Другие статьи

Цель нашей работы - изучение аминокислотного и минерального состава травы чертополоха поникшего
2010

Слово «этика» произошло от греческого «ethos», что в переводе означает обычай, нрав. Нравы и обычаи наших предков и составляли их нравственность, общепринятые нормы поведения.
2010

Артериальная гипертензия (АГ) является важнейшей медико-социальной проблемой. У 30% взрослого населения развитых стран мира определяется повышенный уровень артериального давления (АД) и у 12-15 % - наблюдается стойкая артериальная гипертензия
2010

Целью нашего исследования явилось определение эффективности применения препарата «Гинолакт» для лечения ВД у беременных.
2010

Целью нашего исследования явилось изучение эффективности и безопасности препарата лазолван 30мг у амбулаторных больных с ХОБЛ.
2010

Деформирующий остеоартроз (ДОА) в настоящее время является наиболее распространенным дегенеративно-дистрофическим заболеванием суставов, которым страдают не менее 20% населения земного шара.
2010

Целью работы явилась оценка анальгетической эффективности препарата Кетанов (кеторолак трометамин), у хирургических больных в послеоперационном периоде и возможности уменьшения использования наркотических анальгетиков.
2010

Для более объективного подтверждения мембранно-стабилизирующего влияния карбамезапина и ламиктала нами оценивались перекисная и механическая стойкости эритроцитов у больных эпилепсией
2010

Нами было проведено клинико-нейропсихологическое обследование 250 больных с ХИСФ (работающих в фосфорном производстве Каратау-Жамбылской биогеохимической провинции)
2010


C использованием разработанных алгоритмов и моделей был произведен анализ ситуации в системе здравоохранения биогеохимической провинции. Рассчитаны интегрированные показатели здоровья
2010

Специфические особенности Каратау-Жамбылской биогеохимической провинции связаны с производством фосфорных минеральных удобрений.
2010

Синтетические биоматериалы в стоматологии

В последнее десятилетие наблюдается повышение интереса к разработке новых методов синтеза гидроксиапатита кальция. На его основе создаются сложные композиционные биоматериалы, которые в стоматологии применяются в качестве пломбировочных материалов, в челюстно-лицевой хирургии, офтальмологии, нейрохирургии– в качестве имплантатов и биопокрытий эндопротезов. Как свидетельствуют представленные данные, разработка и усовершенствование биоматериалов на основе фосфата кальция является одним из перспективных направлений развития биотехнологий.

Актуальность. В последние годы кальций-фосфатные материалы представляют большой исследовательскийинтерес благодаря своему химическому сходству с костной тканью и твердыми тканями зуба. Обладая отличной биосовместимостью и нетоксичностью химических компонентов, они являются привлекательными биомедицинскими материалами [1].

Фосфаты кальция относятся к группе биологически активных синтетических материалов. Наиболее часто используемыми являются гидроксиапатит и трикальций фосфат кальция. Эти типы нашли широкое применение благодаря своей остеокондуктивности, кристаллографическому строению и химическому составу наиболее близкому костной ткани. Они классифицируются в соответствии со степенью рассасываемости, то есть степенью деградации invivo. Гидроксиапатит был описан как нерассасывающийся, атрикальций фосфат - как рассасывающийся [2].

Материалы фосфата кальция положительно взаимодействуют с живой тканью, оказывая влияние на дифференцировку остеобластов в зрелые клетки. Эти материалы также химически связаны с костной тканью вдоль границы раздела тканей, которая, как полагают, вызвана адсорбцией остеобластов на поверхности биоматериалов. Следовательно, существует биохимически опосредованный связывающий остеогенез [3].

Применение фосфатов кальция включает в себя восстановление дефектов пародонта, увеличение альвеолярной кости, синус-лифтинга, восстановление больших дефектов костей, вызванных опухолями. Фосфаты кальция также используются в качестве покрытий на имплантатах из титана и титанового сплава для сочетания биоактивности кальцияфосфатов и прочности металла [4].

Целью настоящегоисследования является обзор использования материалов на основефосфата кальция в стоматологии.

Гидроксиапатит

Гидроксиапатит является наиболее изученным фосфатом кальция и может быть использован как в основной массе, так и в качестве покрытия или цемента. Этот материал можно классифицировать в соответствии с его пористостью, фазой и методом обработки. Он обладает отличной биосовместимостью и способен стимулировать остеокондукцию и остеоинтеграцию. В результате превосходных благоприятных остеокондуктивных и биоактивных свойств он является наиболее предпочтительным биоматериалом как в стоматологии, так и в ортопедии [5].

Синтетический гидроксиапатит аналогичен по составу минеральному компоненту костной ткани и зубов, как показано в таблице 1 [6]. Это сходство делает его наиболее клинически используемым в качестве биоматериала для медицинских и стоматологических целей.

Таблица 1 - Химическое и структурное сравнение зубов, костей и гидроксиапатита (HA)

Состав, мас.%

Эмаль

Дентин

Кость

Г идрооксиапатит

Кальций

36,5

35,1

34,8

39,6

Фосфор

17,1

16,9

15,2

18,5

Ca/P

1,63

1,61

1,71

1,67

Всего неорганических(%)

97

70

65

100

Общее количество органических (%)

1,5

20

25

-

Вода(%)

1,5

10

10

-

Гидроксиапатит успешно применяется в клинических исследованиях, в исследованиях на животных, в эндодонтической практике, включающее прямое и непрямое покрытие пульпы, в восстановлении перфораций, формировании апикального барьера и восстановлениипериапикальных дефектов [7]. Leeetal. выявили, что с трикальцийфосфат-гидроксиапатитом минерализация репаративного дентина происходила быстрее и более плотно по сравнению с чистым гидроксидом кальция[8]. Кроме того, гидроксиапатит использовался в качестве наполнителя для усиления стоматологических цементов, покрытия ортопедических конструкций и дентальных имплантатов, восстановлении атрофированных гребней, пародонтальных карманов,периодонтальных дефектов и увеличения альвеолярного гребня для последующей имплантации [9]. Обладая благоприятными биоактивными и остеокондуктивными свойствами, приводящими к быстрому формированию костной ткани в организме и достаточной биологической адгезии, гидроксиапатит все жеимеет низкую механическую прочностью, что является препятствием для его применения в областях, испытывающих повышенную нагрузку [10].

Трикальцийфосфат.

Трикальцийфосфат существует во многих полиморфах (α, β, γ и супера). В качестве биоматериалов используются только две фазы полиморфов (α и β). Эти фазы были хорошо изучены. Однако, несмотря на обширные исследования с начала 1970-х годов, по-прежнему недостаточно сведений относительно этого материала. Предпочтительным является использование рассасывающегося трикальцийфосфатного материала, поскольку он в долгосрочной перспективе заменяются костной тканью [11]. Трикальцийфосфатные материалы в основном ведут себя как остеокондуктивные материалы, которые позволяют костной ткани расти на их поверхности, в порах и каналах. Фосфат кальция является биосовместимым материалом и индуцирует образованиекостной ткани. Он использовался в качестве средства для закрытиярасщелин неба [12], апикального барьера [13], апексификации [14], восстановлениявертикальных дефектов кости [15] и покрытия имплантатов [16]. Было также показано, что он поддерживает рост костей. Однако трудно спекается, демонстрируя слабую механическую прочность. Кроме того, скорость резорбции трикальцийфосфата протекает быстро и неконтролируемо. Непредсказуемая растворимость трикальцийфосфатного покрытия может привести к более раннему разрушению имплантата с покрытием[17].

Limetal. [18] сообщили о первом применении трикальцийфосфатной керамики в периодонтальных дефектах у собак. Akhlaghietal. [19] описывали случаи использования рассасывающейся форму трикальцийфосфатной керамики для стимулирования закрытия апикального отверстия. В корневом канале происходило образование минерализованной ткани, но было неполным. Jefferies так же [20] использовали трикальциевую фосфатную керамику для индуцирования закрытия широких апикальных отверстий в депульпированных зубах, но обнаружили, что она не эффективнее гидроксида кальция. Bachoo etal. [21] исследовали формирование апикального барьера на 101 зубах. Они обнаружили, что нет никакой разницы в излечении между случаями, обработанными трикальцийфосфатом или гидроксидом кальция. Balasubramanianetal. [22] изучали комбинацию трикальцийфосфата, гидроксиапатита и фторида натрия в качестве костного имплантата. Они определили, что материал не токсичен, не мутагенен и не рассасывается, а также предлагали использовать эти материалы для заполнения корневых каналов.

Цементные системы для фосфата кальция.

Кальций фосфатный цемент представляет собой биоактивный цемент, который при увлажнении превращается гидроксиапатит [23].

Кальций-фосфатный цемент был обнаружен Брауном и Чоу в 1980-х годах. Этот тип цемента может быть получен путем смешивания соли фосфата кальция с водой или с водным раствором с образованием пасты, которая реагирует при комнатной температуре или температуре тела, приводя к образованию осадка, содержащего один или несколько фосфатов кальция.

Материалы фосфата кальция были оценены как одни из потенциальных материалов для инженерии костной ткани. Преимуществом кальций-фосфатных цементов является то, что они могут быть непосредственно введены в костный дефект, будучи приготовленными непосредственно перед применением. Фосфат кальция также является биосовместимыми рассасывающимся; может быть синтезированс макропористой структурой, имеющей микропоры, которая очень важна для инфильтрации и роста клеток.

Данные низкотемпературные апатиты привлекают большой исследовательский интерес благодаря их способности образовывать гидроксиапатит при температуре тела организма[24]. Данный факт является большим преимуществом, так как акриловые материалы, используемые в настоящее время для ортопедическойстоматологии, требуют высокие температурыиобразуют токсичныевещества. Другим преимуществом кальций-фосфатного цемента является то, что во время реакции затвердевания выделяется лишь небольшое количество тепла по сравнению с полиметилметакрилатными цементами. Объем кальциево- фосфатного цемента остается неизменным во время затвердевания. При смешивании с водой или водным раствором кальций-фосфатный цемент выпадает в осадок, образуя менее растворимый фосфат кальция. Во время осаждения кристаллы фосфата кальция увеличиваются в размерах и блокируются, что обеспечивает структурную жесткость цемента [24].

Таким образом,паста из кальций-фосфатного цемента может быть получена при смешивании с водойво время оперативных вмешательств и введена или сформирована на дефектном участке костной ткани.Самостоятельно затвердевая,кальций-фосфатного цемент превращается в гидроксиапатит, обеспечивая отличный контакт между костной тканью и трансплантатом [25].

Возможность кальций-фосфатного цемента формоватьсяи затвердевать на месте введения, а также его биосовместимость делают его желательной альтернативой для существующих ортопедических имплантатов, большинство из которых выпускаются в готовой твердой форме.

Более того, поскольку цементы из фосфата кальция изготавливаются при комнатной температуре или при температуре тела, они также могут использоваться в качестве средства доставки антибиотиков, противоопухолевых, противовоспалительных препаратов и факторов роста [26].

Однако имеющиеся в настоящее время системы фосфата кальция далеки от идеальных свойств из-за расхождений во времени схватывания, механических свойств и ответной реакции живых тканей на воздействие цементов [27].

В стоматологии они используются для уплотнения фуркаций, десенсибилизации поверхности корня и уплотнения апекса или заполнения корневого канала. По способности самоотвердевания, превосходной прочности на сжатие и биосовместимости фосфат кальция превосходит чистый гидроксид кальция [28].

Выводы.

Биоматериалы фосфата кальция обладают отличными биоактивными и остеокондуктивными свойствами, способствующими быстрому формированию кости в организме и сильной биологической фиксации костной ткани. Однако они также характеризуются низкой механической прочностью. Данный факт является препятствием для их применения в областях, несущих повышенную нагрузку. Повышение механических свойств материалов фосфата кальция расширит сферу их применения. Также необходимы дальнейшие исследования, направленные на изучение положительных и отрицательных свойств биоматериалов.

 

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

  1. Heimann R. B. Classic and advanced ceramics: from fundamentals to applications. – John Wiley & Sons, 2010.
  2. Lemons J. E., Misch-Dietsh F., McCracken M. S. Biomaterials for dental implants //Dental Implant Prosthetics. – Elsevier Inc. - 2014. - №2. – Р. 18-26.
  3. Blum J. B., Heimann R. B. Ceramics, Electronic // Ullmann's Encyclopedia of Industrial Chemistry. – 2011. – Р. 88-96.
  4. Waterman J. In vitro assessment of the corrosion protection of biomimetic calcium phosphate coatings on magnesium. – 2012. – 129 р.
  5. Yang J. Z. et al. Novel Layered Hydroxyapatite/Tri-Calcium Phosphate–Zirconia Scaffold Composite with High Bending Strength for Load-Bearing Bone Implant Application // International Journal of Applied Ceramic Technology. – 2014. – Т. 11., №1. – С. 22-30.
  6. Dorozhkin S. V. Calcium orthophosphate-based bioceramics // Materials. – 2013. – Т.6., №9. – С. 3840-3942.
  7. Dutta S. R. et al. Ceramic and non-ceramic hydroxyapatite as a bone graft material: a brief review // Irish Journal of Medical Science. - 1971. – 2015. – Т. 184., №1. – С. 101-106.
  8. Lee S. K. et al. Effect of calcium phosphate cements on growth and odontoblastic differentiation in human dental pulp cells // Journal of endodontics. – 2010. – Т. 36., №9. – С. 1537-1542.
  9. Pripatnanont P. et al. Bone Regeneration Potential of Biphasic Nanocalcium Phosphate with High Hydroxyapatite/Tricalcium Phosphate Ratios in Rabbit Calvarial Defects // International Journal of Oral & Maxillofacial Implants. – 2016. – Т.31., №2. – Р. 96-101.
  10. Mezahi F. Z. et al. Effect of ZrO2, TiO2, and Al2O3 additions on process and kinetics of bonelike apatite formation on sintered natural hydroxyapatite surfaces // International Journal of Applied Ceramic Technology. – 2012. – Т. 9., №3. – С. 529-540.
  11. LeGeros R. Z., LeGeros J., Mijares D. Calcium phosphate-based materials containing zinc, magnesium, fluoride and carbonate. – 2015. – 284 р.
  12. Araújo M. G., Liljenberg B., Lindhe J. β-tricalcium phosphate in the early phase of socket healing: an experimental study in the dog // Clinical oral implants research. – 2010. – Т. 21., №4. – С. 445-454.
  13. Al-Sanabani J. S., Madfa A. A., Al-Sanabani F. A. Application of calcium phosphate materials in dentistry // International journal of biomaterials. – 2013. – Т. 2013. – Р. 96-103.
  14. Surmenev R. A., Surmeneva M. A., Ivanova A. A. Significance of calcium phosphate coatings for the enhancement of new bone osteogenesis–A review //Actabiomaterialia. – 2014. – Т.10., №2. – С. 557-579.
  15. Shin S. Y., Rios H. F., Giannobile, W. V., Oh, T. J. Periodontal regeneration: Current Therapies // Stem Cell Biology and Tissue Engineering in Dental Sciences. – 2015. – С. 459-469.
  16. Goodman S. B., Yao Z., Keeney M., Yang, F. The future of biologic coatings for orthopaedic implants // Biomaterials. – 2013. – Т.34., №13. – С. 3174-3183.
  17. Tarafder S. Physicomechanical, In Vitro and In Vivo Performance of 3D Printed Doped Tricalcium Phosphate Scaffolds for Bone Tissue Engineering and Drug Delivery // Washington State University. - 2013. – Р. 51-57.
  18. Lim H. P. et al. The effect of rhBMP-2 and PRP delivery by biodegradable β-tricalcium phosphate scaffolds on new bone formation in a non-through rabbit cranial defect model // Journal of Materials Science: Materials in Medicine. – 2013. – Т. 24., №8. – С. 1895-1903.
  19. Akhlaghi N., Khademi A. Outcomes of vital pulp therapy in permanent teeth with different medicaments based on review of the literature // Dental research journal. – 2015. – Т. 12., №5. – С. 406-411.
  20. Jefferies S. R. Bioactive and biomimetic restorative materials: a comprehensive review. Part I // Journal of esthetic and restorative dentistry. – 2014. – Т. 26., №1. – С. 14-26.
  21. Bachoo I. K., Seymour D., Brunton P. A biocompatible and bioactive replacement for dentine: is this a reality? The properties and uses of a novel calcium-based cement // British dental journal. – 2013. – Т. 214., №2. – С. 5-14.
  22. Balasubramanian S., Gurumurthy B., Balasubramanian A. Biomedical applications of ceramic nanomaterials: a review // International journal of pharmaceutical sciences and research. – 2017. – Т. 8., №12. – С. 4950-4959.
  23. Morejón-Alonso L. et al. Bioactive composite bone cement based on α-tricalcium phosphate/tricalcium silicate // Journal of Biomedical Materials Research Part B: Applied Biomaterials. – 2012. – Т. 100., №1. – С. 94-102.
  24. Vásquez Niño A. F., Santos L. A. L. Preparation of an injectable macroporous α-TCP cement // Materials Research. – 2016. – Т. 19., №4. – С. 908-913.
  25. Ambrosio L. et al. Injectable calcium-phosphate-based composites for skeletal bone treatments // Biomedical materials. – 2012. – Т. 7., №2. – С. 113-117.
  26. Samavedi S., Whittington A. R., Goldstein A. S. Calcium phosphate ceramics in bone tissue engineering: a review of properties and their influence on cell behavior // Actabiomaterialia. – 2013. – Т. 9., №9. – С. 8037-8045.
  27. Alghamdi H. S. et al. Osteogenicity of titanium implants coated with calcium phosphate or collagen type-I in osteoporotic rats // Biomaterials. – 2013. – Т. 34., №15. – С. 3747-3757.
  28. Saxena P., Gupta S. K., Newaskar V. Biocompatibility of root-end filling materials: recent update // Restorative dentistry & endodontics. – 2013. – Т. 38., №3. – С. 119-127.

Разделы знаний

Архитектура

Научные статьи по Архитектуре

Биология

Научные статьи по биологии 

Военное дело

Научные статьи по военному делу

Востоковедение

Научные статьи по востоковедению

География

Научные статьи по географии

Журналистика

Научные статьи по журналистике

Инженерное дело

Научные статьи по инженерному делу

Информатика

Научные статьи по информатике

История

Научные статьи по истории, историографии, источниковедению, международным отношениям и пр.

Культурология

Научные статьи по культурологии

Литература

Литература. Литературоведение. Анализ произведений русской, казахской и зарубежной литературы. В данном разделе вы можете найти анализ рассказов Мухтара Ауэзова, описание творческой деятельности Уильяма Шекспира, анализ взглядов исследователей детского фольклора.  

Математика

Научные статьи о математике

Медицина

Научные статьи о медицине Казахстана

Международные отношения

Научные статьи посвященные международным отношениям

Педагогика

Научные статьи по педагогике, воспитанию, образованию

Политика

Научные статьи посвященные политике

Политология

Научные статьи по дисциплине Политология опубликованные в Казахстанских научных журналах

Психология

В разделе "Психология" вы найдете публикации, статьи и доклады по научной и практической психологии, опубликованные в научных журналах и сборниках статей Казахстана. В своих работах авторы делают обзоры теорий различных психологических направлений и школ, описывают результаты исследований, приводят примеры методик и техник диагностики, а также дают свои рекомендации в различных вопросах психологии человека. Этот раздел подойдет для тех, кто интересуется последними исследованиями в области научной психологии. Здесь вы найдете материалы по психологии личности, психологии разивития, социальной и возрастной психологии и другим отраслям психологии.  

Религиоведение

Научные статьи по дисциплине Религиоведение опубликованные в Казахстанских научных журналах

Сельское хозяйство

Научные статьи по дисциплине Сельское хозяйство опубликованные в Казахстанских научных журналах

Социология

Научные статьи по дисциплине Социология опубликованные в Казахстанских научных журналах

Технические науки

Научные статьи по техническим наукам опубликованные в Казахстанских научных журналах

Физика

Научные статьи по дисциплине Физика опубликованные в Казахстанских научных журналах

Физическая культура

Научные статьи по дисциплине Физическая культура опубликованные в Казахстанских научных журналах

Филология

Научные статьи по дисциплине Филология опубликованные в Казахстанских научных журналах

Философия

Научные статьи по дисциплине Философия опубликованные в Казахстанских научных журналах

Химия

Научные статьи по дисциплине Химия опубликованные в Казахстанских научных журналах

Экология

Данный раздел посвящен экологии человека. Здесь вы найдете статьи и доклады об экологических проблемах в Казахстане, охране природы и защите окружающей среды, опубликованные в научных журналах и сборниках статей Казахстана. Авторы рассматривают такие вопросы экологии, как последствия испытаний на Чернобыльском и Семипалатинском полигонах, "зеленая экономика", экологическая безопасность продуктов питания, питьевая вода и природные ресурсы Казахстана. Раздел будет полезен тем, кто интересуется современным состоянием экологии Казахстана, а также последними разработками ученых в данном направлении науки.  

Экономика

Научные статьи по экономике, менеджменту, маркетингу, бухгалтерскому учету, аудиту, оценке недвижимости и пр.

Этнология

Научные статьи по Этнологии опубликованные в Казахстане

Юриспруденция

Раздел посвящен государству и праву, юридической науке, современным проблемам международного права, обзору действующих законов Республики Казахстан Здесь опубликованы статьи из научных журналов и сборников по следующим темам: международное право, государственное право, уголовное право, гражданское право, а также основные тенденции развития национальной правовой системы.