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.