Статья

Разработка фотополимерных суспензий на основе гидроксиапатита для 3D-печати в медицине

А. Р. Билялов, С. Г. Карчевский, А. А. Тихонов, М. Ф. Галаутдинов, В. Н. Акбашев, К. В. Данилко, С. В. Пятницкая, И. Ш. Ахатов, Д. В. Джуринский, Р. В. Абдрахимов, И. В. Буренина, Р. Р. Ишемгулов
2025

Введение. Аддитивное производство керамики на основе гидроксиапатита (ГА) рассматривается как перспективный подход к созданию персонализированных костных имплантатов, однако высоконагруженные фотополимерные суспензии требуют точного подбора состава и режимов засветки для обеспечения стабильной печати и качества изделий. Целью работы явилась разработка фотополимерной суспензии на основе гидроксиапатита собственного синтеза для аддитивного производства керамических имплантатов методом DLP-3D-печати. Материалы и методы. Гидроксиапатит синтезировали методами соосаждения и гидротермального синтеза из водных растворов солей кальция и фосфатов, проводили помол и фракционирование порошка, морфологию оценивали с помощью сканирующей электронной микроскопии, элементный состав — методом энергодисперсионного рентгенофлюоресцентного анализа. На основе синтезированного гидроксиапатита была разработана фотополимерная суспензия с массовой долей неорганической фазы 60 %, содержащая акрилатные мономеры, фотоинициирующую систему и диспергирующие добавки. Также исследовали фотополимеризацию на DLP-3D-принтере при различной мощности ультрафиолетового излучения и времени экспозиции. Результаты и обсуждение. Было показано формирование хорошо кристаллизованного гидроксиапатита с пластинчатой и наноструктурированной морфологией и развитой пористостью, подтверждено преобладание кальция и фосфора без значимых токсичных примесей. При мощности излучения 40 мВт/см² оптимальное время экспозиции 6–10 с обеспечивало формирование равномерно отвержденных слоев толщиной около 0,7–0,9 мм и выход на плато по толщине при дальнейшем увеличении выдержки. Заключение. Полученные данные свидетельствуют, что сочетание контролируемой морфологии гидроксиапатита и специально подобранной фотополимерной матрицы обеспечивает достаточную глубину полимеризации и стабильность слоев, необходимых для DLP-печати изделий сложной геометрии. Высокая удельная поверхность и пористость ГА дополнительно повышают его потенциал в тканевой инженерии. Разработанная фотополимерная суспензия на основе ГА собственного синтеза демонстрирует пригодность для DLP-3D-печати и может быть использована как основа для создания персонализированных керамических имплантатов в травматологии, ортопедии, нейрохирургии и челюстнолицевой хирургии.

Билялов А. Р., Карчевский С. Г., Тихонов А. А., Галаутдинов М. Ф., Акбашев В. Н., Данилко К. В., Пятницкая С. В., Ахатов И. Ш., Джуринский Д. В., Абдрахимов Р. В., Буренина И. В., Ишемгулов Р. Р. Разработка фотополимерных суспензий на основе гидроксиапатита для 3D-печати в медицине. Креативная хирургия и онкология. 2025;15(4):364-375. https://doi.org/10.24060/2076-3093-2025-15-4-364-375
Цитирование

Список литературы

Похожие публикации