hidroxiapatit képződése. Leleplezzük! Fogkrém, ami tömíti a lyukakat? Innováció a szájápolási piacon

A fog csontszövetének szervetlen része kalcium-ortofoszfátokból [OPC] áll. Kalcium-hidroxiapatit [HAP; Ca10(PO4)6(OH)2] és β-trikalcium-foszfát [TCP; A Ca3(PO4)2] a csontszövet fő ásványi összetevője. A biológiailag elmeszesedett szövetekhez való kémiai hasonlóságuk miatt minden ortofoszfát biológiailag kompatibilis anyag. Annak ellenére, hogy a kalcium-ortofoszfátokat az orvostudományban folyamatosan használják, nagyon kevés olyan cikk található, amely nemcsak a hagyományosan használt kalcium-ortofoszfátok (β-trikalcium-foszfát és hidroxiapatit), hanem más biokompatibilis OFC-k tulajdonságait is leírná.

A kalcium-ortofoszfátok egyik legfontosabb tulajdonsága a vízben való oldhatóságuk, mivel az oldhatóságból előre jelezhető viselkedésük a szervezetben. Ha az OFC, például a kalcium-hidroxiapatit oldhatósága kisebb, mint a csont ásványi összetevőjének oldhatósága, rendkívül lassan bomlik le. A kalcium-ortofoszfátok lebomlásának sebessége a szervezetben (in vivo) a következő sorrendben jelezhető előre:

MCPM › TECP = α-TCP › DCDP › DCP › β-TCP › OGAP amorf HAP › HAP

Ahol:

MKFM - monokalcium-foszfát

TECP - tetrakalcium-foszfát

α-TCP - - α - trikalcium-foszfát

DCPD - dikalcium-foszfát-dihidrát

β-TCP - β - trikalcium-foszfát

OGAP – ostromlott GA

HAP - kalcium-hidroxiapatit

Az általános koncepció ellenére különbségek vannak a vizes oldatokból kicsapott kalcium-hidroxiapatit (OHAP), az amorf kalcium-hidroxiapatit (AGAP) és a kalcium-hidroxiapatit (HAP) között. A kicsapódott kalcium-hidroxiapatit általában gyengén kristályosodik, a kalcium-ortofoszfátok mólaránya 1,50 és 1,67 között lehet, és helyettesíti a csont ásványi részét. Az amorf kalcium-hidroxiapatit abban különbözik, hogy nem mutat csúcsokat a röntgen fázisanalízisben. A kalcium-hidroxiapatit a 900 °C-os hőkezeléssel nyert hidroxiapatit. A hőkezelésnek köszönhetően a hidroxiapatit kristályos szerkezetű, és kevésbé oldódik, mint a csont ásványi összetevője.

A kicsapott kalcium-hidroxiapatit kiváló biokompatibilitása és fejlett felülete miatt különösen érdekes. A kicsapott kalcium-hidroxiapatitot leginkább a csontban jelenlévő biológiai hidroxiapatithoz hasonlítják. A fő különbség az, hogy a szerkezetben nincsenek szennyeződések, főleg karbonátok és magnéziumionok.

Így megállapítható, hogy a csontszövet biológiailag lebomló helyettesítőjeként és gyógyszerhordozóként a legígéretesebb anyag a kicsapott kalcium-hidroxiapatit.

Minden kalcium-ortofoszfát antioxidáns, és étrend-kiegészítőként is használható. Alapvetően a kalcium-ortofoszfátok vegyületeit tanulmányozták egészen a közelmúltig, mint csontszövetet helyreállító anyagokat. A szintetizált kalcium-hidroxiapatit és a β-trikalcium-foszfát képes pótolni az ásványi fázist a csonttal érintkezve, és serkenti a csontszövet regenerálódását. A kalcium-hidroxiapatit és a β-trikalcium-foszfát sebgyógyító képessége, vérzéscsillapító tulajdonságai és mitogén hatása is ismert. A fogászat szakirodalmi adatainak elemzése kimutatta, hogy a hidroxiapatit és a β-trikalcium-foszfát a fogpulpa funkcionális állapotának normalizálásához vezet, és a szuvas üreg alsó részének dentin remineralizációját okozza. A mélyszuvasodás és pulpitis kezelésében nagyszámú gyógyszert alkalmaznak, de a legígéretesebbek a dentin remineralizációt biztosító és a fogpulpa odontotrop funkcióját serkentő anyagok. Klinikailag igazolt, hogy ennek eredményeként a fog teljes értékű szöveti struktúrái alakulnak ki, amelyek stabilizálják a fogszuvasodás és szövődményeinek további fejlődését.

A kalcium-hidroxiapatit és a β-trikalcium-foszfát a fogszuvasodás, a fogágybetegség, a nyálkahártya és a szájüreg betegségeinek megelőzésére és kezelésére, valamint a zománc túlérzékenységének csökkentésére tervezett terápiás és profilaktikus fogkrémek részét képezik.

Cikk biztosított"JSC BIOMED"

A kerámiagyártás során igyekeznek nem pótlólagos kötőanyagot alkalmazni, a hidroxiapatit porból képződő porózus anyagokat magas hőmérsékleten (1473-1573 K), esetenként nyomáson tömörítik, kristályosítják és átkristályosítják. A szintetikus hidroxiapatit felhasználásának céljától függően különböző követelmények vonatkoznak olyan tulajdonságokra, mint a fázis- és kémiai tisztaság, kristályosság, hibásság, porozitás stb.

Ha a hidroxiapatitot csontdefektusba visszük be, akkor nem kell biztosítani annak szerkezeti tökéletességét (sztöchiometrikus összetétel és magas kristályossági fok). Csontszövetben hibás HA-ról beszélünk, nagyszámú megüresedett és szerkezeti helyettesítéssel, valamint az amorf anyag a leghibásabb.

Ha a HA-t inert anyagként alkalmazzuk a szervezetbe, akkor a fő követelmény a biológiai kompatibilitás és a reszorpció hiánya, ebben az esetben nagy kristályosságú sztöchiometrikus hidroxiapatit alkalmazása szükséges. Az ilyen hidroxiapatitot akkor visszük be a tömőanyagok összetételébe, amikor a tömés fizikai és fizikai-kémiai tulajdonságait a lehető legközelebb kell hozni a fogszövetek tulajdonságaihoz.

A trikalcium-foszfát (TCP) és a hidroxiapatit (HA) jelentős mértékben növeli az osszeointegráció hatékonyságát a titán implantátumok „újraültetésekor”. Kísérletek kimutatták, hogy az ilyen implantátumok elkészítéséhez a komponensek mechanikus keverése helyett célszerű adott TCP tartalmú hidroxiapatitot szintetizálni.

A klinikai gyakorlatban a porózus hidroxiapatit granulátumok egyre fontosabbá válnak. Az ilyen szerkezetű anyag bioszűrőként "működik", biztosítva a keletkező szöveti struktúrák növekedéséhez szükséges véráramlást.

A hidroxapatit biológiai tulajdonságai.

Számos állatkísérlet igazolta nemcsak a hidroxiapatit kiváló biokompatibilitását, hanem azt is, hogy az összetételtől és a gyártási módtól függően képes a csontszövet kialakulásának alapjául szolgálni, miközben más bioinert anyagokkal ellentétben aktívan serkenti a csontképződést.

A kísérleti munka kimutatta, hogy a készítmény mikrobiológiai tisztasága megfelel az SP-XI kiadás szabványának. Alacsony toxikus anyagokhoz tartozik, nem okoz zavarokat a létfontosságú szervek és testrendszerek működésében. A HA alkalmazása nem okoz nemkívánatos hosszú távú következményeket: nincs allergén, mutációs és immunmoduláló hatása, nem befolyásolja a terhesség lefolyását, a magzat és az utód fejlődését.

A hidroxiapol analízis eredményei lehetővé teszik, hogy korlátlanul ajánljuk orvosi felhasználásra csonthibák pótlására és csontüregek pótlására, fogtömő paszták, implantátum anyagok összetevőjeként.

Az osseointegráció fokozódását nemcsak az implantátum szerkezete, alakja vagy bevonata befolyásolja, hanem a páciens testének szerkezeti sajátosságai is.

A betegek beültetési műtét előtti vizsgálatakor a szakembereknek gyakran meg kell állapítaniuk elvékonyodott alveoláris folyamat jelenlétét. A csontszövet ilyen beszűkülése lehet eltávolítás, gyulladásos betegségek vagy trauma eredménye, valamint az alveoláris folyamat szerkezetének veleszületett jellemzője, és bizonyos területeken vagy a gerinc teljes hosszában észlelhető. vizsgálat vagy műtét közben. A javasolt módszer lehetővé teszi a csontszövet térfogatának egyidejű növelését és az implantációs művelet végrehajtását. A technika lehetővé teszi az állcsont hosszirányú törésével a "zöld gally" típus szerint, aminek eredményeként az alveoláris folyamat a szükséges területeken és olyan térfogatban tágul, amely elegendő az implantátumok későbbi beültetéséhez. A több fúvóka jelenléte lehetővé teszi a csontszövet modellezésének a kívánt méretre és a kívánt helyre történő kiterjesztését a periosteum integritásának megsértése nélkül, ami a csontszövet későbbi "felépítésének" a garanciája. Az állkapocs alveoláris folyamatának sérülése a véráramlás fokozódásához vezet, ami hozzájárul az oszteogenezis folyamatához, és ezáltal a kontrollált csontnövekedéshez és az implantátum csontosodáshoz.

A módszert 63 betegnél alkalmazták, a hosszú távú megfigyelések eredményei mutatják megbízhatóságát, hatékonyságát és az eredmény pontosságát, hozzáférhetőséggel és egyszerű kivitelezéssel.

A megjelenés javítása érdekében a kozmetológia szakértői töltőanyagok használatát javasolják. A kalcium-hidroxiapatit alapú töltőanyagok különösen népszerűek a betegek körében. Az egyik jól ismert high-tech töltőanyag az. A gyógyszer két összetevőt tartalmaz:

• kalcium-hidroxiapatit kristályok;
• gél.

Mi az a hidroxiapatit

A hidroxiapatit a csontszövet szerves mátrixában jelenlévő anyag. A kompozíció a következőket tartalmazza:

• foszfor;
• kalcium.

Makrotápanyagokat tartalmaz magnéziumot, vasat, cinket és bórt. Képlet szerint hasonló az emberi csontszövet szerkezetéhez. Ennek a tulajdonságának köszönhetően pozitívan szívódik fel a szervezetben. A hidroxiapatit gyakran nanorészecskék formájában van jelen a kozmetikumokban. A természetben mikrokristályos formában fordul elő. A gyógyszer előállításához az anyagot fehér porrá zúzzák és tisztított vízzel keverik.

Adott esetben

A gyógyszert széles körben használják:

• fogászat;
• Ortopédia;
• arc- állcsont műtét;
• idegsebészet;
• szemészet;
• fül-orr-gégészet;
• szépségápolás.

A kozmetikai iparban töltőanyagok alapjaként használják. A fogászatban jelen van a fogkrémekben és a szájápoló termékekben. A szervezet hiányának kompenzálására tabletták formájában is előállítható.

A testre gyakorolt ​​hatás elve

A testre gyakorolt ​​hatásmechanizmus a következő:

1. Kalcium-hidroxiapatit töltőanyagot fecskendeznek be a problémás területre.
2. A bevezetés hatására a ráncok kisimulnak, a bőr rugalmassá válik.
3. Idővel a gélt a szervezet feldolgozza, és a kalcium-hidroxiapatit aktiválja a kollagén szintézist.
4. Továbbá a kollagén új bőrszerkezetet képez, megőrzi gyógyító hatását akár két évig.

A kozmetológiában való alkalmazás előnyei és hátrányai

A gyógyszer kedvező tulajdonságai a következők:

• az allergiás megnyilvánulások alacsony kockázata;
• pozitív reakció az emészthetőségre;
• szöveti kompatibilitás;
• a kollagén szintézis aktiválásának képessége;
• hatás időtartama.

A gyógyszer negatív oldala:

• a szervezetből való kiválasztódás lehetetlensége;
• a hialuronsav használatának tilalma legfeljebb 1 évig.

Javallatok és ellenjavallatok

A kompozíciót a következő esetekben használhatja:

• az arc alakjának korrekciója;
• a nasolabialis régió kitöltése;
• ráncok eltüntetése;
• heg eltávolítása;
• arc, áll, arccsont, fül, halánték, orr, kéz korrekciója.

A kalcium-hidroxiapatit segítségével a problémás területek hosszan tartó hatással korrigálhatók.

A gyógyszer használata káros lehet az egészségre a következő eltérésekkel:

• fertőző betegségek;
• bőrbetegségek;
• onkológia;
• cukorbetegség;
• autoimmun betegség;
• rossz véralvadás;
• terhesség;
• szoptatás;
• menstruáció.

A kezelőorvossal történő időpont egyeztetéskor tájékoztatni kell az allergia lehetőségéről és a szedett gyógyszerekről.

Használati útmutató

A töltőanyag használatának menete a következő:

• a problémás terület megjelölése;
• a dózis meghatározása;
• antiszeptikus kezelés;
• érzéstelenítés alkalmazása;
• a gyógyszer bevezetése ultravékony tűvel;
• gyulladáscsökkentő krém alkalmazása.

A foglalkozás megtekinthető ebben a videóban:

Csak magasan képzett kozmetikus végezheti el az eljárást, aki szakképzett a töltőanyagok használatában.

Az eljárás utáni gyors helyreállításhoz be kell tartania a következő szabályokat:

• elutasítja a kozmetikai sminket;
• alkalmazzon jégcsomagokat az injekció beadásának helyére;
• ne igyon alkoholt;
• ne látogassa meg a fürdőt;
• ne masszírozza a problémás területet;
• korlátozza a fizikai aktivitást;
• aludj a hátadon;
• ne napozzon.

Mellékhatások és szövődmények

A nemkívánatos következmények lehetséges megnyilvánulása:

• allergiás reakció;
• mikro hematómák;
• a problémás terület vörössége;
• zsibbadtság;
• duzzanat;
• zúzódások.

A rehabilitációra vonatkozó ajánlások betartása esetén a negatív hatások két nap múlva önmagukban eltűnnek. Ez alól kivételt képeznek a szakember szakszerűtlen intézkedései által okozott szövődmények az eljárás során:

• a bőr egyenetlensége és aszimmetriája;
• a gél kidudorodása a problémás területen;
• fehér csíkok az injekció beadásának helyén;
• gyulladásos válasz.

Komplex anyagok kristályainak fizikai tulajdonságai, beleértve a hidroxiapatitot (HA), ellentétben az egyszerűbb vegyületekkel, mint a fémek, grafit, konyhasó, heterodezmikus természetűek. Számukra a belső kötések az erős kovalens kötésekkel együtt másokat is tartalmaznak, például ionos, van der Waals kötéseket, amelyek fragmentumokat képeznek. Ezeket a zárványokat, amelyek különösen SO 4 2-, NO 3 -, CO 3 2-, SiO 4 2- stb. tartalmaznak, "szigetekként", keretekként, láncokként, rétegekként ábrázolhatjuk. Szabad energia, amelyet a következő képlet határoz meg:

ahol U a kristály kötési energiája, S az entrópia, T a hőmérséklet, a legmagasabb értéke, körülbelül 20-100 kcal/mol kovalens erőkre, és 1-10 kcal/mol van der Waals erőkre. . Ez utóbbiak kulcsszerepet játszanak a biopolimerek és fehérjék adhéziós folyamataiban (Boky, 1971; Kittel, 1978; Prokhorov et al., 1995).

A szabadenergia meghatározása jelenleg főként egyszerű esetekben lehetséges az 1928-1934-ben javasolt sávelmélet segítségével. F. Bloch és J. Brillouin, miszerint a szilárd testben lévő atomok (TiO 2, MgO, Ti-Ni stb.) maguknak az atomoknak a nagyságrendjének megfelelő távolságra helyezkednek el. Ebben az esetben a vegyértékelektronok az egész kristályban terjedhetnek, zárt energiasávokat alkotva. Ennek a sávnak a természetétől függően, ahogy azt A. Wilson (1931) kimutatta (részben töltött, kitöltetlen, tiltott, vezetőképes, határozatlan vegyértékű stb.), a kristályok vezető, dielektrikum vagy félvezető tulajdonságait mutatják. Nyilvánvalóan vannak kvázi tiltott energiatartományok az amorf testekben, amelyek a sávszerkezet analógjai, ami lehetővé teszi számukra, hogy fémek, dielektrikumok és félvezetők tulajdonságait mutassák (Kaganov és Frenkel, 1981; Kittel, 1978; Peierls, 1956). . A HA és az OCP kristályrács szerkezetének jellemzőit a táblázatok mutatják be.

Az OCP és a HA kristálytani tulajdonságai: az OCP és a HA lehetséges h00-csúcsaira számított d-intervallumok összehasonlítása (Brown, 1962, Brown és mtsai, 1981)

Az OCP és HA kristályok szerkezetének jellemzői

A vízmentes dikalcium-foszfát és tetrakalcium-foszfát porából nyert biológiailag lebomló kalcium-foszfát anyagokból kezdeti Ca/P-1,5 aránnyal rudakat vagy korongokat készítettek, és további feldolgozás és préselés után alacsony kristályosságú hidroxiapatit (HA) keletkezett. A rudakat patkányok combcsontjába ültettük be, és 1-5 hétig vizsgáltuk a csontnövekedést. A korongokat csontsejtekkel tenyésztettük in vitro rendszerben. Ebben az esetben a kalcium-foszfát anyagot új csontra cserélték, annak átalakulási folyamata miatt. Először az oszteoklasztok és a többmagvú sejtek szívták fel az anyagot, majd az oszteoblasztok 3 héten belül helyreállították az új csontot. Az erek 0,75 mm széles és csontsejtekkel bélelt kúpokká nőttek, maga a neoosteogenezis zóna pedig fokozatosan kitágul (Foster és mtsai, 1998).

A hidroxiapatit makrotexturált felületeinek kifejezettebb a csontszövettel való integrálódási képessége, mint a hagyományos sima anyagoknál (Ricci és mtsai., 1998).

A fogak apatitja több karbonátot és fluort, Mg 2+ , Na + -ot tartalmaz. Ebben az esetben az OH folyamatban lévő F helyettesítése növeli az anyag keménységét és ellenáll a roncsolásnak, de csökkenti a szövet oszteoinduktív és oszteokonduktív tulajdonságait.

A kalcium- és magnéziumionok részt vesznek a sejtadhéziós folyamatokban (Goldberg et al., 1992). Teljesen logikus az a feltételezés, hogy ha magnéziumionokat viszünk be a kalcium-foszfát (CP) kerámiákba, ez fokozhatja az anyag felületének azon képességét, hogy osteogén sejteket magához kapcsoljon, és ezáltal elősegítse a csontszövet kötődési folyamatát. Ezt megerősítették nyulakon végzett kísérletek, amelyeket a combba ültetett TiAlV ötvözetből készült pálcákkal, amelyeket plazmával szórt HA kerámiával vontak be. Ezenkívül ionimplantációval 1x10 7 cm 2 dózisban magnéziumionokat vittünk az anyagba. Kiderült, hogy 3 hét elteltével, de nem korábban, a kísérleti csoportban a csontszövet integrációja az implantátummal jelentősen meghaladta a kontrollértékeket, amit ultravékony metszeteken fluoreszcens jelölésekkel (tetraciklin, calcein blue, calcein green, alizarin) igazoltunk. piros). Feltételezhető, hogy ez a hatás a magnéziumnak nemcsak a csontsejtek adhéziójára, hanem az oszteoblasztok funkcionális aktivitására gyakorolt ​​hatásának köszönhető (Zhang és mtsai, 1998).

A csontnövekedés magában foglalja egy amorf apatitréteg kezdeti kialakulását, amely víz jelenlétében részben hidrolizálhat, és hidroxiapatit kristályszerkezetet alkot. Az ilyenkor keletkező képződmények nyilvánvalóan összetett szerkezettel és szimmetriával rendelkeznek. Valós körülmények között az összes kristály mozaiktömbökre van osztva, amelyekben a szerkezetek kis szögekben dezorientáltak egymáshoz képest. a csontszövetben hidroxiapatit kristályok kollagén rostok mentén orientált. Meg kell jegyezni, hogy az utóbbiak összetett szerkezetűek, és a kollagén elhelyezkedése a stressz erővonalak mentén történik. Ezért a hidroxiapatit kristályosítási folyamatának figyelembe kell vennie ezt a jellemzőt, például a kristályok polikristályos láncban történő deformációja miatt, amely lehetővé teszi a szálak térbeli szerkezetének megismétlését. Ez azt jelenti, hogy a hidroxiapatit kristályok csontszövetben betöltött biomechanikai szerepének betöltéséhez formájuknak, méretüknek és szimmetriájuknak változniuk kell. Ellenkező esetben a csont, mint mozgásszervi szerv szerkezeti és funkcionális integritása sérül.

Ebből egy fontos gyakorlati következtetés következik: a hidroxiapatit alapú új bioanyagok kifejlesztésénél változó alakú anizotróp kristályokat kell alkalmazni.

A fentieket összefoglalva nagy valószínűséggel vitatható, hogy természetes hidroxiapatit szigorúan meghatározott térszervezéssel, anizotrópiával rendelkezik, amelyet mesterséges körülmények között rendkívül nehéz újrateremteni. A CF szerkezetének mikroelemek, anionok vagy kationok által okozott megsértése a hidroxiapatit anyagok fiziko-kémiai és biológiai tulajdonságainak megváltozásához vezet, ami nyilvánvalóan az egyik oka annak, hogy traumatológiában és ortopédiai alkalmazásuk során különféle szövődmények lépnek fel. Sajnos, mint már említettük, a hidroxi-apaptit szintézisének eddig ismert sémái közül egyik sem teszi lehetővé, hogy pontosan megismételjük természetes izomerje kristályszerkezetének jellemzőit. A modern technológia szintje még mindig messze van attól, hogy a hidroxiapatit kristályok mesterséges körülmények között, még natív csíramátrixokból történő irányított növekedését újrateremtse. Ez mindenekelőtt a kristálynövekedés egyensúlyi feltételeinek megsértése és a technológiai szennyeződések általi megkötése, valamint a HA bevonatok implantátumokra történő felhordásának módja miatt van. A fenti folyamatok következménye ponthibák kialakulása, a kristály diszlokációja, szektorosodása hidroxiapatit szerkezetek, annak minden következményével együtt.

A.V. Karpov, V.P. Shakhov
Az optimális biomechanika külső rögzítőrendszerei és szabályozó mechanizmusai