Nanocomposite based on SiC/Si: a new biomorphic material for maxillofacial surgery (experimental studies)

Abstract

The aim of the study was to investigate the interaction of experiment samples biomorphic ceramics based on silicon carbide with bone tissue by scanning electron microscopy. To achieve this goal in a laboratory experiment 20 rats underwent implantation of test material samples in the lower jaw bone tissue. Animals were removed from the experiment in terms of 7, 30 and 90 days after the start of the experiment and the subsequent investigation of the material surface and area of it contact with the bone tissue.

Based on these results, it was found that the investigated ceramic microarchitectonics promote the process of reparative osteogenesis by providing conditions for colonization of living cells on the surface of the material. It was proved the possible to contact the coexistence of bone and implants of biomorphic silicon carbide with no signs of rejection or its delimitation. Analyzing results of SEM revealed bone adaptation and bone restructuring in the presence of silicon carbide and its germination pores close fit to the material to its surface.

Метою дослідження було вивчення взаємодії експериментальних зразків біоморфної кераміки на основі карбіду кремнію з кістковою тканиною за даними скануючої електронної мікроскопії. Для досягнення цієї мети лабораторним тваринам (20 щурів) здійснили імплантацію зразків досліджуваного матеріалу в нижній щелепі кісткової тканини. Тварини були видалені з експерименту на 7, 30 і 90 день після початку експерименту з подальшим дослідженням поверхні матеріалу і площі його контакту з кістковою тканиною.

На підставі цих результатів було встановлено, що мікроархітектоніка дослідженої кераміки сприяє процесу репаративного остеогенезу, забезпечуючи умови для колонізації живих клітин на поверхні матеріалу. Це підтверджує можливість зв’язуючого співіснування кістки та імплантатів біоморфного карбіду кремнію без ознак відторгнення або його делімітації. Аналіз результатів CEM показав, що має місце адаптація кісткової тканини і реструктуризація кістки в присутності карбіду кремнію, проростання тканини в пори та щільне прилягання до поверхні матеріалу.

Целью исследования было изучить взаимодействие экспериментальных образцов биоморфной керамики на основе карбида кремния с костной тканью с помощью сканирующего электронного микроскопа. Для достижения этой цели лабораторным животным (20 крыс) проводили имплантацию образцов исследуемого материала в нижней челюсти костной ткани. Животные выводились из эксперимента через 7, 30 и 90 дней после начала эксперимента с последующим исследованием поверхности материала и площади его контакта с костной тканью.

На основании этих результатов было установлено, что микроархитектоника исследуемой керамики содействует процессу репаративного остеогенеза, обеспечивая условия для колонизации живых клеток на поверхности материала. Это подтверждается возможностью контактного сосуществования кости и имплантатов биоморфного карбида кремния без признаков отторжения или его делимитации. Анализ результатов СЭМ показал, что имеет место адаптация костной ткани и реструктуризация кости в присутствии карбида кремния, прорастание ткани в поры и плотное прилегание к поверхности материала.