Типы трансплантатов
•Аутотрансплантаты. Аллотрансплантаты. Ксенотрансплантаты.
•Аутотрансплантация — пересадка ткани в пределах одного организма — почти всегда проходит успешно. Свойство аутотрансплантатов легко приживаться применяют при лечении ожогов — на поражённые участки тела проводят пересадку собственной кожи. Практически всегда приживаются и сингенные трансплантаты — ткани, генетически близкородственные донорские (например, полученные от однояйцовых близнецов).
•Аллогенные трансплантаты (аллотрансплантаты; ткани, пересаженные от одной особи другой генетически чужеродной особи того же вида),
•Ксеногенные трансплантаты (ксенотрансплантаты; ткани, пересаженные от особи другого вида) обычно подвергаются отторжению.
14
Со временем фосфаты кальция должны полностью рассосаться и замениться новой костной тканью. Это - идеальный тип искусственного имплантата, поскольку в этом случае проблемы прочности и биосовместимости не возникают
вообще. |
|
|
|
|
Трудность |
состоит в |
том, |
что |
при |
“рассасывании” в кровь, лимфу и тканевые жидкости переходят большие количества ионов кальция и фосфора.
Неизвестно, каким образом это может повлиять
на организм в целом. |
15 |
Перспективный |
материал |
– |
поверхностно-активная |
керамика |
|
(специальные стекла и стеклокерамика),
образующая химические связи с тканями организма. Основной компонент в ней – оксид кремния, но, кроме него, обязательно должны присутствовать оксиды натрия,
кальция и фосфора.
16
Преимущество подобной керамики не только в высокой механической прочности (нет пор, и все химические реакции происходят только на поверхности), но и в возможности нанести ее на
поверхность других биоматериалов. В результате
получается двухслойный продукт (например,
металл-стекло), обладающий высокой прочностью и биоактивной поверхностью. Кроме того, можно приготовить стекла с различной степенью
биоактивности.
17
Механические свойства керамики и стекол опререляют из экспериментов
Испытание керамики на изгиб
|
|
|
|
Трехточечный изгиб |
|
Четырехточечный изгиб |
|
стержня |
|
стержня |
18 |
|
|
|
Таблица 8.3
Значения прочности на изгиб и модуля нормальной упругости высокофосфатной стеклокерамики в сравнении с природными и искусственными материалами
№ |
|
Вид материала |
Механические свойства |
|
п/ |
|
|
материала |
|
п |
|
|
|
|
|
|
Прочность на |
Модуль |
|
|
|
|
||
|
|
|
изгиб, |
нормальной |
|
|
|
МПа |
упругости, ГПа |
|
|
|
|
|
1 |
Кость |
60-100 |
5-15 |
|
|
|
|
|
|
2 |
ГА керамика |
100 |
- |
|
|
|
|
|
|
3 |
P2O5 |
- TiO2 -СаО |
33 |
49 |
4 |
P2O5 |
- TiO2 -СаО+ГА |
19 |
17 |
5 |
P2O5 |
- TiO2 -СаО - Nb2O5-+ГА |
72 |
76 |
|
|
|
|
|
6 |
P2O5-SiO2-CaO-Nb2O5- AI2O3 |
22 |
28 |
|
7 |
Корундовая керамика (Al2O3) |
130 |
400 |
|
19
Апатит-волластонитовая стеклокерамика A/W содержит 38 вес. %, гидроксиапатит (ГА), 34 - волластонита и 28 остаточной стеклянной фазы.
В состав остаточной стеклянной фазы входят
MgO – 16,6, CaO – 24,2 и SiO2 – 59,2 вес. %.
На фото игольчатой структуры, увеличение х1700.
Волластонит - природный силикат кальция с химической формулой CaSiO3, имеет игольчатую структуру кристаллов, при раскалывании которых образуются зерна игольчатой формы. Волластонит не растворяется в воде и органических растворителях, но взаимодействует с соляной кислотой. Используется в качестве микроармирующего наполнителя.
В производстве керамики применение волластонита увеличивает прочность изделий, уменьшает воздушную и огневую усадку, дефектообразование на поверхности, является эффективным источником кальция.
20
Стеклокерамика A/W (апатит-волластонитовая)
от названий кристаллических фаз, и коммерческого называния Cerabone® A–W.
Стеклокерамика может обрабатываться в сложные формы алмазными инструментами.
A/W стеклокерамика обрабатывается в виде
искусственных позвонков, межпозвоночных дисков,
спинальных шайб и шурупов.
21
Таблица 8.4
Механические свойства A/W стеклокерамики
Плотность , (кг/м3) |
|
|
3070 |
Прочность на изгиб и , (МПа) |
215 |
||
Предел прочности на сжатие сж , |
1080 |
||
(МПа) |
|
|
|
|
|
||
Модуль нормальной упругости Е, |
118 |
||
(ГПа) |
|
|
|
|
|
||
Твердость по Виккерсу (HV), МПа |
680 |
||
|
|
|
|
Вязкость разрушения К |
Iс |
,(МПа м1/2) |
2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
22
Прочность на изгиб A/W стеклокерамики (215 МПа) почти вдвое больше, чем у плотного спеченного ГА (115 МПа) и больше, чем у кортикальной кости человека (160 МПа). Высокая прочность на изгиб А/W стеклокерамики обязана кристаллизации волластонита и апатита.
А/W стеклокерамика имеет вязкость разрушения
2.0 (МПа м1/2).
A/W стеклокерамика имеет шероховатую поверхность разлома. Это означает, что волластонит эффективно предотвращает прямолинейное распространение трещин, заставляя их поворачиваться или ветвиться.
_________________________
Кость состоит из кортикальной (сплошной) и губчатой
(трабекулярной) типов ткани.
23