Взаємодія компонентів композиційних систем гідроксіапатит–базальтова луска з біологічними середовищами

Abstract

Дослiджено взаємодiю компонентiв композицiйних систем гiдроксiапатит–базальтова луска (рiзних спiввiдношень) iз бiологiчними середовищами, що iмiтують середовища живого органiзму. Встановлено, що iнтенсивнiсть цiєї взаємодiї залежить вiд: температури активацiї порошкових систем (збiльшуючись з її зменшенням); фазового складу; хiмiчного складу реакцiйних середовищ. Найiнтенсивнiше всi дослiдженi порошковi системи взаємодiють iз розчином Рiнгера–Локка та плазмою кровi людини. Найбiльшу фiзико-хiмiчну стабiльнiсть всiх компонентiв, що входять до складу композицiйних систем гiдроксiапатит–базальтова луска, у бiологiчних середовищах виявлено для систем iз масовими частками базальтової луски 5 та 10% при температурному режимi обробки 900 та 1200 °C. Доведено, що композицiйна система гiдроксiапатит–10% базальтової луски при 900 °C є найперспективнiшим матерiалом для внутрiшньокiсткової реконструктивної хiрургiї з погляду мiцнiсних характеристик, а саме близькостi до притаманних для природної кiстки значень мiцностi за Вiкерсом (0,86 ГПа) та модуля пружностi (23,7 ГПа).

Исследовано взаимодействие компонентов композиционных систем гидроксиапатит–базальтовая чешуя (разных соотношений) с биологическими средами, имитирующими среды живого организма. Установлено, что интенсивность этого взаимодействия зависит от: температуры активации порошковых систем (увеличиваясь с ее уменьшением); фазового состава; химического состава реакционных сред. Наиболее интенсивно все исследованные порошковые системывзаимодействуют с раствором Рингера–Локка и плазмой крови человека. Наибольшая физико-химическая стабильность всех компонентов, входящих в состав композиционных систем гидроксиапатит–базальтовая чешуя, в биологических средах выявлена для систем с массовыми долями базальтовой чешуи 5 и 10% при температурном режиме обработки 900 и 1200 °C. Доказано, что композиционная система гидроксиапатит + 10% базальтовой чешуи при 900 °C является наиболее перспективным материалом для внутрикостной реконструктивной хирургии с точки зрения прочностных характеристик, а именно близости к свойственным природной кости значениям по Виккерсу (0,86 ГПа) и модуля упругости (23,7 ГПа).

Interaction of the components of composite systems of hydroxуapatite–basalt scale at their different ratios with biological media, which imitates the media of living organism, is investigated. As established, the interaction intensity depends on the powder system activation temperature, their phase composition, as well as on the chemical composition of reaction media. The intensity increases with decreasing the activation temperature. All the investigated systems interact with Ringer–Locke solution and blood plasma most intensivly. The highest physicochemical stability for all the components contained in the hydroxуapatite–basalt scale composite system in biological media is detected for the systems with 5 and 10% of basalt scale at activation temperatures of 900 and 1200 °C. Thus, the hydroxуapatite + 10% basalt scale, 900 °C, composite system is the most perspective material for intraosteal reconstruction surgery in view of their strength characteristics, namely the similarity to natural bone (0.86-GPa Vickers hardness and 23.7-GPa elastic modulus).