осуществлен синтез in situ фторсодержащих реминерализующих фаз.

Порошки, в том числе ультрадисперсные, и гранулы ГА, ТКФ и бифазных ГА-ТКФ материалов могут использоваться для лечения периодонтитов и заполнения различных полостей костных тканей [366,367]. Они являются исходным материалом на нанесения биоактивных покрытий на металлические имплантаты, а также для изготовления различных композиционных материалов.

Следует отметить, что существует определенная опасность применения нанодисперсных порошков ГА в организме. Исследованиями in vivo показано существование летальной дозы введения порошков внутривенно; летальный исход связывают с закупоркой капилляров, однако рекомендовано использование золя в дозах не выше 1/6 от летальной в качестве носителя (адъюванта) лекарственных препаратов при внутривенных инъекциях [368].

Диапазон потенциальных применений пористых ГА-гранул весьма широк: от материала для напыления покрытий плазменным методом, до средств локализованной доставки лекарственных препаратов в организм человека и даже в качестве офтальмологических протезов [369]. Не только пористая керамика, но даже и упорядоченное трехмерное расположение несвязанных взаимно пористых гранул может служить матриксом для формирования новой костной ткани [370]. Лекарственные препараты могут быть введены в пористые гранулы методом пропитки под вакуумом. Вследствие капиллярных сил, фармокинетика выделения лекарственных препаратов характеризуется существенной пролонгированностью. Такие системы доставки препаратов могут применяться, например, при локализованном лечении остеомиелитов.

Пористые сферические гранулы размером более 500 мкм, спеченные между собой без значительной деформации их формы, представляют собой прекрасные матриксы для клеточных культур. Предварительные испытания in vivo матриксов с мезенхимальными стволовыми клетками (совместно с МНИОИ им. П.А.Герцена) продемонстрировали их перспективность для реконструкции костных дефектов [371,372]. Восстановление кортикальной костной ткани крыс происходило уже на 3 неделе, по сравнению с 5-6 неделями для животных без имплантированных матриксов. Такая керамика является также прекрасным средством доставки лекарственных препаратов, которые могут быть введены во внутригранульные тонкие поры.

Ряд интересных материалов для применения в стоматологии и хирургии разработан в России ЗАО Полистом. Созданы композиционные материалы ГА с коллагеном, обладающие гемостатическим и ранозаживляющим действием [373]. При хирургическом лечении некоторых стоматологических заболеваний (пародонтит, цистэктомия) находит применение метод направленной регенерации тканей, заключающийся в раздельной регенерации мягких и твердых тканей. Для этой цели используют биорезорбируемые ГА-содержащие мембраны, разработанные ЗАО Полистом. Такие мембраны успешно применены в операциях по устранению дефектов верхнего нёба и альвеолярного отростка.

Стратегия и опыт применения фосфатно-кальциевых покрытий на металлических имплантатах в ортопедии подробно рассмотрены в монографии А.В.Карлова и В.П.Шахова [11]. Установлено, что прочность фиксации титановых имплантатов с покрытиями примерно в 4 раза превосходит таковую для имплантатов без покрытия. Одновременно уменьшается количество инфекций стержневого тракта. Усиление остеоинтеграции наблюдалось и для остеопорозной кости. Ортопедические имплантаты с фосфатно-кальциевыми покрытиями применяются в медицинской практике [43].

Фосфатно-кальциевые цементы - коммерциализованная продукция, широко применяемая в стоматологии и костной хирургии. Известно, по крайней мере, 11 марок доступных на рынке цементов (Biobone, Biocement D (Германия), Biopax (Япония) и др.), различающихся фазовым составом, временем схватывания и механическими свойствами [28]. Важной задачей является регулирование пористости и размера пор в цементных материалах, в частности при создании средств доставки лекарственных препаратов и матриксов для клеточных технологий. Желательно совершенствование технологических характеристик цементов, в частности инжектируемости, формуемости цементной пасты, простоты дозирования и манипулирования с ней в течение заданного периода времени, обрабатываемости стоматологическим инструментом и, особенно, механических свойств.

Можно привести и другие примеры, демонстрирующие несомненную перспективность разработок в области фосфатно-кальциевых материалов для медицины. Возможно, в качестве наиболее актуальных направлений дальнейших исследований и разработок можно рассматривать синтез наноструктурированных материалов, особенно подобных по структуре и свойствам костной ткани, гибридных органо-неорганических фаз с участием фосфатов кальция, совершенствование технологии и свойств цементов для пластики и регенерации, то есть обновления свойств с помощью естественных механизмов, костной ткани in situ, создание новых материалов и технологии изделий (матриксов) из них, предназначенных для наиболее интенсивно развивающегося в последнее время направления в регенеративной хирургии - инженерии костной ткани с применением клеточных технологий [373]. Важным направлением является создание способов функционализации поверхности фосфатно-кальциевых материалов для придания ей специфических качеств, например селективности взаимодействия с протеинами, пептидами, клетками. Все отмеченное требует дальнейших углубленных исследований не только в области химии, технологии и биологического поведения материалов, но также и развития методов их аттестации и диагностики [374,375].

 

 

Литература

 

1. Орловский В.П., Суханова Г.Е., Ежова Ж.А., Родичева Г.В. Гидроксиапатитная биокерамика // Ж. Всес. хим. об-ва им. Д.И.Менделеева. 1991. Т. 36, № 10. С. 683-690.

2. Третьяков Ю.Д. Развитие неорганической химии как фундаментальной основы создания новых поколений функциональных материалов // Успехи химии. 2004. Т. 73, С. 899-916.

3. Вересов А.Г., Путляев В.И., Третьяков Ю.Д. Достижения в области кальцийфосфатных биоматериалов // Российский химический журнал. 2000. Т. XLIV, №6 (ч.2). С. 32-46.

4. Orlovskii V.P., Barinov S.M. Hydroxyapatite and hydroxyapatite-matrix ceramics: A survey // Russian J. Inorg. Chem. 2001. V.46, Suppl. 2. P. S129-S149.

5. Орловский В.П., Комлев В.С., Баринов С.М. Гидроксиапатит и керамика на его основе // Неорг. материалы. 2002. Т.38, № 10. С. 973-984.

6. Hench L.L. Bioceramics: From concept to clinic // J. Am. Ceram. Soc. 1991. V.74. P. 1487-1510.

7. Vallet-Regí M, Gonzáles-Calbert J.M. Calcium phosphates as substitution of bone tissue // Progress in Solid State Chem.2004. V. 32. P. 1-31.

8. Третьяков Ю.Д., Брылев О.А. Новые поколения неорганических функциональных материалов // Ж. Росс. хим. об-ва им. Д.И.Менделеева. 2000. Т.44, №4 (ч.1). С.10-20.

9. Власов А.С., Карабанова Т.А. Керамика и медицина // Стекло и керамика. 1993. №9-10. С. 23-25.

10. Швед С.И. Кальцийфосфатные материалы в биологических средах // Успехи современной биологии. 1995. Т.115, №1. С.58-73.

11. Карлов А.В., Шахов В.П. Системы внешней фиксации и регуляторные механизмы оптимальной биомеханики. Томск: STT, 2001 - 477 с.

12. Суворова Е.И., Поляк Л.Е., Комаров В.Ф., Мелихов И.В. Исследование синтетического гидроксиапатита методом высокоразрешающей просвечивающей электронной микроскопии: экспериментальные и теоретические изображения // Кристаллография. 2000. т.45, №5. с. 930.

13. Мелихов И.В., Комаров В.Ф., Северин А.В., Божевольнов В.Е., Рудин В.Н. Двумерно-кристаллический гидроксиапатит // ДАН. 2000. т. 373, №3. с. 355.

14. Безруков В.М., Григорян А.С. Гидроксиапатит как субстрат для костной пластики. Теоретический и практический аспект проблемы // Стоматология. 1996. Т.75, №5. С. 7-12.

15. Дорожкин С.В., Агатопоулус С. Биоматериалы: обзор рынка // Химия и жизнь - XXI век. 2002. № 2. С. 8-9.

16. Саркисов П.Д., Михайленко Н.Ю., Хавала В.М. Биологическая активность материалов на основе стекла и систаллов // Стекло и керамика. 1993. №9. С.10

17. Ходаковская Р.Я., Михайленко Н.Ю. Биоситаллы - новые материалы для медицины // Журн. Всесоюзн. хим. о-ва им. Д.И. Менделеева. 1991. Т. 36, № 5. С. 585-593.

18. Саркисов П.Д., Михайленко Н.Ю. Биоактивные неорганические материалы для костного эндопротезирования // Техника и технология силикатов. 1994. т.1, №2, с.5-11.

19. Белецкий Б.И., Гайдак Т.И. Прогнозирование структуры спеченных биоактивных композиционных материалов для стоматологических имплантатов // Стекло и керамика. 2003. №11. C. 27 – 29.

20. Cancedda R., Dozin B., Giannoni P., Quarto R. Tissue engineering and cell therapy of cartilage and bone // Matrix Biology. 2003. V. 22. P. 81–91.

21. Suchanek W., Yoshimura M. Processing and properties of HA-based biomaterials for use as hard tissue replacement implants // J. Mater. Res. Soc. 1998. v. 13, № 1. p. 94– 103.

22. Ребиндер П.А. О влиянии изменения поверхностной энергии на спайность, твердость и другие свойства кристаллов /В сб. VI съезд русских физиков / М.: ОГИЗ, 1928. С. 29.

23. Лихтман В.И., Щукин Е.Д., Ребиндер П.А. Физико-химическая механика металлов. М.: Изд-во АН СССР, 1960. – 206 с.

24. Баринов С.М., Шевченко В.Я. Прочность технической керамики. М.: Наука, 1996. - 158 с.

25. Michalske T.A., Freiman S.W. A molecular interpretation of stress corrosion in silica // Nature. 1982. V. 295, № 5849. P. 511-512.

26. Hench L.L., Polak J.M. Third-Generation Biomedical Materials // Science. 2002. V. 295. P. 1014-1017.

27. Langer R., Vacanti J.P. Tissue engineering // Science. 1993. V. 260. P. 920-926.

28. Bohner M. Calcium orthophosphates in medicine: from ceramics to calcium phosphate cements // Injury. 2000. V.31, Suppl. 4. S-D37-S-D47.

29. Леонтьев В.К., Боровский Е.В. Биология полости рта. М.: Медицина, 1991. – 117 с.

30. Леонтьев В.К. Особенности декальцинации эмали с различным уровнем минерализации // Стоматология. 1984. №4. С. 44.

31. Титов А.Т., Ларионов П.М., Щукин В.С., Зайковский В.И. О возможности образования гидроксилапатита в крови // ДАН. 2000. Т.373, №2. С.257-259.

32. Albee F., Morrison H. Studies in bone growth // Annals of Surg. 1920. V.71. P. 32-38.

33. Haldeman K., Moore J. Influence of local excess of calcium and phosphorous on the healing of fractures // Arch. Surg. 1934. V. 29. P.385-396.

34. Ray R., Degge J., Gloyd P., Mooney G. Bone regeneration // J. Bone Joint Surg. 1952. V. 34A, № 3. P. 638-647.

35. Aoki H. Science and medical applications of hydroxyapatite. Tokyo: JAAS, 1991. – 245 с.

36. Jarcho M., Kay J., Gumaer K., Doremus R., Drobeck H. Tissue, cellular and subcellular events at the bone-ceramic hydroxyapatite interface // J. Bioengineering. 1977. V.1. P. 79-92.

37. Hench L., Splinter R., Greenlee T., Allen W. Bonding mechanisms at the interface of ceramic prosthetic materials // J. Biomed. Eng. 1971. V. 2. P. 117-141.

38. Kukubo T. Potential of ceramics as biomaterial / in: Ceramics and society, edt. by R.J. Brook. Techna: Faenza, 1995. p. 85.

39. Barinov S.M., Baschenko Yu.V. Application of ceramic composites as implants: results and problem / in Bioceramics and the human body, edts. A. Ravaglioli and A. Krajewsi: London: Elsevier, 1992. P. 206-210.

40. Ohgushi H., Goldberg V.M., Caplan A.I. Heterotopic osteogenesis in porous ceramics induced by marrow cells // J. Orthop. Res. 1989. V. 7. P. 568-578.

41. Курдюмов С.Г. Кальций-фосфатные материалы в стоматологии. Новые результаты // Стоматология для всех. 2001. №1. С. 8.

42. Безруков В.М., Григорьянц Л.А., Зуев В.П., Панкратов А.С. Оперативное лечение кист челюстей с использованием гидроксиапатита ультравысокой дисперсности // Стоматология. 1998. №1. С. 31-35.

43. Карлов А.В. Использование имплантатов с биоактивным покрытием при лечении переломов ослабленных костей / Тр. конгресса Человек и его здоровье. СПб, 1999 - с. 55.

44. Воложин А.И., Курдюмов С.Г., Орловский В.П., Баринов С.М. и др. Создание нового поколения биосовместимых материалов на основе фосфатов кальция для широкого применения в медицинской практике // Технологии живых систем. 2004. Т.1, №.1. С. 41-56.

45. Безруков В.М., Григорян А.С. Гидроксилапатит как субстрат для костной пластики: теоретические и практические аспекты проблемы // Стоматология. 1996. № 5. С. 7-12.

46. Леонтьев В.К. Биологически активные синтетические кальций-фосфатсодержащие материалы для стоматологии // Стоматология. 1996. № 5. С. 4-6.

47. Medical Technology Focus, Monthly Newsletter. 2002. № 14. P. 1-10.

48. Williams D. Benefit and risk in tissue engineering // Materials Today. 2004. V. 7, № 5. C. 24-29.

49. Гистология: Учебник. 2-е изд. перераб. и доп. / Под ред. Э.Г. Улумбекова, Ю.А. Челышева -М.: ГЭОТАР-МЕД, 2001, 672 с.

50. Самусев Р.П., Селин Ю.М. Анатомия человека. М.: Медицина, 1990. 479 с.

51. Martin R.B. Bone as a ceramic composite material // Mater. Sci. Forum. 1999. v. 7, № 1. p. 5–16.

52. Прохончуков А.А., Жижина Н.А., Тигронян Р. А. Гомеостаз костной ткани в норме и при экстремальном воздействии // Проблемы космической биологии.1984. Т. 49. С. 136 - 162.

53. Хит Д., Маркс С. Дж. Нарушение обмена кальция. М.: Медицина, 1985. 334 с.

54. Dean D.D., Schwartz Z., Bonewald L., Muniz O.E., Morales S., Gomez R., Brooks B.P., Qiao M., Howell D.S., Boyan B.D. Matrix vesicles produced by osteoblast-like cells in culture become significantly enriched in proteoglycan-degrading metaltoproteinases after addition of beta-glycerophosphate and ascorbic acid // Calcif. Tiss. Int. 1994. V. 54, № 5. P. 399 – 408

55. Boskey A., Maresca М., Wikstrom В. Hydroxyapatite formation in the presence of proteoglycans of reduced sulfate content: studies in the brachymorphic mouse // Calcif. Tiss. Int. 1991. V. 49, № 6. P. 389 -393.

56. Johnson M., Nancollas G. The role of brushite and dicalcium phosphate dehydrate in apatite formation // Crit. Rev. Oral Biol. Med. 1992. V. 3, № 1. P. 61 - 82.

57. Аврунин А.С. Операционная травма с нарушением целостности костей: патогенез восстановительного процесса и возможность снижения риска послеоперационных осложнений: Авторсф. д-ра мед. наук. СПб., 1998. 33 с.

58. Аврунин А.С., Корнилов И.В., Суханов А.В. Хронобиологические характеристики ремоделирования костной ткани позвонков после остеотомии правой бедренной кости (сообщение IV) // Анналы травматологии и ортопедии. 1999. № 1. С. 11 - 17.

59. Аврунин А.С., Корнилов Н.В., Суханов А.В., Емельянов В.Г. Формирование остеопоротических сдвигов в структуре костной ткани (костные органы, структура костной ткани и ее ремолелирование, концепция патогенеза остеопороза, ее диагностики и лечения). СПб.: Ольга, 1998. 67 с.

60. Robinson R. The significance of phosphoric esters in metabolism. 1932. 47 p

61. Kay H.D.The chemistry and metabolism of the compounds of phosphorus // Annual Review of Biochemistry. 1934. V. 3. P. 133-150.

62. Bigi A., Foresti E., Gregorini R., Ripamonti A., Roveri N., Shah J.S. The role of magnesium on the structure of biological apatites // Calcif. Tiss. Int. 1992. V. 50, № 5. P. 439-444.

63. Ng K.W., Romas E., Donnan L., Findlay D.M. Bone biology // Bailliére’s Clinical Endocrinology and Metabolism. 1997. V. 11, № 1. P. 1-22.

64. Афанасьев Ю.И., Елисеев В.Г. Соединительные ткани. В книге: Гистология: Учебник /Ю.И. Афанасьев, Н.А. Юрина, Б.В. Алешин и др.; Под ред. Ю.И. Афанасьева, Н.А. Юриной - 4-е изд. Перераб. И доп. -М.: Медицина, 1989, с. 186-236.

65. Fransis R.M., Sutcliffe A.M., Scane A.C. Pathogenesis of osteoporosis / in "Osteoporosis", edts. J. Stevenson and R. Lindsay. London: Chapman and Hall Medical, 1998. P. 29-51.

66. Хэм А., Кормак Д. Костная ткань // Гистология. 1983. Т. 3. С. 19 - 131.

67. Долгов В.В., Ермакова И.П. Основные компоненты костной ткани // Остеопороз и остеопатии. 2000. №4. С. 29-30.

68. Франке Ю., Рунге Г. Остеопороз. М: Медицина. 1995. 300 с.

69. Gideon A. Introduction to bone biology // Bone. 1992. № 13. P. 53-56.

70. Katz J.L. The mechanical properties of biological materials. Cambridge: Cambridge Univ. Press, 1980.

71. Evans A.G. Perspective on the development of high – toughness ceramics // J. Am. Ceram. Soc. 1990. V. 73, № 2. P. 187-206.

72. McElhaney J.H., Fogle J.L., Melvin J.W., Haynes R.R., Roberts V.L., Alem N.M. Mechanical properties of cranial bone // J. Biomechanics. 1970. V. 3, № 5. P. 495-496.

73. Currey J.D. Mechanical properties of bone with greatly differing functions // J. Biomechanics. 1979. V. 12. p. 313–319.

74. Currey J.D. The effect of porosity and mineral content on the Young's modulus of elasticity of compact bone // J. Biomechanics. 1988. V. 21. p. 131–139.

75. Martin R.B. Effects of age and sex on the strength and cross-sectional geometry of the femur shaft in rhesus monkeys // J. Biomechanics. 1991. V. 24. P. 79-88.

76. Ван Везер. Фосфор и его соединения –М. ИЛ, 1962, 333 с.

77. Elliott J. Structure and chemistry of the apatites and other calcium orthophosphates. Amsterdam: Elsevier, 1994.

78. LeGeros R., LeGeros J. Phosphate minerals in human tissues / in: Phosphate minerals, edts. J.O. Nriagu and P.B. Moore. Berlin: Springer, 1984. P.351-385.

79. Brown W., Smith J., Lehr J., Frazier A. Octacalcium phosphate and hydroxyapatite: crystallographic and chemical relations // Nature. 1962. V. 196. P. 1050-1055.

80. Francis M., Webb N. Hydroxyapatite formation from a hydrated calcium monohydrogen phosphate precursor // Calcif. Tissue Res. 1972. V.10. P.82-90.

81. Constantz B.R., Barr B.M., Ison I.C., Fulmer M.T., Baker J., McKinney L., Goodman S.B., Gunasekaren S., Delaney D.C., Ross J., Poser R.D. Histological, chemical, and crystallographic analysis of four calcium phosphate cements in different rabbit osseous sites // J. Biomed. Mater. Res. 1998. V. 43. P. 451-461.

82. Munting E., Mirtchi A., Lemaître J. Bone repair of defects filled with a phosphocalcic cement: an in vivo study // J. Mater. Sci. Mater. Med. 1993. V.4. P. 337-344.

83. Vereecke G., Lemaître J. Calculation of the solubility diagrams in the system Ca(OH)₂-H₃PO₄-KOH-HNO₃-CO₂-H₂O // J. Cryst. Growth. 1990. V.104. P. 820-832.

84. LeGeros R.Z, Lin S., Rohanizaden R., Mijares D., LeGeros J.P. Biphase calcium phosphate bioceramics: preparation, properties and applications // J. Mater. Sci. Mater. Med. 2003. V. 14. P. 201-209.

85. Daculsi G., Laboux O., Malard O., Weiss P. Current state of art of biphasic calcium phosphate bioceramics // J. Mater. Sci. Mater. Med. 2003. V. 14. P. 195-200.

86. Dickens B., Brown W.E. The crystal structure of CaKAs₄·8H₂O // Acta Crystal. 1972. V 28, № 3. P. 3056-3065.

87. Mathew M., Takagi S. Structures of biological minerals in dental research // J. Res. Nat. Inst. Stand. and Techn. 2001. V. 106, № 6. P. 1035-1044.

88. Вендерма М.А., Кнубовец Р.Г. Замещенные галогениды в структуре гидроксиапатита. // Изв. АН СССР. Неорг. материалы. 1984. Т.20, №6. С. 991.

89. Муравьёв Э.Н., Дьячков П.Н., Кепп О.М., Орловский В.П., Садиков Г.Г., Ионов С.П.Квантово-химическое исследование электронной структуры и изоморфного замещения в гидроксиапатите кальция // Ж. неорг. химии, 1996. Т.41 №9. С.1416-1419.

90. Орловский В.П., Ионов С.П. Энтальпия образования гидроксиапатита. Структурно-термическая модель // Ж. неорг. химии. 1996. Т. 41, № 9. С. 1531-1533.

91. Орловский В.П., Ионов С.П. Изоморфное замещение иона гидроксила на галогениды в гидроксиапатите и энергия связи этих ионов в Са-каналах // Ж. неорг. химии. 1995. Т. 40, №12. С. 1961-1965.

92. Morgan H., Wilson R.M., Elliott J.C., Dowker S.E.P. et al. Preparation and characterisation of monoclinic hydroxyapatite and its precipitated carbonate apatite intermediate // Biomaterials. 2000. V. 21. P. 617-627.

93. Brown W.E. Octacalcium phosphate and hydroxyapatite: Crystal structure of octacalcium phosphate // Nature. 1962. V. 196. P. 1048-1050.

94. Dickens B., Brown W.E., Kruger G.J., Stewart J.M. Ca₄(PO₄)₂O, tetracalcium diphosphate monoxide. Crystal structure and relationships to Ca₅(PO₄)₃OH and K₃Na(SO₄)₂ // Acta Crystallogr. 1973. V. 29. P. 2046-2056.

95. Welch J.H., Gutt W. High temperature studies of the system calcium oxide-phosphorus pentoxide // J. Chem. Soc. 1961. № 10 P. 4442-4444.

96. Nurse R.W., Welch J.H., Gutt W. High temperature equilibria in the system dicalcium silicate-tricalcium phosphate // J. Chem. Soc. 1959. № 3 P. 1077-1083.

97. Roux P., Louer D., Bonel G. Chimie minerale—sur une nouvelle forme cristalline de phosphate tricalcique // Compt. Rend. Acad. Sc. Paris. 1978. V. 286. P. 549-551.

98. Gossner B. Uber die kristallstruktur von glaserit und kaliumsulfat // Neuse Jahrb. Mineral. Mh. 1928. 57A. P. 89-116.

99. Sayer M., Stratilatov A.D., Reid J., Calderin L. et al. Structure and composition of silicon-stabilized tricalcium phosphate // Biomaterials. 2003. V. 24. P. 369-382.

100. Termine J.D., Eanes E.D. Comparative chemistry of amorphous and apatitic calcium phosphate preparations // Calcif. Tiss. Res. 1972. V. 10. P. 171-197.

101. Betts F., Posner A.S. An x-ray radial distribution study of amorphous calcium phosphate // Mater. Res. Bull. 1974. V. 9. P. 353-360.

102. Moore P.B. Complex crystal structures related to glaserite, K₃Na(SO₄)₂: evidence for very dense packings among oxysalts // Bull. Mineral. 1981. V. 104. P. 536-547.

103. Дорожкин С.В. К вопросу о химизме растворения фторапатита в кислотах // Ж. неорг. химии. 1993. Т. 38, № 7. С. 1106-1111.

104. Дорожкин С.В. Современное состояние вопроса о механизме кислотного растворения фторапатита // Ж. неорг. химии. 1994. Т. 39, № 2. С. 229-234.

105. Sudarsanan K., Mackie P.E., Young R.A. Comparison of synthetic and mineral fluorapatite, Ca₅(PO₄)₃F, in crystallographic detail // Mat. Res. Bull. 1972. V. 7. P. 1331-1338.

106. Barinov S. M., Shvorneva L.I., Ferro D., Fadeeva I.V., Tumanov S.V. Solid solution formation at the sintering of hydroxyapatite–fluorapatite ceramics // Sci. Techn. Advanc. Mater. V. 5, № 5-6. P. 537-541.

107. Driessen F.C.M. Formation and stability of calcium phosphates // Nature. 1973. V. 243. P. 420.

108. Okazaki M., Tohda H., Yanagisawa T., Taira M., Takahashi N. Difference in solubility of two types of heterogeneous fluoridated hydroxyapatites // Biomaterials. 1998. V. 19. P. 611.

109. Gineste L., Gineste M., Ranz X., Ellefterion A., Guilhem A., Rouquet N., Frayssinet P. Degradation of hydroxylapatite, fluorapatite, and fluorhydroxyapatite coatings of dental implants in dogs // J. Biomed. Mater. Res. (Appl. Biomater.). 1999. V. 48, № 3. P. 224-234.

110. Hughes J.M., Cameron M., Crowley K.D. Structural variations in natural F, OH, and Cl apatites // Amer. Mineral. 1989. V. 74. P. 870-876.

111. Rey C., Renugopalakrishnan V., Collins B., Glimcher M. Fourier transform infrared spectroscopy study of the carbonate ions in bone minerals during aging // Cacif. Tissue Int. 1991. V. 49. P. 251-258.

112. Driessens F.C.M. The minerals in bone, dentin and tooth enamel // Bull. Soc. Chem. Belg. 1980. V. 89. P. 663-664.

113. LeGeros R.Z. Calcium phosphates in oral biology and medicine. Monographs in oral surgery. Vol. 1. Basel: S. Karger, 1991.

114. Gibson I., Bonfield W. Novel synthesis and characterisation of an AB-type carbonate-substituted hydroxyapatite // J. Biomed. Mater. Res. 2002. V. 59. P. 697-708.

115. LeGeros R.Z. Effect of carbonate on the lattice parameters of apatite // Nature. 1965. V. 206. P. 403.

116. Kühl G., Nebergal W.H. Hydrogenphosphat- und carbonat apatit // Z. Anorg. Allegem. Chem. 1963. V. 324. P. 313-320.

117. Barralet J., Best S., Bonfield W. Carbonate substitution in precipitated hydroxyapatite: An investigation into the effects of reaction temperature and bicarbonate ion concentration // J. Biomed. Mater. Res. 1998. V. 41. P. 79-86.

118. Родичева Г.В., Орловский В.П., Привалов В.И., Баринов С.М. и др. Синтез и физико-химическое исследование карбонатгидроксиапатитов кальция типа А // Ж. неорг. химии. 2001. Т. 46, № 11. С. 1798-1802.

119. Porter A.E., Patel N., Skepper J.N., Best S.M., Bonfield W. Effect of sintered silicate-substituted hydroxyapatite on remodeling processes at the bone–implant interface // Biomaterials. 2004. V. 25, № 16. P. 3303-3314.

120. Leventouri Th., Bunaciu C.E., Perdikatsis V. Neutron powder diffraction studies of silicon-substituted hydroxyapatite // Biomaterials. 2003. V. 24, № 23. P. 4205-4211.

121. Kim S.R., Lee J.H., Kim Y.T., Riu D.H., Jung S.J., Lee Y.J., Chung S.C., Kim Y.H. Synthesis of Si, Mg substituted hydroxyapatites and their sintering behaviors // Biomaterials. 2003. V. 24, № 8. P. 1389-1398.

122. Villacampa A.I., García-Ruiz J.M. Synthesis of a new hydroxyapatite-silica composite material // J. Crystal Growth. 2000. V. 211, № 1-4. P. 111-115.

123. Mathew M., Brown W.E., Austin M., Negas T. Lead alkali apatites without hexad anion: The crystal structure of Pb₈K₂(PO₄)₆ // J. Solid State Chem. 1980. V.35. P. 69-76.

124. Muller O., Roy R. The major ternary structural families. Springer: Berlin. 1974.

125. Pan Y., Fleet M. Compositions of the apatite group minerals: substitution mechanism and controlling factors. Phosphates: geobiological and materials importance // Reviews in mineralogy and geochemistry. Kohn M.J., Rakovan J., Hughes L.M. editors. 2002. V. 48. P. 13-49.

126. Лазоряк Б.И., Голубев В.Н., Азиев Р.Г. Строение силикофосфатов Ca_(3+x)€_(1-x)(PO₄)_2(1-x)(SiO₄)_2x // Кристаллография. 1988. т.33. № 5. C. 1113-1121.

127. Губер Ф., Шмайсер М., Шенк В.П. Руководство по неорганическому синтезу. -М.: Мир, 1983. -572 с.

128. Ключников Н.Г. Руководство по неорганическому синтезу -М.: Химия, 1965. 375 с.

129. Чумаевский Н.А., Орловский В.П., Родичева Г.В., Ежова Ж.А., Минаева Н.А., Коваль Е.М., Суханова Г.Е., Стебельский А.В. Синтез и колебательные спектры гидроксилапатита кальция // Журн. неорг. химии. 1992. Т. 37, № 7. С.1455-1457.

130. Орловский В.П., Родичева Г.В., Ежова Ж.А., Коваль Е.М., Суханова Г.Е. Изучение условий образования гидроксилапатита в системе CaCl₂ – (NH₄)₂HPO₄ – NH₄OH – H₂O (25 ^oC) // Журн. неорг. химии. 1992. Т. 37, № 4. С. 881-883.

131. Hattori T. Apatitic calcium orthophosphates and related compounds for biomaterials preparation // Ceram. Mater. 1988. V. 3, № 4. P. 426-428.

132. Кибальчиц В., Комаров В.Ф. Экспресс-синтез кристаллов гидроксиапатита кальция. // Ж. неорг. химии. 1980. Т. 25, № 2. С. 565-567.

133. Ergun C., Webster T.J., Bizios R., Doremus R.H. Hydroxyapatite with substituted Mg, Zn, Ca and Y // J. Biomed. Mater. Res. 2001. V. 59, № 6. P. 305-311.

134. Вересов А. Г. Направленный синтез высокодисперсных материалов на основе гидроксилапатита: Автореф. дис. на соиск. уч. степ. канд. хим. наук. МГУ, Москва, 2003, 22 с.

135. Brown P.W., Hocker N., Hoyle S. Variations in solution chemistry during the low-temperature formation of hydroxyapatite // J. Am. Ceram. Soc. 1991. V. 74, № 8. P. 1848-1854.

136. Вересов А.Г., Коленько Ю.В., Синицына О.В., Путляев В.И. Гидролиз СаНРО₄·2H₂O при гидротермальном и ультразвуковом воздействии // Вестник ВГТУ. Сер. Материаловедение. 2002. № 1.11. С. 14-17.

137. Martin R.I., Brown P.W. Aqueous formation of hydroxyapatite // J. Biomed. Mater. Res. 1997. V. 35. P. 299-308.

138. TenHuisen K.S., Brown P.W. Formation of calcium-deficient hydroxyapatite from a-tricalcium phosphate // Biomaterials. 1998. V. 19. P. 2209-2217.

139. TenHuisen K.S., Brown P.W. Phase evolution during the formation of a-tricalcium phosphate // J. Am. Ceram. Soc. 1999. V. 82, № 10. P. 2813-2818.

140. Каназава Т. Неорганические фосфатные материалы: Пер. с японского. Киев, Наукова думка, 1998. С. 17-109.

141. Yubao L., Xingdong Z., de Groot K. Hydrolysis and phase transition of alpha-tricalcium phosphate // Biomaterials. 1997. V. 18, № 10. P. 737-741.

142. Monma H.J. Processing of synthetic hydroxyapatite // J. Ceram. Soc. Jap. 1980. V. 28, № 10. P. 97-102.

143. Yoshimura M., Suda H. Hydrothermal processing of hydroxyapatite: past, present and future // in: Hydroxyapatite and related materials, P.W. Brown, B. Constantz editors. 1994. CRC Press Inc. P. 45-72.

144. Hattori T. The characterization of HA precipitation. //J. Amer. Ceram. Soc. 1990. V. 73, № 4. P.180-185.

145. Jarcho

Предыдущая1234567Следующая

Поделиться:

Воспользуйтесь поиском по сайту: