Исследование особенностей применения современных биоактивных стеклокристаллических материалов. Анализ механических характеристик биостекол. Использование ситаллов в стоматологии. Изучение клинического значения и классификации керамики по микроструктуре.
Аннотация к работе
За последние 30 лет прошлого века использовано более 40 различных материалов (керамика, металлы, полимеры) для лечения, восстановления и замены более 40 различных частей человеческого тела, включая кожные покровы, мышечную ткань, кровеносные сосуды, нервные волокна, костную ткань. Разработка заменителей костной ткани знаменует, по словам одного из патриархов направления - профессора Лондонского университета Ларри Хенча, революционный этап в развитии человечества: “Тысячелетия тому назад открытие того, что огонь может превратить бесформенную глину в керамическую утварь, привело к возникновению земледельческой цивилизации и радикально улучшило качество и продолжительность жизни. Медленное охлаждение расплава указанных оксидов по специальным температурным режимам позволяет частично закристаллизовать стекло (при этом чаще всего образуется метасиликат кальция - волластонит CASIO3) и получить смешанные, стеклокристаллические материалы - биоситаллы, которые имеют более высокие по сравнению со стеклами механические характеристики. 1) на границе биостекло - кость приводит к интенсивному образованию костной ткани в области контакта и в конечном счете к врастанию имплантата в костную ткань. Следует отметить, что переходный слой между биостеклом и костью может иметь толщину до 1 мм (ср. со слоем волокнистой соединительной ткани, имеющим толщину порядка 1 мкм, в случае имплантирования биоинертной керамики) и быть настолько прочным, что перелом произойдет в любом другом месте, но не в зоне срастания.Изменяя состав стекла, тип инициатора кристаллизации (катализатора) и режим термической обработки, получают ситаллы с различными кристаллическими фазами и заданными свойствами. Для производства ситаллов используют технологию стекольного производства, несколько видоизмененную и дополненную в своей заключительной стадии, т.к. полученное из соответствующего стекла изделие затем должно быть превращено в ситалл путем кристаллизации. Технологическая схема производства ситаллов имеет следующий вид: Получение шихты > варка стекла > формование изделий > отжиг изделий > кристаллизация изделий (может следовать сразу за формованием, минуя отжиг). В некоторых случаях применяется керамическая технология (порошковый метод) получения ситаллов: Получение шихты > варка стекла > гранулирование> измельчение стекла в порошок > получение пластичной композиции-шликера (стекло связка) > формование изделий > спекание и кристаллизация. Ситаллы обладают повышенной механической прочностью, износостойкостью и химической стойкостью, составом и совершенной структурой, что позволяет получать характеристики материалов с учетом биологической совмести и делает их незаменимым материалом.Кроме того, керамика имеет широкий диапазон светопропускания (от прозрачной до опаковой) в зависимости от микроструктуры, различные размер и твердость частиц, индекс преломления, пористость и т.д. Впервые стеклокерамика была разработана на предприятии Corning Glass Works в конце 50-х годов прошлого века. При последующей тепловой обработке метастабильного стекла происходит кристаллизация, которая возникает за счет образования центров (зародышей) кристаллизации и последующего увеличения размеров кристаллов, находящихся внутри материала. Данная классификация разделяет керамику по уровню содержания в ней кристаллических компонентов и стекла (некристаллической структуры), которые можно объединить в 4 основных категории с несколькими подгруппами. Во время последовательного нагревания стекла происходит процесс контролируемой кристаллизации, в результате чего зарождаются и растут кристаллы.
Список литературы
1. Путляев, В.И. Современные биокерамические материалы / В.И. Путляев // Соросовский образовательный журнал. - 2004. - Т. 8, №1.
2. Peter Wray «Cotton candy» that heals? Borate glass nanofibers look promising. - American Ceramic Society Bulletin. - May, 2011. - Vol. 90. - No. 4.
3. Кирилова, И.А. Сравнительная характеристика материалов для костной пластики: состав и свойства / И.А. Кирилова, М.А. Садовой, В.Т. Подорожная // Хирургия позвоночника. - 2012. - №3. - С.72-83.
4. Жолудев, Д.С. Керамические материалы в ортопедической стоматологии. Керамика на основе оксида алюминия / Д.С. Жолудев // Проблемы стоматологии. - 2012. - №6. - С.8-14.
5. Макмиллан, П.У. Стеклокерамика : пер. с англ. / П.У. Макмиллан. М. : Мир, 1967. - 264 с.
6. Верещагин, В.И. Керамические и стеклокристаллические материалы для медицины: учебник / В.И. Верещагин, Т.А. Хабас, Е.А. Кулинич, В.П. Игнатов. - Томск: Издательство ТПУ, 2008. - 151 с.