автореферат диссертации по химической технологии, 05.17.06, диссертация на тему:Композиционные материалы на основе биоразлагаемых полимеров для имплантатов в челюстно-лицевой хирургии

На правах рукописи

СОЛОВЬЕВА ВЕРА АЛЕКСАНДРОВНА

КОМПОЗИЦИОННЫЕ МАТЕРИАЛЫ НА ОСНОВЕ БИОРАЗЛАГАЕМЫХ ПОЛИМЕРОВ ДЛЯ ИМПЛАНТАТОВ В ЧЕЛЮСТНО-ЛИЦЕВОЙ ХИРУРГ ИИ

05.17.06 - Технология и переработка полимеров и композитов

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой степени кандидата химических наук

Москва 2005 г.

Работа выполнена в лаборатории наполненных полимерных систем ИНЭОС им. А.Н.Несмеянова РАН и на кафедре технологии переработки пластических масс РХТУ им. Д.И. Менделеева

Научный руководитель: доктор химических наук,

профессор Краснов Александр Петрович

Официальные оппонента: доктор химических наук,

профессор Штильман Михаил Исаакович

доктор химических наук, профессор Ямсков Игорь Александрович

Ведущая организация: Институт органической химии им. Н.Д. Зелинского РАН

Защита диссертации состоится _2005 г. на заседании

диссертационного совета Д 212.204.01 в РХТУ им. Д.И.Менделеева (125047, г.

Москва, Миусская пл., д. 9) в конференц-зале в_часов.

С диссертацией можно ознакомиться в Научно-информационном центре РХТУ

имени Д.И. Менделеева.

Автореферат диссертации разослан_2005 г.

Ученый секретарь диссертационного совета Д 212.204.01

Клабукова Л.Ф.

Общая характеристика работы

Актуальность темы. Основной особенностью традиционных материалов, используемых сегодня для восстановления функций костных тканей (металлы и их сплавы, биостекла, керамика, акриловые пластмассы), является биостабильносгь -недеградируемость в живом организме. Это обеспечивает биосовместимость имплантатов, однако в детской челюстно-лицевой хирургии приводит к необходимости повторного оперативного вмешательства.

Биодеградируемые натуральные и синтетические материалы деструктируют на нетоксичные вещества, выводимые из организма естественным путем, на месте имплантата происходит регенерация костной ткани. Задача использования биоразлагаемых полимеров в качестве конструкционных материалов особенно сложна для решения проблемы регенерации крупных участков костной ткани. В этом случае трудно сохранить эксплуатационные характеристики массивных имплантатов вследствие биогидролиза полимера в организме.

Материал, предназначенный для регенерации поврежденной или отсутствующей костной ткани, должен отвечать многочисленным требованиям и представлять собой нетоксичный, биосовместимый и биоразлагаемый полимер с регулируемой скоростью деградации, обеспечивающей одновременную регенерацию костной ткани. Сложный комплекс требований пе позволил до сего времени провести успешные исследования в этом направлении. Наибольший интерес при изучении этой проблемы представляют минерал-полимерные композиты. Использование гидроксиапатита (ГАП) является известным способом улучшения остеоинтеграционных свойств и биостабильности имплантатов.

В диссертации представлен способ регулирования процессов деградации и остеоинтеграции путем формирования пористых минерал-полимерных систем на основе полилактида (ПЛ) и ГАП.

Цель работы заключается в разработке биодеградируемого материала с требуемым комплексом биологических и физико-механических характеристик, обеспечивающим изготовление имплантатов для регенерации костной ткани.

Научная новизна работы. Впервые проведены систематические исследования по созданию биодеградируемых конструкционных наполненных ГАП материалов на основе полилактида и полилактогликолида с целью получения имплантатов для устранения дефектов костной ткани (проблема регенерации костной ткани).

Проведены исследования свойств полилактида различной структуры (Ь, Б конфигурации, мезоформы), полилактогликолида (ПЛГЛ), поликапролактона (ПКЛ) и полигидроксибутирата (ПГБ) с целью использования в качестве связующих разрабатываемых наполненных материалов. Обоснован выбор полилактида БЬ и полилактогликолида в качестве основных объектов исследования, показавших оптимальные физико-механические и технологические свойства.

Впервые показан вклад процесса эрозии в биодеградацию минерал-полимерных систем (ПЛ+ГАП, ПЛГЛ+ГАП). Их распад при гидролизе проходит через стадию набухания полимера и усиливается в связи с диффузией жидких щелочных и биологических сред по микропорам в глубину образца. Показано, что появление значительных количеств молочной кислоты в имплантируемой зоне затрудняет остеоинтеграционные процессы.

Впервые исследован процесс регулируемого порообразования наполненных ГАП полилактида и полилактогликолида в присутствии растворителя в зависимости от его количества, содержания наполнителя и температуры.

Практическая значимость работы состоит в разработке композиционных биодеградируемых материалов на основе полилактида и полилактогликолида, наполненных полидисперсным гидроксиапатитом, с целью изготовления имплантатов для регенерации костной ткани. Создана лабораторная технология получения материала и монолитных изделий из биодеградируемых композитов, включающая криоизмельченис связующих. Разработана методика изготовления имплаптатов различной формы и размеров методами компрессионного и литьевого прессования. Полученные монолитные материалы испытаны с положительным результатом в качестве имплантатов на животных. Показано преимущество разработанных минерал-полимерных материалов по сравнению с имплантатами из ненаполненных биоразлагаемых полимеров.

Разработана лабораторная методика получения пористых композиционных биодеградируемых материалов, наполненных гидроксиапатитом. Использование температурно-регулируемого порообразования в процессе вспенивания позволяет получить пористые биодеградируемые изделия сложной заданной формы.

Публикации и апробация работы. Содержание диссертации изложено в 5 статьях и тезисах 3 докладов. Результаты работы были представлены на Всероссийской конференции «Современные проблемы химии высокомолекулярных

соединений' высокоэффективные процессы синтеза природных и синтетических полимеров и материалов на их основе» (Улан-Удэ, 2002). IV Международной конференции «Полимерные композиты, покрытия, пленки» (Гомель, 2003) и International Conference dedicated to 50th Anniversar)' of A.N.Nesmeyanov Institute of Organoelement Compounds (Moscow, 2005).

Объем и структура работы. Диссертация изложена на _страницах и

включает введение, обзор литературы, экспериментальную часть, результаты и их обсуждение, выводы и список используемой литературы.

Основное содержание работы. Введение содержит обоснование актуальности исследования, определение его цели, научной новизны и практической значимости.

Обзор литературы посвящен анализу работ, в которых рассмотрены особенности изготовления имплантатов из биодеградируемых материалов и их свойства. Особое внимание уделено получению наполненных композиций, изучению влияния гидролиза на массу, форму и свойства имплантатов. а также формированию пористых структур.

В качестве объектов исследования были выбраны биоразлагаемые полимеры: полилактид различного типа. полилактогликолид, поликапролактон, полигидроксибутират и наполнитель - гидроксиапатит различной степени дисперсности.

Экспериментальная часть содержит описание характеристик основных

материалов и веществ, использованных в работе, и методов исследования полученных материалов (рентгенофотоэлектронный анализ, масс-спектрометрия. сканирующая электронная микроскопия, термомеханические и физико-механические испытания, определение степени гидролиза полимера)

Исследование биоразлагаемых полимеров с целью их использования в качестве связующих имплантатов для реконструкции костной ткани.

С целью определения наиболее перспективных потимеров для использования в качестве связующих биодеградируемых наполненных ма1ериалов было проведено исследование свойств полилактида различной структуры (L, D конфигурации, мезоформы) и полилактогликолида (табл. 1).

Проведены термомеханические и физико-механические испытания, исследованы молекулярно-массовые характеристики, степень кристалличности полимеров (включая кристаллические поликапролактон и полигидроксибутират).

Таблица 1. Свойства биоразлагаемых полимеров.

Полимер Молекулярная масса (Млу) Структура ^переработки Период полной деградации, год

Полилактид(Ь) 400 000 кристалл. 190 3-5

Полил актид (ЬЛЭЬ-70/30) 370 000 частично кристалл. 180 2-3

ПолилактидфЬ) 50 000 аморфная 100 1,5-2

Полилакгогликолид (7525 ЭЬ) 75 000 аморфная 105 1-3

Показана оптимальность использования в качестве связующих аморфных полимеров - полилактида^Ц и полилактогликолида(ОЬ) (рис. 1, табл. 2).

Эти полимеры (ПЛ и ПЛГЛ) обладают значительно более высокими значениями плотности, прочности и низкими температурами стеклования, (табл. 2). Ряд физико-

механических показателей

исходного позволяет его в

ПКЛ не использовать имплантатах

40

80

сложной формы. Однако, высокие физико-

механические и

технологические свойства композиций ПКЛ с целлюлозой позволили 240 разработать армированные материалы, которые были успешно испытаны как фиксирующие изделия в ветеринарии.

Для использования биодеградируемых полимеров в биомедицине особое значение имеет молекулярная масса, поскольку известно, что прочное 1Ь возрастает при больших значениях молек\ 1ярной массы, а деградируемость полимеров резко ухудшается. Для исследования были использованы две партии полилактида-ОЬ с различной молекулярной массой - 50 ООО и 37 ООО.

120 160 200 Т,°С

Рис.1. Термомеханические кривые биоразлагаемых полимеров 1 -ПКЛ. 2-ПЛ(ОЬ). 3-ПЛГЛ, 4-ПГБ, 5-ПЛ(ШЬ), 6-ПЛ I

Таблица 2 Физико-механические свойства биоразлагаемых полимеров и материалов.

Образец Р. г/см3 ^изг, МПа угол изгиба," Твердость, Нв, кг/мм2 Е, ГПа

ПЛ(Ш.) исх. 1,25 90,0 32,0 11,5 4,2

30%ГАП 1,69 80,4 26,0 13,6 -

ПЛГЛ (7525 Ш<) исх. 1,28 98,0 35,0 11,0

30%ГАП 1,53 51,0 23,0 13,0 --

ПКЛ исх. 1,12 26,0 45,0 5,4

30%ГАП 1,42 24.5 35,0 8,6 -

ПГБ исх. 1,23 31,0 21,0 7,0 2,5

30%ГАП 1,6 30.2 30,2 9,56 -

Различия в свойствах двух исследованных партий полилактида (ПЛ-1, из которого были изготовлены образцы изделий для испытания на животных и ПЛ-2), влияют и на комплекс характеристик наполненного гидроксиапатитом полимера (табл. 3). Термомеханические испытания показали, что ПЛ-2, наполненный 30% ГАП, характеризуется более низкой температурой течения и, в то же время, потерей способности к течению выше 80-90°С, что может быть связано с резко ускоряющимися процессами структурообразования.

Табтица 3 Физико-механические показатели полилактида и композитов

Образец Е, ГПа | 0„,г. МПа угол изгиба.0 Нв, кг/мм

ПЛ-1 (М\\ - 50 000) 4.2 90.0 32 11.5

ПЛ-2 (М\* = 37 000) 4,4 101,7 28 11,0

ПЛ-1 ~30%1 АН 4,5 , 80,4 26 13,6

ПЛ-2 -( 30% ГАП 6,4 ! 74,7 25 12,5

Для улучшения остеоинтеграционных свойств имплантатов были получены полимер-минеральные композиты с различным содержанием ГАП. Показано, что молекулярная масса влияет на физико-механические свойства наполненных ПЛ более существенно, чем в ненаполненных образцах (табл.3).

Биомедипинское направление использования материалов в значительной степени определяло и выбор технологии получения монолитных образцов, которая включала этап криоизмельчения В начале технологического процесса проводилось криоизмельчение гранил полилактида со средней молекулярной массой 50000, при этом молекулярная масса снижалась до 47600. Наиболее критичной является стадия

прессования наполненных гидроксиапатитом образцов, где происходит более заметное снижение молекулярной массы с 47600 до 37000.

Влияние дисперсности гидроксиапатита на свойства биодеградируемых

композитов.

На процесс деградации изделий из наполненных материалов, содержащих биосовместимый наполнитель ГАП, может оказывать значительное влияние состав и строение поверхностных слоев (табл. 4). Для исследования поверхности композитов использовали метод РФЭС. В наполненном изделии (20-30% ГАП) на основе ПЛ химический состав поверхности слабо зависит от содержания наполнителя, практически вся поверхность покрыта полимерной пленкой, что определяется по незначительному содержанию кальция в спектрах РФЭС.

Таблица 4. Химический состав поверхности отпрессованных образцов (РФЭС).

Группа Содержание, % ат.

ПЛисх. ПЛ+20%ГАП ПЛ+30%ГАП

С(0)0 8.19 12 10,5

СО 8.207 12 10,5

ССО 8.206 12 10,5

Са2р - 0,3 0,4

Результаты (табл.4) свидетельствуют о сохранении стехиометрического соотношения между функциональными группами молекулы полилактида в образцах, что подтверждает достаточно высокую стабильность макромолекул в условиях криоизмельчения, подготовки, смешения и прессования изделий из наполненного полилактида.

В работе исследовали влияние степени наполнения гидроксиапатитом от 20 до 40 %масс. на свойства композитов. Были использованы ГАП полидисперсный (д) с размером основной фракции 1-20 мкм, моноди^персный (мд) с размером около 40 мкм и ультрадисперсный (уд) с размером менее 1 мкм.

Таблица 5. Плотность образцов исходного и наполненного полилактида.

Образец Плотность, г/см3

20% 30% 40%

ПЛ- 1 1,25

ПЛ+ГАП(д) 1,40 1,53 1,66

ПЛ+ГАЩмд) 1,36 1,42 1,44

ПЛ + ГАП(уд) 1,37 1,49 1,65

Данные таблицы 5 и рисунка 2 свидетельствуют о снижении физико-механических свойств и плотности композитов в ряду ГАП(д) > ГАП(уд) > ГАН(мд)

Гидрофильность поверхности имплантата при смачивании водой является одним из основных показателей, благоприятно влияющих на биосовместимость импланлагов m vivo. Свойства поверхности исследовали с помощью методики

определения краевого угла

240 200 160 Н

—-___

—е--

аз

ГАП, %масс.

Рис. 2. Зависимость предела прочности при изгибе (Г, 2', 3') и твердости (1,2, 3) полилактида от типа ГАП: 1.1'-ПЛ^ГАП(д). 2,2'-ПЛ+ГАП(уд), 3,3'-ПЛ^ГАП(мд)

2 4 6 8 1 продолжительность, мин

Рис. 3. Измерение краевого угла смачивания композита ПЛ+ГАП (1-ПЛ, 2-20% ГАП(д), 3-30% ГАП(д), 4-40% ГАЩд), 5-20% ГАП(мд). 6-30% ГАП(мд)

смачивания (рис 3) Наблюдение за смачиванием поверхности в течение 8-10 мин. (в отличие от стандартной методики) позволило установить, что изменение краевого угла смачивания ПЛ+ГАП(д) определяется процессом диффузии воды в массу материала.

Создание микропористой структуры в полилактиде, наполненном полидисперсным гидроксиапатитом, является важным результатом, поскольку реализуется возможность непосредственного контакта биосреды с частицами гидроксиапатита в массе образца. Характер микропористости зависит от типа и количества ГАП и наиболее

резко проявляется при наполнении монодисперсным гидроксиапатитом. В образцах, наполненных 30 и 40% ГАП(мд), резко усиливается эффект "всасывания" жидкости но сравнению с полидисперсным ГА11.

Таким образом, формируется структура образцов полилактида наполненных ГАП(мд), обладающая значительной пористостью, пониженной плотностью, меньшей прочностью и твердостью изделия.

На рисунке 4 приведены термомеханические свойства образцов, в которых степень наполнения биодеградируемых полимеров изменялась от 20% до 60%(масс.).

Показано, что температура перехода в вязко-текучее состояние почти не зависих от степени наполнения и сохраняется близкой к температуре тела человека. Это является важным показателем для

имплантатов, контактирующих с костной тканью.

90 120 150 Т, °С

Рис. 4. Термомеханические кривые. 1-ПЛ, 2-ПЛ+20%ГАП, 3-ПЛ+30%ГАП, 4—ПЛ+40%ГАП, 5-ПЛ+50%ГАП, 6-ПЛ+60%ГАП

-а- 2

-ж-5

Исследование влияния гидролитического разложения на свойства биодеградируемых имплантатов

Поведение в процессе гидролиза является одним из основных показателей возможного использования полимерных материалов в качестве деградируемых имплантатов. Было исследовано три этапа гидролиза: 5-10, 10-20, 20-30 суток. Для увеличения площади контакта со средой предварительно исследовали диски (0 = 20 мм, Ь = 1 мм) из ПЛ наполненного ГАП(д). На дисках была обнаружена стадия набухания деградируемых образцов при гидролизе слабощелочным раствором. В дальнейшем было проведено комплексное исследование влияния гидролиза на

цилиндрические образцы (0 = 3 мм, Ь = 4 мм) с одновременным измерением массы и размеров (рис. 5, 6).

продолжительность, сут. продолжительность, сут.

Рис. 5. Изменение массы цилиндрических Рис.6. Изменение высоты цилиндрических

образцов ПЛ+ГАЩд) в условиях гидролиза образцов ПЛ+ГАП(д) в условиях гидролиза

при 40°С. 1-ТТЛ, 2-ПЛГЛ, 3-ШТ+ГАП, при40°С. 1-ПЛ, 2-ПЛГЛ, 3-1ТЛ+ГАП,

4-ПЛГЛ+ГАП 4-ПЛГЛ+ГАП

В цилиндрических образцах уже на первых этапах (5-10 суток) гидролиза развиваются и конкурируют два процесса: набухание (увеличение размеров, привес) и потеря массы (эрозия, деградация).

По данным РФЭС поверхностный слой практически не содержит наполнителя, и, вероятно, уже на первом этапе подвергается активным гидролитическим процессам с потерей массы. Увеличение, а не ожидаемое уменьшение размеров образцов на первых этапах гидролиза, следует учитывать при дальнейшей работе по созданию имплантатов, поскольку это требует внесения корректив в конструкцию эндопротезов.

На последнем этапе исследования (20-30 суток) потеря массы сопровождается значительным изменением размеров, что свидетельствует об активной диффузии гидролитической жидкости на значительную глубину Наиболее активно процессы набухания и потери массы протекают в наполненных образцах. Вероятно, это связано с тем, что введение наполнителя создает в образцах дополнительную микроаористость за счет агломерации частиц ГАП, обладающих высокой свободной поверхностной энергией.

Наполнение полилактида ультрадисперсным ГАП придает образцу некоторые особенности, наиболее существенной из которых является резко возросшая интенсивность процесса гидролиза. Так за 15 суток ПЛ+ГАП(д) теряет около 2 % массы, а ПЛ+ГАЩуд) - около 8 %.

а) б)

Рис. 8. Электронные микрофотографии а) ПЛ+ГАП(д), б) ПЛ+ГАП(уд) При исследовании характера гидролиза наполненных образцов показано (рис. 8), что в образце ПЛ+ГАП(д) наблюдается четко выраженная эрозия с отделением крупных частиц композита. В случае ГАП(уд) эрозия выражена значительно слабее, чему способствуют микропоры, образующиеся при введении ультрадисперсного наполнителя.

Таблица 6. Исследование поверхности образца ПЛ+ГАП(д) после гидролиза.

Продолжительность гидролиза, сутки 10 15 1

Содержание Са2р, % ат. 0,4 1,9 2,17 |

Содержание ГАП на поверхности образцов оценивалось методом РФЭС-анализа по количеству кальция (табл. 6). В течение 15 суток гидролиза содержание гидроксиапатита увеличивается в 5 раз вследствие растворения полимера и высвобождения «каркаса» из гидроксиапатита Это определяет большую стабильность композитов.

»«еяоа. ИМШИВШГ

Рис. 9. Схема введения имплантата в костную ткань.

При проведении исследований in vivo образцы

исходного и наполненного полилактида, полилактогликолида

были имплантированы в дистальные эпифизы бедренной кости

j ^ костное ложе крыс, i В I»; /

Сравнительный анализ показывает, что общим "V- -У^ эффектом на первых этапах гидролиза щелочным раствором и

в условиях имплантирования образцов в костную ткань является деградация поверхностного слоя, приводящая к потере массы и деформации образцов. Процесс

набухания, обнаруженный при гидролизе, в костной ткани привел к часшчному "выпадению" имплаптатов из костного ложа. В отличие от щелочного гидролиза, в случае in vivo взаимодействуют три объекта - имплантат, костное ложе и периостальная поверхность (рис. 9). В этом случае важную роль в процессах остеоинтеграции играют продукты, образующиеся в промежуточных слоях между имплантатом и костной тканью, и, в первую очередь, молочная кислота.

Важно отметить, что лучшие результаты при операциях на животных получены на наполненных ГАП композитах. Наиболее устойчивым является материал из полилактида, в несколько меньшей степени - из полилактогликолида, наполненный ГАП(д).

Исследование терморегулируемого порообразования биодеградируемых

При решении проблемы реконструкции кости в детской челюстно-лицевой хирургии особые надежды возлагаются на биодеградируемые поропласгы, позволяющие активизировать процессы остеоинтеграции.

Направление исследований этой части работы заключалось в создании лабораторной технологии получения пористых био-деградируемых изделий заданной сложной формы, непосредственно в процессе регулируемого вспенивания. Для этого была разработана методика температурно-регулируемого порообразования, где роль вспенивающего агента играет растворитель, специально вводимый в композицию.

Исследована зависимость вспенивания образцов от количества растворителя (метиленхлорида) и температуры опыта (рис. 10). Показано, что порообразование начинается у ПЛ в интервале температур 40-45°С, у ПЛГЛ при 35-40°С, что, вероятно, обусловлено его более низкой температурой стеклования.

полимеров

Т,°С

Рис. 10. Зависимость изменения высоты образца от

содержания растворителя (СН^СЬ). 1-ПЛ+50% СН2С12,2-ПЛ - 30% СН2СЬ, 3-ПЛГЛ+30% СИ2СЬ

При количества системе.

увеличении растворителя в интенсивность

25 35 45 55 65 75 85 95 Т,°С

Рис. 11. Зависимость изменения высота образца от содержания гидроксиапатита. 1-ПЛ. 2-НЛ-|-20%ГАП. 3-ПЛ+30%ГАП, 4-ГЦИ-40%ГАП

порообразования возрастает: при введении 50% метиленхлорида порообразование ПЛ начинается в интервале 30-35°С. Введение наполнителя стабилизирует процесс порообразования и в композициях с большим количеством ГАП (40%) оно происходит менее интенсивно (рис.11).

На электронных микрофотографиях (рис. 12) приведены сколы полученных поропластов.

а) б)

Рис. 12. Электронные микрофотографии сколов пористых образцов, (а) IUI, б) ПЛ+30%ГАП)

На снимках образца из ПЛ видны крупные (от 100 до 1000 мкм) поры Введение дисперсного наполнителя приводит к некоторому уменьшению размера пор (от 70 до 400 мкм), в которых ГАП распределен более равномерно, чем в монолитных образцах.

Разработанная методика обеспечивает получение пористых изделий из порошкообразной композиции. Наиболее высокие значения прочности на изгиб получены при 30% ГАП и 50% растворителя. Введение 40% ГАП резко снижает прочность, что связано с большей хрупкостью образца, а 30% растворителя

недостаточно для придания исходной композиции

необходимой консистенции.

На рисунке 13 показано изменение массы образцов от их строения при гидролизе. В отличие от монолитных, в пористых образцах потеря массы выше в случае чистых полимеров, что определяется преобладанием процесса деградации над набуханием. Это обусловлено, вероятно, повышением интенсивности деградации из-за легкого проникновения раствора внутрь образцов по образовавшимся крупным открытым порам. Введение ГАП стабилизирует процесс, не наблюдается резкого изменения формы образцов (рис. 14).

продолжительность, сут. Рис. 13. Зависимость потери массы образца от продолжительности гидролиза. 1-ПЛ мон., 2-ПЛ пор., 3-ПЛ+ГАП(д) мои., 4-ПЛ+ГАП(д) пор.

Рис. 14. Скол пористого образца ПЛ+ГАЩд) после гидролиза (16 суток, 40 °С) Причина этого обусловлена, вероятно, тем, что в пористых композитах ГАП более равномерно распределен в ориентированных пленках, окружающих поры

(рис.12 б) Процесс деградации идет медленнее, чем в ненаполненных образцах, что было отмечено и при испытании на животных.

Подобная роль наполнителя подтверждается и исследованием влияния количества ГАП на процесс гидролиза, где его увеличение уменьшает потерю массы (рис. 15).

В пористых композитах с ультрадисперсным ГАП(уд) гидролиз идет значительно более интенсивно. Методом электронной

микроскопии установлено, что в отличие от материалов с ГАП(д) эти образцы имеют не только крупнопорисгую структуру, но и в пленках, ограничивающих крупные ячейки образуется мелкоячеистая пористая структура. Это резко увеличивает площадь возможного контакта гидролитической жидкости и полимера.

продолжительность, суг. Рис. 15. Зависимость потери массы образца от

продолжительности гидролиза 1-ПЛ пор., 2-ПЛ+20%ГАП, 3-ПЛ+30%ГАП, 4-ПЛ+40%ГАП

Рис. 16. Электронная микрофотография пористого образца ПЛ+ГАП(уд) В МГМСУ проведены испытания разработанных монолитных имплантатов на животных. В результате испытаний было достигнуто частичное восстановление утраченной костной ткани. Показано преимущество ГАП-наполненных образцов, они обеспечивают высокие начальные показатели прочности и постепенный процесс

регенерации кости со стороны сохранившейся костной ткани, что делает их перспективными для применения в черепно-лицевой хирургии.

Выводы

1. Разработаны биодеградируемые материалы на основе полилактида и полилактогликолида, наполненные гидроксиапатитом. Получены монолитные имплантаты, обладающие необходимым комплексом физико-механических и физико-химических свойств, показавшие положительные результаты при регенерации костной ткани животных, перспективные для применения в клинической практике.

2. Исследовано влияние свойств стереорегулярного полилактида на физико-механические и термомеханические свойства материала. Показана перспективность использования аморфных полимеров: полилактида(БЪ) и полилактогликолида(7525 БЬ), в качестве связующих наполненных ГАП материалов, обладающих высоким комплексом физико-механических свойств (сти31 = 80 МПа, Нв = 14 кг/мм2) и технологичностью.

3. Определен гранулометрический состав гидроксиапатита (1-20 мкм), обеспечивающий высокие технологические, физико-механические и термомеханические свойства биодеградируемых композитов. Впервые обнаружено образование микропор в массе композита, создающее капиллярный эффект "всасывания" жидкости в поверхность.

4. Исследовано влияние начальных этапов процесса гидролиза в слабощелочном растворе и при введении в костную ткань на свойства имплантатов. Была выделена стадия набухания, приводящая к значительному увеличению размеров образцов, одновременно с протеканием процесса деградации, что необходимо учитывать при конструировании имплантатов.

5. Разработана лабораторная методика, позволяющая проводить регулируемое порообразование как ненаполненных, так и наполненных ГАП полимеров, с целью получения биодеградируемых изделий сложной формы.

6. Полученные биодеградируемые монолитные материалы простой и сложной формы использованы в МГМСУ в качестве имплантатов для регенерации костной ткани животных (крыс, собак) с положительным резуль татом.

7. Разработанный материал на основе поликапролактона и целлюлозы с успехом опробован на животных для фиксации частей костного скелета при переломах.

Основные результаты диссертации изложены в следующих работах:

1. Бондаренко В.А., Краснов А.П., Афоничева О.В., Холодов С.В., Клабукова Л.Ф. Физико-механические свойства полилактида, наполненного гидроксиапатитом. // Сб. докладов Всероссийской конференции с международным участием «Современные проблемы химии высокомолекулярных соединений: высокоэффективные и экологически безопасные процессы синтеза природных и синтетических полимеров и материалов на их основе», Улан-Удэ, 20-27 августа 2002 г. - С. 98.

2. Краснов А.П., Бондаренко В.А., Клабукова Л.Ф., Попов В.К., Воложин А.И., Афоничева О.В., Глухан E.H., Жарков A.B. Полилактид наполненный гидроксиапатитом, физико-механические свойства и анализ поверхности. // Пластмассы, № 12, 2003. - С. 35-38

3 Краснов А.П., Бондаренко В.А., Воложин А.И., и др. Свойства композитов биорезорбируемого полимера - полилактида для имплантации в костную ткань. // В кн.: Биомедицинскис технологии / Труды НИЦ БМТ ВИЛАР. - 2004, вып. 7. - М. -С. 105-116

4. Краснов А.П, Соловьева В.А., Клабукова Л.Ф. Влияние различных типов гидроксиапатита на свойства наполненных изделий из полилактида. // Успехи в химии и химической технолоши: Сб. научн. тр. Т. XVII, № 4(29). - М.. РХТУ им. Д.И.Менделеева, 2003. - С. 86-92

5. Solovieva V.A., Krasnov А.Р., Klabukova L.F. Influence of molecular weight distributions on the properties of mineral-polymeric systems. // Book of abstracts International Conference dedicated to 50th Anniversary of A.N.Nesmeyanov Institute of Organoelement Compounds. - M. 2004. - P. 87

6. Соловьева B.A., Краснов А.П.. Клабукова Л.Ф. Влияние молекулярно-массового распределения полилактида на свойства минерал-полимерных систем. // Успехи в химии и химической технологии: Сб. научн. тр. Т. XVIII, № 2. - М.: РХТУ им. Д.И.Менделеева, 2004. - С. 17-21

7. Соловьева В.А., Краснов А.П., Клабукова Л.Ф., Шорстов Я.В., Афоничева О.В., Мить В.А. Наполненные полимерные системы на основе поликапролактона: возможности использования в качестве биорезорбируемых и биосовместимых материалов. // Пластмассы, № 9,2005. - С. 3-6

Принято к исполнению 21/11/2005 Исполнено 21/11/2005

Заказ №1333 Тираж: 100 экз.

ООО «11-й ФОРМАТ» ИНН 7726330900 Москва, Варшавское ш., 36 (095) 975-78-56 (095) 747-64-70 www.autorefetat.ru

P1 936/

РНБ Русский фонд

2006-4 21298

Введение

Глава 1. Литературный обзор.

1.1 Типы биоразлагаемых полимеров

1.2 Синтез и строение полилактида

1.3 Кинетика биодеградации

1.4 Материалы на основе полилактида-Ь

1.5 Смеси полимеров

1.6 Наполненные биодеградируемые системы

1.7 Гидролитическое разложение

1.8 Пористые биоразлагаемые полимеры

1.9 Стерилизация имплантатов для медицинского применения

Глава 2. Объекты и методы исследования.

Глава 3. Исследование биоразлагаемых полимеров с целью их использования в качестве связующих имплантатов для реконструкции костной ткани

3.1 Влияние стереорегулярности биоразлагаемых полимеров на физико-механические свойства и термомеханические характеристики

3.2 Влияние молекулярно-массовых характеристик полилактида

Ф на структуру и конструкционные свойства образцов

Глава 4. Влияние дисперсности гидроксиапатита на свойства биодеградируемых связующих в минерал-полимерных композитах.

4.1 Влияние дисперсности гидроксиапатита на смачивание поверхности наполненного полилактида.

4.2 Исследование физико-механических свойств композитов полилактида, наполненного гидроксиапатитом различной

Ф дисперсности.

4.3 Влияние соотношения компонентов полилактидгидроксиапатит на термомеханические свойства композита.

Глава 5. Исследование влияния гидролитического разложения на свойства биодеградируемых имплантатов.

5.1 Влияние гидроксиапатита на свойства имплантата при гидролизе биоразлагаемых полимеров

5.2 Исследование реакции костной ткани на введение имплантатов из полилактида и полилактогликолида

Глава 6. Термодеформационная методика порообразования биоразлагаемых полимеров

6.1 Исследование порообразующей способности исходного полилактида и полилактогликолида

6.2 Зависимость порообразующей способности композитов на основе полилактида и полилактогликолида от количества гидроксиапатита

6.3 Исследование формирования поверхностных и внутренних слоев при порообразовании.

6.4 Влияние количества наполнителя на плотность образцов при порообразовании.

6.5 Исследование термомеханических свойств поропластов.

6.6 Физико-механические характеристики пористых композитов.

6.7 Гидролиз биоразлагаемых поропластов.

Выводы

Основной особенностью традиционных материалов, используемых сегодня для восстановления функций костных тканей (металлы и их сплавы, биостекла, керамика, акриловые пластмассы), является биостабильность — недеградируемость в живом организме. Это обеспечивает биосовместимость имплантатов, однако в детской челюстно-лицевой хирургии приводит к необходимости повторного оперативного вмешательства. Биорезорбируемые натуральные и синтетические материалы, деструктирующие на нетоксичные вещества и выводимые из организма, позволяют избежать этих негативных последствий или свести их к минимуму.

В этом направлении до сего времени делаются лишь первые шаги использования ненаполненных монолитных биоразлагаемых полимеров в виде изделий крепежной арматуры и соединительных пластинок. Значительно более сложной представляется задача использования биоразлагаемых полимеров в качестве конструкционных материалов, особенно для замены участков костной ткани. В этом случае требуется решать проблему сохранения эксплуатационных характеристик имплантатов в процессе их гидролиза в организме, одновременно обеспечивая регенерацию костной ткани.

Материал, предназначенный для регенерации поврежденной или отсутствующей костной ткани, должен отвечать многочисленным требованиям и представлять собой нетоксичный, биосовместимый и биоразлагаемый полимер. Он должен обладать необходимой прочностью и эластичностью и иметь достаточно развитую поверхность и пористую внутреннюю структуру. Помимо этого, в полимере должны присутствовать активные компоненты, стимулирующие процессы остеогенеза и остеоинтеграции имплантата с окружающими тканями. Наиболее сложное требование заключается в том, что скорость деградации материала должна коррелировать со скоростью регенерации костной ткани в каждом конкретном случае. Процесс резорбции имплантата не должен вызывать иммунных реакций.

Сложный комплекс проблем не позволил исследователям до сего времени провести успешные исследования в этом направлении. Наибольший интерес с позиций данного исследования представляют минерал-полимерные композиты с использованием ГАП.

Наряду с остеокластами и остеобластами, ГАП непосредственно участвует в биохимическом цикле регенерации костной ткани, продуцируя новую минерализованную основу и коллаген. Таким образом, введение ГАП в структуру имплантата является способом улучшения его остеоинтеграционных свойств и остеиндукционной способности.

Особый интерес могут представить пористые минерал-полимерные системы, что могло бы создать основу, как ускорения, так и регулирования процессов резорбции и остеоинтеграции.

Цель данной работы заключается в разработке биодеградируемого материала с требуемым комплексом биологических и физико-механических характеристик для регенерации крупных участков костной ткани.

В первой главе приводится литературный обзор, посвященный анализу работ, в которых рассматриваются особенности биоразлагаемых материалов, получение имплантатов на их основе и свойства биодеградируемых имплантатов.

Во второй главе описаны свойства объектов исследования, методики проведенных экспериментов и исследований.

Третья глава посвящена исследованию структуры и свойств биоразлагаемых полимеров: полилактида, различных типов, полилактогликолида, поликапролактона, полигидроксибутирата с целью использования их в качестве связующих разрабатываемых материалов. Обоснован выбор полилактида БЬ и полилактогликолида, показавших оптимальные физико-механические и технологические свойства.

В четвертой главе описана разработка композиционного материала, исследовано влияние наполнителя на свойства, строение и физико-химические процессы в поверхностных слоях и установлена общность влияния ГАП на биорезорбируемые и биостабильные полимеры -апатитопласты.

Пятая глава посвящена исследованию влияния гидролиза на свойства имплантатов, что позволило провести оптимизацию состава материала и, при проведении процессов гидролиза in vivo и in vitro, использовать полученные данные для дальнейшего развития выбранного направления исследований путем разработки пористых композитов. Полученные результаты сопоставлены с данными опытов на животных. Показана необходимость проведения опытов in vitro для лучшего понимания процессов происходящих при размещении имплантатов в костной ткани.

В шестой главе рассматриваются возможности получения пористых биорезорбируемых имплантатов, используя регулируемый температурно-деформационный метод. Оптимизирован состав композитов. Показано, что использование пористых имплантатов способствует преодолению противоречия между резорбцией, сопутствующими ей процессами и скоростью прорастания реконструируемой кости и физико-механическими свойствами имплантатов.

126 Выводы

1. Разработаны биодеградируемые материалы на основе полилактида и полилактогликолида, наполненные гидроксиапатитом. Получены монолитные имплантаты, обладающие необходимым комплексом физико-механических и физико-химических свойств, показавшие положительные результаты при регенерации костной ткани животных, перспективные для применения в клинической практике.

2. Исследовано влияние свойств стереорегулярного полилактида на физико-механические и термомеханические свойства материала. Показана перспективность использования аморфных полимеров: полилактида(БЬ) и полилактогликолида(7525 БЬ), в качестве связующих наполненных ГАП материалов, обладающих высоким комплексом физико-механических свойств (аизг.= 80 МПа, Нв = 14 кг/мм2) и технологичностью.

3. Определен гранулометрический состав гидроксиапатита (1-20 мкм), обеспечивающий высокие технологические, физико-механические и термомеханические свойства биодеградируемых композитов. Впервые обнаружено образование микропор в массе композита, создающее капиллярный эффект "всасывания" жидкости в поверхность.

4. Исследовано влияние начальных этапов процесса гидролиза в слабощелочном растворе и при введении в костную ткань на свойства имплантатов. Была выделена стадия набухания, приводящая к значительному увеличению размеров образцов, одновременно с протеканием процесса деградации, что необходимо учитывать при конструировании имплантатов.

5. Разработана лабораторная методика, позволяющая проводить регулируемое порообразование как ненаполненных, так и наполненных ГАП полимеров, с целью получения биодеградируемых изделий сложной формы.

6. Полученные биодеградируемые монолитные материалы простой и сложной формы использованы в МГМСУ в качестве имплантатов для регенерации костной ткани животных (крыс, собак) с положительным результатом.

7. Разработанный материал на основе поликапролактона и целлюлозы с успехом опробован на животных для фиксации частей костного скелета при переломах.

1. Fraza E.J., Schmitt E.F. A new absorbable suture. // J. Biomed.Mater.Res. 1971. -V. 1. -P.43-58.

2. Natta van F.J., Hill J.W., Garothers W.H. Studies of polimerisation and ring formation. XXIII. E-caprolactone and its polymers// J.Am. Chem.Soc. -1964.-V.56.-P. 455-457.

3. Huang S. Biodegradable polymers / Encyclopedia of polymer science and engineering / ed. F.H.Mark New York.: John Wiley & Sons - 1985 - V.2. - P. 220-243.

4. Pitt C.G. Pole-e-caprolactone and its copolymers / Biodegradable polymers in drug delivery systems / ed. M.Chasin, R.Langer New York.: Marcel Dekker- 1990.-P. 71-120.

5. Koleske J.L. Blends containing poly-e-caprolactone and related polymers/ Polymer blends / ed. R.S.Paul, S.Newman New York.: Academic Press - 1978. -V.2.-P. 369-389.

6. Pitt C.G., Chasalov F.I., Hibionada Y.M., Klimas D.M., Schindler A. Aliphatic polyesters. 1. Degradation of pole-e-caprolactone in vivo // J. Appl. Pol. Sei. 1981. - V.26. - P. 3779-3787.

7. Pitt C.G., Hendren R.W., Schindler A., Woodward S.C. The enzymatic surface erosion of aliphatic polyester // J. Control Rel. 1984. -V.l. - P. 3-14

8. Hutmacher D., Markus M.S., Hurzeler B., Schliphake H. A review of material properties of biodegradable and bioresorbable polymers and devices for

9. GTR and GBR applications // Intern. J. Oral and Maxillofacial Implants. V.l 1. -P. 667-678.

10. Laurenchin C.T., Norman M.E., Elgendy H.M. Use of polyphosphazenes for scetal tissue regeneration // J.Biomater.Res. 1993. - V.27. - P. 963-973.

11. Hollinger J.O., Brekke J. Role of bone substitutes // Clinical Ortopaedics and Related Research. 1996. - № 324. - P. 55-56.

12. Ingber D.E., Folkman J. Mechanochemical switching between growth and differentiation during fibroblast growth factor-stimuleted. // J.Cell Biol. -1989.-V.109.-P. 317-330.

13. Patent № 3.371.069 US / Schmitt E.F., Palestina R.A. 1967.

14. Fraza E.J., Schmitt E.F. A new absorbable suture // J. Biomed. Mater. Res.-1971-V.l.-P. 43-58.

15. Chu C.C. Degradation phenomena of two polyester fibers used in medicine and surgery // J. Polymer 1985. - V.26. - P. 591-594.

16. Hollinger J.O. Preliminary report on the osteogenic potential of polylactide and PGA//J. Biomed. Mat. Res. 1983. - V.l 7. - P. 871-882.

17. Holland S.J., Tighe B.J. Polymer / J. Contr. Rel. 1986. -V.4. - P. 155164.

18. Vert M. Bioresorbable polymers for temporary therapeutic applications // Angew. Macromol. Chem. 1989. -V. 166/167. - P. 155-168.

19. Springer M.A. Resorbierbare stabe and shrauben zur fixiring von .II Unfallchirurg. 1998. -101:337-381.

20. Dorgan R. J., Lehermeier H., Mong M. Thermal and rheological properties of commercial-grade polu(lactic acid)s // J. Polymers and the Environment. 2000. - V. 1. - P. 887-886.

21. Witzke D.R. Introduction to properties engineering, and prospects of polylactide // Polymers. 1997. - Michigan state university, Ann Arbor, MI. - P. 389.

22. Bergsma J.E., Bruijin de W.C., rozema F.R., Bos R.R.M., Boering G. Late degradation tissue response to poly(L-lactide) bone plates and screws // J. Biomaterials. 1995. - V. 16. - P. 25-31.

23. Gogolewski S., Pennings A.J., Resorbable materials of poly(L-lactide).

24. Fibers spun from solutions of poly(L-lactide) in good solvents. // J. Appl. Polym. Sci. 1983. - V. 28. - P. 1045-1061

25. Gogolewski S., Pennings A.J., Resorbable materials of poly(L-lactide).

26. Porous materials for medical application. // Colloid Sci. 1983. - V. 261. - P. 477-484.

27. Bos R.R.M., Rozema F.R., Boering G. et al. Degradation of and tissue reaction to biodegradable poly(L-lactide) for use as internal fixation of fractures. A study in rats. // Biomaterials. 1991. - V. 12. - P. 32-36.

28. Bos R.R.M., Rozema F.R., Boering G. et al. Resorbable poly(L-lactide) plates and screws fort he fixation of unstable zygomatic fractures. // J. Oral Maxillofac. Surg. 1987. -V. 45. - P. 751-753.

29. Rozema F.R., Bos R.R.M., Pennings A.J. et al. Poly(L-lactide) implants in repair of defects of the orbital floor. An animal study. // J. Oral Maxillofac. Surg. 1990. - V. 48. - P. 1305-1309.

30. Hanker J.S., Kusyk C.J., Bloom F.E. The demonstration of dehydrogenases and monoamine oxidase by the formation of osmium blacks at the sites of Hatchett's brown. // Histochemie. 1973. - V. 33. - P. 205-230.

31. Bostman O., Paivarinta U., Manninen M., Rokkanen P. Polymeric debris from absorbable polyglycolide screws and pins. // Acta Orthop. Scand. 1992. -V. 63.-P. 555-559.

32. Dolwick M.F, Aufdemorte T.B. Silicone-induced foreign body reaction and lumphadenopathy after temperomandibular joint arthroplasty. // Oral Surg Oral Med Oral Pathol. 1985. - V. 59. - P. 449-452.

33. Horowitz S.M., Gautsch T.L., Frondoza C.G., Riley Jr. L. Macrophage ezposure to polymethyl methacrylate leads to mediator release and injury. // J. Orthop. Res. 1991. - V. 9. - P. 406-413.

34. Gohi C. Concetration dependent biocompability of biodegradable PLLA as-copolymerized in bone.

35. Daniels A.U. // J. Appl. Biomat. -1990. P. 1, 57-78.

36. Pisarek R., Glarner M., Gogolewski S. PLLA with enhanced mechanical properties for internal fixation devices: Poly(L/DL-lactide) 75/25% // Oral Conf. -2001.

37. Prokop A., Jubel A., Helling H.J., Eibach T. et al. Soft tissue reactions of different biodegradable polylactide implants.// J. Biomaterials. 2004. - V. 25. — P. 259-267.

38. Ashammakhi N., Makela E.A., Vihtonen K. et al. Strength retention of self-reinforced polyglycolide membrane: an experimental study. // Biomaterials. -1995.-V. 16.-P. 135-138.

39. Patevt 4,743,257. US / Tormala P., Rokkanen P., Laiho J., Tamminmaki M., Vainionpaa S. Material for osteosynthesis devices. 1988.

40. Ashammakhi N. Makela A., Vihtonen K., Rokkanen P., Tormala P. the effect of absorbable self-reinforced polyglycolide membrane on cancellous bone. An experimental study on rats. // Am. Chir. Gyn.

41. Milch R.A. Tensile strength of surgical wounds. // J. Surg. Res. 1965. V. 5(8).-P. 377-380.

42. Herrman J.B., Kelly R.J., Higgins G.A. Polyglycolic acidsutures. Laboratory and clinical evaluation of a new absorbable suture material. // Arch. Surg. 1970. -V. 100. - P. 486-490.

43. Tormala P., Vasenius J. et al. Ultra-highistrength absorbable self-reinforced polyglycolide (SR-PGA) composite rodsfor internel fixation of bone factures: in vitro and in vivo study. // J. Biomed. Mater. Res. 1991. - V. 25. - P. 1-22.

44. Tormala P. Biodegradable self-reinforced composite materials; manufacturing structure and mechanical properties. // Clin. Mater. 1992. - V. 10. -P. 29-34.

45. Maspero F., Ruffieux K., Witermantel E. Influence of subcritical carbon dioxide of biodegradable polymers. / Oral Conf. 2001.

46. Ghaderi R., Artursson P., Carlfors J. Preparation of biodegradable microparticles using solution-enhanced dispersion by supercritical fluids (SEDS). //Pharmaceutical Research. 1999. -V. 16, № 5. - P. 676-681.

47. McHugh M.A., Krukonis V.J. Supercritical fluid extraction. // butteworth Heinemann, boston. 1994. - P. 1-26.

48. Fredriksen L., Anton K. et al. Preparation of liposomes encapsulating water-soluble compounds using supercritical carbon dioxide. // J. Pharm.Sci. -1997.-V. 86. -P.921-928.

49. Subramanian B., Rajewski R.A., Snavely K. Pharmaceutical processing with supercritical carbon dioxide. // J. Pharm. Sci. 1997. - V. 86. - P. 885-890.

50. Eckert C.A., Knutson B.L., Denbenedetti P.G. Supercritical fluids as solvents for chemical and materials processing. // Nature. 1996. - V. 383. - P. 313-318;

51. Hanna M.H., york P., Rudd D., Beach.S. A novel apparatus for controlled particle formation using supercritical fluids. // Pharm Res. 1995. V. 12. -P. 141.

52. Shekunov B.Y., Palakodaty S., York P., Hanna M. Humphreys G.O. Control of particle morphology using solution enhanced dispersion by supercritical fluids (SEDS). // Pharm. Res. 1997. - V. 14. - P. 196.

53. Bodmeier R., Wang H., Dixon D.J. et al. Polymeric microspheres prepared by spraying into compressed carbon dioxide. // Pharm Res. 1995. V. 12. -P. 1211-1217.

54. Bleich J., Muller B.W. Production of drug loaded microparticles by the use of supercritical gases with the aerosol solvent extraction system (ASES) process. //J. Microencapsulation. 1996. -V. 13. - P. 131-139.

55. Denbenedetti P.G., Tom J.W., yeo S.D., Lim G.B. Application of supercritical fluids for the production of sustained delivery devices. // J. Contr. Rel. 1993. -V. 24.-P. 27-44.

56. Bleich J., Kleinebudde P., Muller B.W. Influence of gas density and pressure on microparticles produced with the ASES process. // Int J. Pharm. -1994.-V. 106.-P. 77-84.

57. Elvassore Nicola, Vezzü Keti and Bertucco Alberto. Measurement and modeling of CO2 absorption in poly(lactic-co-glycolic acid). // The Journal of Supercritical Fluids. 2005. -V. 33., Issue 1. - P. 1-5.

58. Handolin Lauri, Pohjonen Timo, Partio K. Esa, etc. The effects of low-intensity pulsed ultrasound on bioabsorbable self-reinforced poly-L-lactide screws. //Biomaterials. -2002. -V. 23. P. 2733-2736.

59. Isotalo T., Tammela T.L., Talja M., Yalimaa T., Tormala P. A bioabsorbable self-expandable, self-reinforced poly L-lactic acid urethral stent for recurrent urethral strictures: a preliminary report. // J. Urology. 1998. -160(6Ptl):2033-6.

60. Pohjonen T, Helevirta P. et al. Strength retention of self-reinforced poly L-lactide screws. A comparison of compression moulded and machine cut screws. // J. Mater Sci Mater Med. 1997. - 8:331-20.

61. Steffens G.C.M., Northdurft L., Buse G., Thissen H. High density binding of proteins and peptides to poly(D,L-lactide) grafted with polyacrylic acid. //Biomaterials. -2002. Y. 23. - P. 3523-3531.

62. Yuqing Wan, Jian Yang, Junlin Yang, Jianzhong Bei, Shenguo Wang. Cell adhesion on gaseous plasma modified poly-(L-lactide) surface under shear stress field. // Biomaterials. 2003. - V. 24. - P. 3757-3764.

63. Hollahan J.R., Stafford B.B., Fabb R.D., Payne S.T. Attachment of amino groups to polymers surfaces by radiofrequency plasmas.// J. Appl. Polym. Sci.- 1969.- 13:807-16.

64. Broz M.E., VanderHart D.L., Washburn N.R. Structure and mechanical properties of poly(d,l-lactic acid)/poly(e-caprolactone) blends. // Biomaterials. -2003.-V. 24.-P. 4181-4190.

65. Kunori T, Geil PH. Morphology-property relationships in polycarbonate-based blends. 1. Modulus. // J Macromol. Sci. Phys. -1980. -V. 18. -P. 93-134.

66. Kunori T, Geil PH. Morphology-property relationships in polycarbonate-based blends. 2. Tensile and impact strength. // J. Macromol. Sc.i Phys. 1980. - V.18. - P. 135-175.

67. Engelberg I, Kohn J. Physico-mechanical properties of degradable polymers used in medical applications: a comparative study. // Biomaterials. -1991. V.12. -P.292-304.

68. Honda M., Morikawa N., Hata K., etc. Rat costochondral cell characteristics on poly (L-lactide-co-e-caprolactone) scaffolds. // Biomaterials. — 2003.-V. 24.-P. 3511-3519.

69. Fujisato Т., Sajiki Т., Ho Q., Ikada Y. Effect of basic fibroblast growth factor on cartilage regeneration in chondrocyte-seeded collagen sponge scaffold. // biomaterials. 1996. - 17:155-62.

70. Honda M., Yada Т., Ueda M., kimata K. Cartilage formation by cultured chondrocytes in a new scaffold made of poly(L-lactide-s-caprolactone) sponge. // J.Oral.Maxillofac.Surg. 2000. - 58:767-75.

71. Ключников Н.Г. Неорганический синтез. M., 1971.-184 с.

72. Boeree N.R., Dove J. Development of a degradable composite for orthopaedic use. // J. Biomaterials. 1993. - V. 14. - P. 793-796

73. Gerhart T.N., Hayes W.C. In vivo histologic and biomechanical characterization of a biodegradable particulate composite bone cement. // J. Biomed. Mater. Res. 1987. -V. 21. - P. 643-655.

74. TenHuisen K.S., Brown P.W. The formation of HA-gelatin composites at 38 °C //J. Biomed. Mater. Res. 1994. -V. 28. - P. 27-33.

75. Jansen J.A., Ruijter J.E. Histological evaluation of a biodegradable • pollyactive/HA membrane. // Biomaterials. 1995. - V. 16. - P. 819-827.

76. Hemmerle J., LeizeM. Long-therm behaviour of a HA/collagen glycosamoniglycan biomaterial used for oral surgery: a case report. // J.Mater.Sci:Mat.Med. 1995. - V. 6. - P. 360-366.

77. Liu Q., De J.R. Surface modification of HA to introduce intencifical bonding with polyactive 70/30 in a biodegradable composite. // J.Mater. Sci.:Mat.Med. 1996. -V. 7. - P. 551-557.

78. Knowles J.C. Piezoelectric characteristics of a polyhydroxybutyratebased composite. // Clin. Materials. 1991. - V. 8. - P. 155-158.

79. Shikinami Y., Okuno M. Bioresorbable devices made of forged composites of hydroxyapatite (HA) particles and poly-l-lactide (PLLA): Part 1. Basic characteristics. // Biomaterials. 1999. - V. 20. - P. 859-877.

80. Tschakaloff A., Losken H.W., Lalikos J. Experimental studies of DL-polylactic acid biodegradable plates and screws in rabbits: computed tomography and molecular weight loss. // J. Craniofac. Surg. 1993. - V. 4. - P.223-227.

81. Yamamuro T, Matsusue T, Uchida A, Shimada K, Shimozaki E, Kitaoka K. Bioabsorbable osteosynthetic implants of ultra high strength poly-L-lactide. // Int. Orthop. (SICOT).- 1994.-V.18.-P.332-40.

82. Suuronen R. Biodegradable fracture-fixation devices in maxillofacial surgery. // J. Oral. Maxillofac. Surg. 1993. - V.22. - P.50-57.

83. Pohjonen T., Helevirta P., Tormala P., Koskikare K., Patiala H., Rokkanen P. Strength retention of self-reinforced poly-L-lactide screws. A comparison of compression moulded and machine cut screws. // J.Mater. Sci. Mater. Med. 1997. V.8. - P.311-20.

84. Matsusue Y., Yamamuro T., Yoshii S., Oka M., Ikada Y., Hyon S-H., Shikinami Y. Biodegradable screw ï>xation of rabbit tibia proximal osteotomies. // J. Appl. Biomater. 1991. - V.2. - P. 1-12.

85. Matsusue Y., Nakamura T., Iizuka H., Shimizu K. A longterm clinical study on drawn poly-L-lactide implants in orthopaedic surgery. // J. Long-Term. Effects. Medical. Implants. 1997. - 7:119-37.

86. Bergsma J.E., Bruijin de W.C., Rozema F.R., Bos R.R.M., Boering G. Late degradation tissue response to poly(L-lactide) bone plates and screws. // Biomaterials. 1995. - V.16. -P.25-31.

87. Shikinami Y., Okuno M. etc. Biodégradation behavior of ultra-high-strength hydroxyapatite/poly(L-lactide) composite rods for internal fixation of bone fractures. // Biomaterials. 2000. - V. 21. - P. 889-898.

88. Matsusue Y., Yamamuro T., Oka M., Shikinami Y., Hyon S.H., Ikada Y. In vitro and in vivo studies on bioabsorbable ultrahigh- strength poly(L-lactide) rods. // J. Biomed. Mater. Res. 1992. - 26:1553-67.

89. Shikinami Y., Okuno M. Bioresorbable devices made of forged composites of hydroxyapatite (HA) particles and poly-l-lactide (PLLA): Part II: practical properties of miniscrews and miniplates. // Biomaterials. 2001. - V. 22. -P. 3197-3211.

90. Tachikawa N., Sugiyama Y., Miki T., Enomoto S. Drawn poly-Llactide plates and screws for oral and maxillofacial surgery. // Asian J. Oral. Maxillofac. Surg.-1996.-8:1-8.

91. Tsuji H. In vitro hydrolysis of blends from enantiomeric poly(lactide)s. Part 4: well-homo-crystallized blend and nonblended films. // Biomaterials. -2003.-V. 24.-P. 537-547.

92. Pisarek R., Glarner M., Gogolewski S. Polylactides with enhanced mechanical properties for internal fixation devices: poly(L/DL-lactide) 75/25%.

93. Ikada Y., Jamshidi K., Tsuji H., Hyon S.H. Stereocomplex formation between enantiomeric polylactides. // Macromolecules. 1997. - 20:204-6.

94. Horst A. von Recum, Robert L. et al. Degradation of polydispersed poly(L-lactic acid) ti modulate lactic acid release. // Biomaterials. 1995. - V. 16. -p. 441-447.

95. Pistne H., Bendix D.R., et al. Poly(L-lactide): a long-term degradation study in vivo. // Biomaterials. 1993. - V. 14. - P. 291-298.

96. Reed A.M., Gilding D.K. Biodegradable polymers for use in surgery -poly(glycolic)/poly(lactic acid) homo and copolymers: 2. In vitro degradation. // Polymer. 1981. - V. 22. - P. 342-346.

97. Thomson R.C., et al. Polymers for biological systems. In: Encyclopedia of Molecular Biology: Fundamentals and applications (ed. Meyers RA). New York: VCH Publishers.

98. Ara M., Watanabe M., Imai Y. Effect of blending calcium compounds on hydrolytic degradation of poly(DL-lactic acid-co-glycolic acid). // Biomaterials. 2002. - V. 23. - P. 2479-2483.

99. Vert M., Li S., Garreau H., Mauduit J., Boustta M., Schwach G., Engel R., Coudane J. Complexity of the hydrolytic degradation of aliphatic polyesters.// Angew. Makromol. Chem. 1997. - 247: 239-53.

100. Li S.M., Vert M. Hydrolytic degradation of coral/poly(dl-lactic acid) bioresorbable material. // J. Biomater. Sei.: Polym. Edn. 1996. - 7:817-27.

101. Jong Hoon Lee, Tae Gwan Park et al. Thermal and mechanical characteristics of poly(L-lactic acid) nanocomposite scaffold. // Biomaterials. -2003. -V. 24. P. 2773-2778.

102. Nam Y.S., Park T.G. / J. Biomed. Mater. Res. 1999. - 47(1):7-17.

103. Hutmacher D.W. / J. Biomater. Sci. Polym. Ed. 2001. 12(l):107-24.

104. Mikos A.G., Bao Y., Cima L.G., Ingber D.E., Vacanti J.P., Langer R. // 9 Biomater. 1993.- 14:323-30.

105. Cima L.G., Vacanti J.P., Vacanti C., Ingber D.E., Mooney D.J., Langer R. // J Biomech. Eng. 1991.-113:143-51.

106. Freed L., Marquis J.C., Nohria A., Emmanual J., Mikos A.G. // J. Biomed. Mater. Res. 1993. -27:11-23.

107. Mikos A.G., Bao Y., Cima L.G., Ingber D.E., Vacanti J.P., Langer R. // J. Biomed. Mater. Res. 1993. - 27:183-9.• 113. Nam Y.S., Park T.G. // Biomater. 1999. - 20:1783-90.

108. Hua F.J., Nam J.D., Lee D.S. // Macromol. Rapid. Commun. 2001. -22:1053-7.

109. Kikuchi M., Tanaka J. // J. Ceram. Soc. Jpn. 2000. - 108:643-45

110. Kato M, Usuki A. Poymer-clay nanocomposites. In: Pinnavaia TJ, Beall GW, editors. Polymer-clay nanocomposites. New York: Wiley. 2000.

111. Gogolewski S., Jovanovic M. et al. The effect of melt-processing on ^ degradation of selected poly(hydroxyacids): polylactides, polyhydroxybutyrates,and polyhydroxybutyrate-co-valerates. // Polym. Degrad. Stab. 1993. - V. 40. -P. 313-322.

112. Patent pending. 1993. - (PCT INT.APPL.W095/11706, 4 May 1995). - Gogolewski S., Perren S.M. Method of sterilization of polymeric materials/devices using heat treatment under low-oxygen and low-moisturem conditions.

113. Gogolewski S., Mainil-Varlet P. The effect of thermal treatment on sterility, molecular and mechanical properties of varios polylactides. 1. Poly(L-lactide). // Biomaterials. 1996. - V. 17.

114. Gogolewski S., Mainil-Varlet P. The effect of thermal treatment on sterility, molecular and mechanical properties of varios polylactides. 2. Poly(L/D-lactide) and poly(L/DL-lactide). // Biomaterials. 1997. - V. 18.

115. Энциклопедия полимеров. Москва 1977

116. Николаева Д. А. Биосинтез поли-З-гидроксибутирата разной молкулярной массы культурой AZOTOBACTER CHROOCOCCUM и его биодеградация. Автореф.дис. .канд.биолог.наук. -М., 2004. -24 с.

117. Биркжбаев Т.Т., Воложин А.И., Краснов А.П. Физико-механические свойства модифицированного биосовместимого композита на основе этакрила и гидроксиапатита. / В сб. Биомедицинские технологии. -М.: РАМН, ВИЛАР (РАСХН), 2000. С. 59-65.