В ходе выполнения проекта по Соглашению о предоставлении субсидии от 21.10.2014 № 14.575.21.0088 с Минобрнауки России в рамках федеральной целевой программы «Исследования и разработки по приоритетным направлениям развития научно-технологического комплекса России на
- Проведен анализ научно-технической литературы, нормативно-технической документации и других материалов, относящихся к разрабатываемой теме.
- Проведены патентные исследования по ГОСТ15.011-96.
- Сделан выбор и проведено обоснование принятого направления исследований и способов решения поставленных задач.
- Проведены структурные исследования порошка гидроксиапатита.
- Проведены теплофизические исследования порошка гидроксиапатита.
- Проведены санитарно-химические и токсикологические исследования порошка гидроксиапатита.
- Подведены итоги этапа и разработана отчетная документация.
- Исследована физиологическая активность лейкоцитов крови человека после контакта с порошком гидроксиапатита
- Исследован индуцированный гемолиз эритроцитов крови человека после контакта с порошком гидроксиапатита
- Проведены гранулометрические исследования порошка гидроксиапатита
- Проведены исследования удельной поверхности порошка гидроксиапатита
При этом были получены следующие результаты:
- Был проведен анализ научно-технической литературы, нормативно-технической документации, а также проведен патентный поиск по теоретическим и экспериментальным путям создания пористых биоинженерных конструкций на основе биосовместимого полимера и нанокерамики для возмещения дефектов костной ткани с использованием технологий 3D печати.
- Проводилось исследование четырех видов порошков ГАП: ГАП
85-УД (производства НПО «Полистом»); ГАП после деформационной обработки; ГАП, модифицированный поливиниловым спиртом (ПВС), после деформационной обработки; ГАП (Sigma-Aldrich, Lot 72490). - Исходя из проведенных расчетов, средний диаметр наночастиц ГАП (Sigma-Aldrich) составил 31 нм согласно анализу удельной поверхности; согласно результатам ПЭМ наночастицы имели средний размер 90 нм (длина) и 20 нм (ширина), что удовлетворяет требованиям ТЗ, а также имели пористую структуру (рисунок 1), что может благоприятно сказаться на контакте с ММСК.
Рисунок 1 — ПЭМ изображение наночастиц ГАП
- Был проведен рентгеноструктурный анализ, ИК-спектроскопия и ДСК порошков ГАП, удовлетворяющих ТЗ, до и после деформационного воздействия и после выдержки при температуре 180 °С. Структурные особенности материала сохраняются при температурном и механическом воздействии в указанных условиях.
- Была проведена оценка безопасности применения порошка ГАП, которая реализовалась в процессе санитарно-химических и токсикологических исследований. Была проведена оценка цитотоксичности тестируемого образца порошка ГАП, соответствующего п. 4.2.3 ТЗ по структурным характеристикам. Показано, что интенсивность гибели лейкоцитов крови, индуцированная порошком ГАП, не превышала 9 %, что меньше предельно допустимого значения IC, установленного п.4.2.2 ТЗ (10%).
- Показано, что интенсивность гемолиза, индуцированного образцом порошка ГАП на эритроцитах крови не превышала 2,4 %, что значительно меньше предельно допустимого значения ИГ (25%), установленного п. 4.2.2 ТЗ.
- Установлены основные особенности структуры и свойств порошка гидроксиапатита, который может быть рекомендован для проведения дальнейших исследований и использования в качестве компонента биосовместимого каркаса биоинженерных конструкций для тканевой инженерии в качестве изделий медицинского назначения.
