Наноструктуровані матеріали на основі гідроксиапатиту та альгінату для медицини

Abstract

Композитні матеріали на основі нанокристалічного (до 100 нм) стехіометричного та кальцій дефіцитного гідроксиапатиту (ГА) відзначаються підвищеною хімічною та біологічною активністю у процесах відновлення враженої кістки, оскільки ГА є основною неорганічною компонентою кісткової тканини. Альгінат натрію є полімером природнього походження, який знайшов численні застосування в біомедичній науці та тканинній інженерії завдяки біосумісності, гідрофільності, відсутності імуногенних властивостей, здатності стимулювати остеопластичні процеси, легкості гелеутворення. Оскільки гелі на основі альгінату зберігають структурну подібність до позаклітинної матриці організму, вони є особливо привабливими для загоєння ран, доставки лікарських засобів. У складі композитних матеріалів для заміщення кісткових тканин еластичні властивості альгінату поєднуються з механічними властивостями ГА та активують in vivo механізми регенерації кісткової тканини. У даній роботі розглядається сучасний стан досліджень та використання біоматеріалів на основі гідроксиапатиту та альгінату в медицині, фармакології та тканинній інженерії.

Композитные материалы на основе нанокристаллического (до 100 нм) стехиометрического и кальций дефицитного гидроксиапатита (кдГА) отличаются повышенной химической и биологической активностью в процессах восстановления пораженной кости, поскольку кдГА является основным неорганической компонентом костной ткани. Адьгинат натрия относится к полимерам природного происхождения и нашел многочисленные применения в биомедицинской науке и тканевой инженерии благодаря биосовместимости, гидрофильности, отсутствию иммуногенных свойств, способности стимулировать остеопластические процессы, легкости гелеобразования. Поскольку гели на основе альгината сохраняют структурное сходство с внеклеточной матрицей организма, они являются особенно привлекательными для заживления ран, доставки лекарственных средств. В составе композитных материалов для замещения костных тканей эластичные свойства альгината сочетаются с механичными свойствами кдГА и активируют in vivo механизмы регенерации костной ткани. В данной работе рассматривается современное состояние исследований и использования биоматериалов на основе гидроксиапатита и альгината в медицине, фармакологии и тканевой инженерии.

Composite materials based on nanocrystalline (100 nm) stoichiometric hydroxyapatite (HA) and calcium deficient HA increased chemical and biological activity in the process of recovery of the affected bone, since HA are the main inorganic components of bone. Sodium alginate is a polymer of natural origin, which has many applications in biomedical science and tissue engineering due to its properties: biocompatibility, hydrophilic, non-immunogenic properties, ability to stimulate osteoplastic processes, ease of gelation. Since alginate gels retain structural similarity to the extracellular matrix of the body, they are especially attractive for wound healing, drug delivery. In the composition of composite materials, it is possible to replace the elastic properties of bone tissue alginate in combination with the mechanical properties of HA and activate the mechanisms of bone tissue regeneration in vivo.The current state of research and the use of biomaterials based on hydroxyapatite and alginate in medicine, pharmacology and tissue engineering are demonsteted in this article.