Вплив легування La³⁺ на структуру та властивості композиційних біоматеріалів на основі біогенного гідроксиапатиту

Abstract

Отримано біоактивний композиційний матеріал біогенний гідроксиапатит—скло (вміст скла 50% (мас.)), легований La³⁺ у кількості 5—15% (мас). Встановлено, що введення добавки La³⁺ сприяє структуроутворенню при спіканні композитів, підвищуючи в 'язкість скломаси та зменшуючи спінення, яке є характерним для одностадійного методу отримання композитів, хоча й призводить до утворення вторинних фаз при спіканні внаслідок взаємодії кристалічної та аморфної складових. Легуюча добавка збільшує пористість композиційних матеріалів біогенний гідроксиапатит—скло до 68%, однак матеріал з переважно відкритою пористістю вдається отримати лише при 600 °С. Міцність при стисканні легованих La³⁺ композитів становить 27—59 МПа та є близькою до міцності губчастої кістки. Біорозчинність композиційних матеріалів залежить від модельного середовища, кількості легуючої добавки та температури спікання.

Получен биоактивный композиционный материал биогенный гидроксиапатит— стекло (содержание стекла 50% (мае.)), легированный La³⁺ в количестве 5— 15% (мае). Установлено, что введение La³⁺ положительно влияет на структурообразование при спекании композитов, повышая вязкость стекломассы и уменьшая вспенивание, которое является характерным для одностадийного метода получения композитов, хотя и приводит к образованию вторичных фаз при спекании в результате взаимодействия кристаллической и аморфной составляющих. Легирующая добавка увеличивает пористость композиционных материалов биогенный гидроксиапатит—стекло до 68%, однако материал с преобладающей открытой пористостью удаётся получить лишь при 600 °С. Прочность при сжатии легированных La³⁺ композитов составляет 27—59 МПа и является близкой к прочности губчатой кости. Биорастворимость композиционных материалов зависит от модельной среды, количества легирующей добавки и температуры спекания.

Bioactive composite materials biogenic hydroxyapatite /glass (50% (wt.) of glass) doped with La³⁺ in the amount of 5—15% (wt) have been prepared. It was established that introduction of La³⁺ additive positive influenced on the process of structure formation during sintering of composites, increasing the viscosity of the glass and reducing foaming that is typical for one-stage method of composite preparation. But introduction of La³⁺ leads the formation of secondary phases during sintering due to the interaction of crystalline and amorphous components. Doped component increases the porosity of composite materials biogenic hydroxyapatite/glass up to 68%, but material with predominantly open porosity can be obtained only at 600 ° С Compressive strength of composites doped La³⁺ is 27—59 MPa and is close to the strength ofcancellous bone. Biosolubility of composite materials depends on modeling fluid, amount of doped additive and sintering temperature.