Гидроксиапатит кальция в косметологии: победитель в борьбе с признаками старения. Гидроксиапатит кальция: мифы и реальность

Hydroxyapatite SP-1 - минерал природного происхождения, ячейка его кристалла включает в себя две молекулы.

Примерно 70% твердого основного вещества кости образовано неорганическими соединениями, главным компонентом которых является неорганический минерал гидроксиапатит. Лишенный примесей, он является основным минералом в составе зубной эмали и дентина.

Гидроксиапатит является основным минералом костной ткани и твердых тканей зуба. Керамика на его основе не вызывает реакции отторжения и способна активно связываться со здоровой костной тканью. Благодаря этим свойствам, гидроксиапатит может успешно использоваться при восстановлении поврежденных костей, а также в составе биоактивного слоя для лучшего врастания имплантата.

Обменные реакции на поверхности зуба

Белизна наших зубов зависит от цвета дентина, именуемого еще цветом «слоновой кости». Дентин - это обызвествленная ткань зуба, образующая его основную массу и определяющая его форму. Поверх дентина располагается эмаль - самая твердая ткань организма, защищающая дентин и пульпу зуба от воздействия внешних факторов. Красота наших зубов зависит от состояния эмали. Эмаль здорового зуба полупрозрачна, ее цвет приближен к истинному цвету слоновой кости. Когда эмаль покрывается зубным налетом и пятнами, подвергается резкому механическому воздействию, а также в результате нарушения равновесия между процессами деминерализации и реминерализации, поверхность зуба становится матовой и мутной, а сам зуб нуждается в профессиональном лечении.

Основная составляющая дентина (70%) и эмали (97%)– гидроксиапатит - это биологический фосфат кальция и третий по объему компонент нашего организма (после воды и коллагена). Человеческая слюна, в состав которой входит большое количество ионов кальция и фосфат ионов, является своего рода насыщенным раствором гидроксиапатита. Она защищает зубы, нейтрализуя кислоты зубного налета, и восполняет потерю минералов при деминерализации.

После попадания сахара в полость рта бактерии, находящиеся в зубном налёте, превращают сахар в кислоту, а pH налета резко снижается. Пока этот показатель остается в кислотном диапазоне, и жидкости налета недонасыщены по сравнению с минералами зуба, кислоты, произведенные бактериями, диффундируют сквозь налет и внутрь зуба, вымывая кальций и фосфор из эмали. Происходит деминерализация.

Между периодами образования кислот щелочные буферы, присутствующие в слюне, диффундируют в налет и нейтрализуют присутствующие кислоты, что приостанавливает потерю кальция и фосфора. Происходит реминерализация.

Реминерализация происходит между периодами деминерализации.

Деминерализация

Реминерализация

В идеале, когда эти процессы, протекающие на зубной поверхности, находятся в динамическом равновесии, потери минералов не происходит.

Но при избыточном образовании налета, пониженном слюноотделении, приеме пищи, богатой углеводами, баланс полностью смещается в сторону деминерализации. Как следствие, происходит разрушение зуба.

Известно, что на ранней стадии деминерализации, или стадии «белого пятна», развитие кариеса можно предотвратить засчет своевременного поступления необходимого количества минералов.

В итоге формируются полноценные ткани зуба, стабилизирующие дальнейшее развитие заболевания и его осложнения.

Инновация на рынке средств по уходу за полостью рта

В 1970 году для удовлетворения потребностей населения компания Sangi Co., Ltd разработала реминерализующую зубную пасту, содержащую наночастицы гидроксиапатита. Впервые ее производство было запущено в 1980 домом Apagard, продажи составили свыше 50 миллионов тюбиков. Затем были проведены расширенные лабораторные испытания активных ингредиентов зубной пасты, после чего в 1993 году гидроксиапатит одобрили в Японии в качестве антикариесного агента. Его назвали медицинским гидроксиапатитом, чтобы отличать от других видов гидроксиапатита (стоматологических абразивов).

Размеры частиц гидроксиапатита, производимого компанией Sangi, измерялись в нанометрах (преимущественно 100 nm и выше). В 2003 г усовершенствованная технология получения гидроксиапатита позволила получать гидроксиапатит с частицами меньшего размера (20-80 nm)

Лабораторные тесты продемонстрировали их большую реминерализующую способность в отношении зубной эмали. (1 нанометр = 0,000001 миллиметра)

Реминерализующие зубные пасты и продукты по уходу за полостью рта c медицинским наногидроксиапатитом, разработанные компанией Sangi, подразделяются на два основных вида:

Товары для широкого потребителя , продаваемые в аптеках под маркой Apagard® .

Продукты для профессионального ухода, выпускаемые под маркой Renamel® исключительно для дантистов. Они включают средства для восстановления эмали после лечения After-PMTC® Finishing Paste и After Bleach® Enamel Conditioner, а также высококлассную реминерализирующую зубную пасту Apagard Renamel® для домашнего использования.

В 1993 году, рассматривая дополнительные возможности применения нанокристаллического медицинского гидроксиапатита (нано мГАП) в качестве антикариесного агента, японские специалисты открыли три его основные функции:

Способствует удалению налета

Адгезия к частицам зубного налета с последующим его удалением

Нано мГАП обладает высокой способностью связываться с белками. Во время чистки щеткой он «прилипает» к бактериям и частицам налета, облегчая его смывание и удаление из полости рта.

Восстанавливает гладкость эмали

Восстановление микротрещин на поверхности эмали

Нано мГАП действует идентично пломбе, «замуровывая» маленькие ямки и фиссуры, образующиеся на поверхности эмали. В результате эмаль приобретает блеск, становится гладкой и более устойчивой к воздействию бактерий зубного налета и образованию пятен.

Восполняет потерю минералов

Реминерализация деминерализованных участков внутреннего слоя эмали (начальная стадия кариеса)

Нано мГАП обеспечивает минералами те зоны под поверхностью эмали, где произошла их потеря (так называемая стадия белого пятна при образующемся кариесе). Благодаря этому, эмаль возвращает свою первоначальную плотность и полупрозрачность, защищая зубы от разрушения.

Нанокристаллический мГАП не обладает абразивными свойствами и биосовместим с тканью зубов. Он не только помогает удалить зубной налет, но и обеспечивает приток минералов к слоям эмали, восстанавливая в них микроскопические повреждения. Благодаря этому, эмаль снова становится плотной и гладкой, обеспечивая зубам красоту и эстетичный вид.

Знакомство с компанией Sangi

Впервые Sangi проявил серьезный интерес к гидроксиапатиту после получения от NASA в 1970 году патента на его использование. Третий основной компонент нашего организма после воды и коллагена, гидроксиапатит широко используется в медицине и стоматологической практике, благодаря отличной биосовместимости. Как материал, восстанавливающий костную ткань, он применяется в стоматологии, ортопедии, челюстно-лицевой хирургии при пересадке костей и вживлении имплантатов. Гидроксиапатит добавляется также в парфюмерно-косметические и пищевые изделия, преимущественно в зубные пасты.

На сегодняшний день средства по уходу за полостью рта - основной источник доходов компании, хотя гидроксиапатит входит и во многие другие выпускаемые ими продукты: пищевые добавки, косметические ингридиенты, а также адсорбенты для хроматографического анализа и других исследований.

Приоритетное направление их деятельности - разработка продуктов. И вот уже более 30 лет компания Sangi сосредотачивает свое внимание на научных исследованиях и разработках, тщательно оберегая свой патент. В их распоряжении - более 70 одобренных патентов, касающихся разных сфер применения, еще около сотни находится на стадии рассмотрения в Японии и других странах. В настоящий момент компания Sangi является крупнейшим производителем гидроксиапатита в мире.

Гидроксиапатит – это препарат, который является регулятором кальциево-фосфатного обмена, неорганическим основным компонентом костной ткани.

Выпускается в виде гранул для приготовления стоматологической пасты, суспензии, порошка для приготовления раствора для местного применения и пасты.

Фармакологическое действие Гидроксиапатита

В состав Гидроксиапатита входят фосфор и кальций.

Данный препарат служит основой для неорганического матрикса твердых тканей человека. Гидроксиапатит кальция содержит необходимые химические элементы в тех же ионных формах, в каких они содержатся в живых организмах. Препарат не вызывает реакции отторжения.

Гидроксиапатит способствует активации остеогенеза, усилению пролиферативной активности остеобластов, а также помогает осуществлению процессов репаративного остеогенеза непосредственно в месте введения.

Гидроксиапатит останавливает воспалительные реакции в костных ранах. После того, как он заполняет собой костные полости, препарат не рассасывается и не затвердевает, а полностью замещается полноценной костной тканью. Гидроксиапатит относится к нетоксичным веществам, не вызывающим побочные эффекты.

Также применяется препарат Гидроксиапатит в косметологии.

Показания к применению

В стоматологии Гидроксиапатит активно используется:

• как компонент для пломбировочных паст для зубов;
• при лечении глубокого ;
• в качестве пасты для заполнения корневых каналов во время лечения и ;
• при лечении пародонтита;
• для замещения костных дефектов донорскими костями и после удаления кисты, верхушки корня зуба;
• для заполнения внутрикостных полостей.

В косметологии Гидроксиапатит используется для разглаживания морщин и внутрикожных инъекций.

Способы применения Гидроксиапатита и дозировки

Порошок Гидроксиапатит необходимо перемешать на стекле с физиологическим раствором, масляным раствором ретинола ацетата или этиленгликолем, чтобы получилось пастообразная консистенция. При этом должны быть соблюдены все правила асептики.

Пасту для заполнения корневых каналов изготавливают на эвгеноле. Если эвгенол несовместим с пломбировочными материалами, то на физиологическом растворе. Для получения лучшей рентгеноконтрастности следует добавить 50% окиси цинка. Для того, чтобы предотвратить осложнения, пасту необходимо вывести за верхушку корня зуба.

Гранулы Гидроксиапатит рекомендованы для заполнения костных карманов при пародонтите, глубина которых не превышает 7 мм. Для этого костный карман, который подготавливается во время лоскутной операции, полностью заполняется гранулами до уровня кости альвеолярного отростка, после чего рана зашивается.

Во время костной пластики в хирургии Гидроксиапатит применяется для усиления остеоинтегративных функций трансплантата, предупреждения его рассасывания, а также уменьшения реакции воспаления. Им заполняются места неполного прилегания между костным ложем и трансплантатом.

Противопоказания к применению

Препарат Гидроксиапатит не рекомендуется применять при наличии индивидуальной непереносимости компонентов препарата, а также при воспалительных процессах, сопровождающихся образованием гноя в тканях, которые окружают поврежденные костные ткани.

Побочные действия

Во время использования препарата Гидроксиапатит побочных эффектов выявлено не было.

Видео: Штифт в гидроксиапатит

Дополнительная информация

Гидроксиапатит отпускается из аптек без рецепта врача.

Хранить препарат необходимо в сухом и защищенном от света месте.

Все интересное

Видео: Зубная паста фтор = яд.Форма выпускаФармакологическое действиеПоказания к применениюПротивопоказанияПобочные действияВидео: Фторид натрия в зубной пасте и водеПередозировкаСпособ применения и дозировкаОсобые указанияЛекарственное…

Фармакологическое действие Показания к применению Дозировка и правила приема Противопоказания к применению Побочные действия ПередозировкаДополнительная информацияГексаметилентетрамин – это обеззараживающее средство, которое активно борется с…

Фармакологическое действиеФорма выпускаПоказания к применениюПротивопоказанияСпособы примененияПобочные действияУсловия храненияЦены в интернет-аптеках:от 17 руб.ПодробнееГлина белая – природный сорбент, применяемый в медицине и…

Видео: Использование губки коллагеновой кровоостанавливающейФармакологическое действие Показания к применению Способы применения Побочные эффектыПротивопоказания к применениюПередозировкаДополнительная информацияЦены в интернет-аптеках:от 69…

Фармакологическое действие Форма выпуска Показания к применению ПротивопоказанияСпособ применения и дозировкаВидео: Иванушка дурачок, сказка мультик Сказка на ночь детям Жил был старик со старухой и было у них триПобочные…

Фармакологическое действие Форма выпуска Показания к применению ПротивопоказанияСпособ применения и дозировкаПобочные действияУсловия и сроки хранения Этоний – антимикробный препарат, который относится к группе антисептических и дезинфекционных…

Фармакологическое действие Показания к применению Способ применения и дозировкиПобочные действия Противопоказания к применению Аналоги Дополнительная информацияЭтакридин – это антисептический препарат, предназначенный для уничтожения вирусных…

Фармакологическое действие Форма выпуска, состав и аналоги Показания к применению ПротивопоказанияСпособ применения Побочные действияЛекарственное взаимодействие Видео: Кальций глюконатУсловия храненияЦены в интернет-аптеках:от 4…

Фармакологическое действие Показания к применению Способы применения и дозировкаПобочные действия Видео: Глицерофосфат кальция или глюконат кальция?Противопоказания к применениюПередозировкаДополнительная информацияКальция глицерофосфат – это…

Форма выпуска и составФармакологическое действиеПоказания к применениюСпособы применения Противопоказания к применениюВидео: Какой Кальций Лучше для Детей,Взрослых,Беременных- Кальций Магний и Витамин Д3-Инструкция,ПрименениеПобочные действияОсобые…

Фармакологическое действие Показания к применению Способ применения и дозировкаПобочные действия Противопоказания к применениюПередозировкаДополнительная информацияКальцитонин – это лекарственный препарат, который применяется для терапии…

В последнее время очень много говорят об уникальном наполнителе в филлерах –гидроксиапатите кальция. Столкнувшись с непонятным термином, многие пациенты предпочитают обходить его стороной, не пытаясь вникнуть в суть. А ведь этот препарат пророчат в лидеры среди филлерных наполнителей.

Гидроксиапатит кальция – это неорганический компонент, присутствующий в нашем организме и являющийся основным компонентом нашей костной ткани. Он входит в состав костей, в клеточный и бесклеточный цемент и эмаль зубов. Выделяют его из кораллов рода Porites, которые добывают в море.

Совершенно безопасен для человека и инертен к его тканям. По этой причине получил широкое применение в медицине: стоматологии, челюстно-лицевой хирургии, ортопедии. В косметологии используется как наполнитель в филлерах для восполнения утраченных объемов.

Гидроксиапатит кальция в биологических тканях организован в кристаллические структуры. Используют его в микросферах в виде белых кристалликов. Как утверждают производители, гидроксиапатит кальция стимулирует синтез коллагена в коже. Спустя некоторое время гидроксиапатит кальция полностью выводится из организма, а улучшение кожных характеристик продолжается.

Зачем используют гидроксиапатит кальция?

Принято считать, что именно морщины являются первым признаком старения кожи, но это не совсем так. Морщины действительно считаются серьезным признаком увядания кожи, но существует более явственный признак, делающий кожу по-настоящему возрастной. Это утраченные объемы. Что это значит? Это значит, что по мере старения, кожа теряет упругость и попросту «сползает» вниз.

В молодости плотность кожи концентрируется в верхней части лица в области скул. Она выглядит упругой и подтянутой. С годами кожа теряет былую упругость и эластичность, и весь объем перемещаться с верхней части лица в нижнюю ее часть в область подбородка. Этот процесс называется деформационным птозом. Почему происходит деформация лица? Существует несколько факторов, способствующих этому процессу:

• гравитация;
• разрушение коллагеновых и эластических волокон;
• уменьшение синтеза гиалуроновой кислоты;
• сокращение фибробластов в соединительной ткани.

В результате кожа становится дряблой, неэластичной, с плохим тургором, и «поплывшим» овалом лица. И самое главное лицо становится старым и усталым, а его выражение вечно скорбным и печальным. Выходит, что устранение только морщин или только носогубных складок не даст омоложение лица в той мере, в какой оно действительно считается молодым: с объемом, хорошим тургором и упругостью тканей.

Современным женщинам несказанно повезло. Теперь можно восполнить кожные объемы, не прибегая к радикальным мерам былых времен. И здесь главенствующая роль отводиться гидроксиапатиту кальция. В основном филлеры на основе гидроксиапатита кальция применяются для восполнения утраченных объемов. В этом случае им нет равных. Но в отличие от филлеров на основе гиалуроновой кислоты, они не способствуют гидратации кожи и не восстанавливают обменные процессы в ней.

Преимущество филлеров на основе гидроксиапатита кальция

Филлеры на основе гидроксиапатита кальция имеют свои преимущества. На данный момент это востребованный компонент в филлерах, а популярность процедуры на его основе растет с каждым днем. Какие это преимущества?

Во-первых, гидроксиапатит кальция – это биодеградируемый препарат. Это значит, что он по истечению срока действия выводится из организма.

Во-вторых, гидроксиапатит кальция входит в состав нашего организма. То есть для организма он не является «чужаком», который может вызвать отторжение препарата или аллергическую реакцию. Он полностью биосовместим с нашими тканями. Хотя риск возникновения аллергических реакций все же существует, поведение организма иной раз непредсказуемо, но этот риск минимален.

В-третьих, он запускает синтез эндогенного коллагена.

В-четвертых, филлеры с гидроксиапатитом кальция имеют более продолжительный эффект. По сравнению с филлерами гиалуроновой килоты, срок действия гидроксиапатита кальция вдвое больше.

Механизм действия гидроксиапатита кальция

Как было сказано выше, гидроксиапатит кальция вводится в организм в виде микросфер. Наряду с ним вводится и гель-носитель. После введения препарата в кожу, гель-носитель моментально разглаживает морщины. Морщина – это углубленная борозда на коже. Когда вводят филлер, то морщина приподнимается за счет геля-носителя, который заполняет полость под ней. Желеобразная структура геля не позволяет морщине вернуться в ее исходное положение.

Таким образом, морщинка разглаживается, а кожа вокруг нее становится упругой. Спустя некоторое время, макрофаги (клетки организма, пожирающие бактерии, чужеродные для организма частицы и токсины) поглощают гель-носитель. Остаются микросферы гидроксиапатита кальция, которые формируют новый коллаген. Коллаген в свою очередь формируют новый кожный матрикс, который обволакивает микросферы.

Так им образом, образуется новая структура из соединительной ткани, которая действует почти два года. Образование новой соединительной структуры дает хороший долгий эффект от процедуры.

Что могут исправить филлеры с гидроксиапатитом кальция

Спектр применения филлеров достаточно широк. С их помощью:

• восполняют утраченные объемы (на скулах, подбородке, щеках);
• заполняют носогубные складки;
• устраняют морщины марионетки в области рта;
• корректируют овал лица;
• позволяют произвести коррекцию кистей рук.

Побочные эффекты и осложнения

Сразу отметим, что филлеры на основе гидроксиапатита кальция являются совершенно безопасными. Трехлетние исследования полностью подтвердили их надежность. Противопоказаний практически нет, кроме, индивидуальной непереносимости к препарату. Аллергические реакции чаще всего развиваются у аллергиков. Перед процедурой следует обязательно провести кожные тесты на предмет выявления аллергии, так как иной раз сами пациенты не всегда догадывается о наличие у них подобной непереносимости.

Побочные эффекты совсем незначительные и проявляются классическим образом:

• отеки;
• микрогематомы в местах проколов;
• синяки.

В течение нескольких дней все побочные эффекты полностью исчезают сами собой. С осложнениями все не так просто, сами по себе они не исчезают. Для их устранения иной раз прибегают к медицинскому вмешательству. Чаще всего осложнения говорят о низкой профессиональной подготовке врача-косметолога. Какие осложнения могут быть?

• в месте введения на лице могут образоваться белые полосы. Обычно такое случается из-за недостаточно глубокого введения филлера;
• введение препарата в местах непредназначенных для этого вида филлеров (например, губы, слезная борозда) В результате этого могут возникнуть комки на кожи, ее неровности и даже развитие асимметрии;
• проступание геля под кожей (эффект Тиндаля). Также происходит в результате неглубокого введения препарата, или не в тот слой кожи;
• развитие на лице бактериальной инфекции в случае грубейших нарушений мер септики и антисептики;
• образование сгустков геля в местах введения препарата и формирование гранулем.

Профессионализм и мастерство врача-косметолога заключается в соблюдении точной технике инъекций. Они способны минимизировать побочные эффекты и осложнения.

Это заболевание называется остеопорозом . Пораженные им кости становятся хрупкими, с трудом справляясь с возложенной на них нагрузкой. В случае перелома срастаться такая кость будет значительно дольше, чем здоровая. Как уже упоминалось выше, главной причиной таких изменений является постепенное вымывание кальция из организма. На протяжении всей жизни у нас в организме происходят два равновесных процесса: непрерывное образование новой костной ткани и резорбция (растворение) старой. К старости равновесие смещается в сторону резорбции, и новая ткань просто не успевает занять место растворенной. А избыток катионов кальция, являющегося основным продуктом этого процесса, выводится из организма естественным путем.

Что же представляет собой человеческая кость? На рисунке 1 схематически изображено строение кости человека. Основа состоит из композита (материала, составленного из других материалов и обладающего свойствами, отличными от свойств «родителей»), представляющего собой кристаллы нестехиометрического гидроксилапатита с химической формулой:

Ca 10 − x − y/2 (HPO 4) x (CO 3) y (PO 4) 6 − x − y (OH) 2 − x ,

Таким образом, полная замена кости на искусственный материал нежелательна. Наиболее предпочтительным путем к регенерации костной ткани на сегодняшний день стала замена поврежденной части ткани на биоактивный протез, который срастется с окружающими тканями, затем ускорит естественную регенерацию и постепенно растворится без следа, оставив на костном дефекте новую ткань.

Традиционно в ортопедии для этих целей применяется гидроксилапатит . Стехиометрически гидроксилапатит (далее для краткости мы будем называть его ГАП) наиболее приближен по составу к минеральной составляющей кости (по сравнению с другими фосфатами кальция). Его формула:

Что собой представляет гидроксилапатит?

Долгое время считалось, что гидроксилапатит Ca 10 (PO 4) 6 (OH) 2 - идеальный в плане биосовместимости материал для восстановления поврежденных костей и зубов. Первая документированная попытка использовать ГАП в качестве остеозамещающего материала относится к 1920-м годам. Однако успешное применение ГАП в указанных целях совершилось только через 60 лет. Гидроксилапатит прекрасно совместим с мускульной тканью и кожным покровом; после имплантации он может напрямую срастаться с костной тканью в организме. Высокая биосовместимость гидроксилапатита объясняется кристаллохимическим подобием искусственного материала костному «минералу» позвоночных.

Название минерала происходит от греческого «апатао» - обманываю, поскольку красиво окрашенные природные разновидности апатитов часто путали с бериллами и турмалином. Несмотря на очень широкий спектр окраски природных апатитов, вызванных различными примесями, низкая твердость (он является эталоном значения 5 по 10-балльной шкале Мооса) не позволяет рассматривать его как полудрагоценный поделочный камень.

Известно, что костный минерал содержит в заметном количестве (~8% по массе) карбонат-ионы; существует также природный минерал сходного состава - даллит. Считается, что карбонат-ионы могут занимать две разные позиции в структуре ГАП, замещая гидроксил и/или фосфат-ионы с образованием карбонатгидроксилапатита (КГАП) А- и Б-типа, соответственно. Апатит биологического происхождения относится к Б-типу. Замещение фосфат-ионов карбонат-ионами приводит к уменьшению размеров кристаллов и степени кристалличности ГАП, а это сильно затрудняет исследование природных биоминералов. Увеличение доли карбонат-ионов в составе гидроксилапатита вызывает закономерные изменения в равновесной форме кристалла. Игольчатые кристаллы «сплющиваются» до пластин, которые очень похожи на кристаллиты существующего в организме апатита . Таким образом, внесением в синтезируемый минерал небольшой доли карбонат-ионов можно получить материал, аналогичный биогенному и по химическому составу, и геометрически.

Важной характеристикой ГАП является стехиометрия его состава, которую принято выражать соотношением Ca/P. Переменный состав вызван тем, что при синтезе ГАП из раствора нельзя защититься от ионов H 3 O + и HPO 4 2 − , которые могут замещать соответственно ионы Са 2+ и РО 4 3 − в кристаллической структуре гидроксилапатита.

Как используется гидроксилапатит?

Существуют различные методы синтеза гидроксилапатита. Их можно условно разделить на высоко- и низкотемпературные. Высокотемпературные методы не представляют для нас большого интереса, так как полученные таким образом материалы практически не биоактивны. Низкотемпературные методы можно разделить на две большие группы: гидролиз (в том числе так называемые гидротермальные методы синтеза) и осаждение из раствора . Интересен так же комбинированный метод так называемого золь–гель синтеза . В нем сухой остаток геля подвергается разложению при относительно невысокой температуре 400–700 °С (по сравнению с высокотемпературным синтезом). Материалы, полученные таким образом, представляют собой твердую, пористую керамику, по химическому составу и физическим свойствам напоминающую минерал кости.

Рисунок 2. Индивидуальный протез фрагмента нижней челюсти для больного саркомой нижней челюсти. Протез изготовлен из полимера и гидроксилапатита.

Как реагирует организм на кальций-фосфатную керамику?

Биоактивность - комплексная характеристика совместимых с организмом материалов, учитывающая, помимо воздействия на биологические процессы роста и дифференциации клеток, также:

1. скорость растворения материала в средах, создаваемых определенными группами клеток (биорезорбируемость);
2. скорость осаждения материала из межтканевой жидкости на поверхность материала.

Среди требований, которые предъявляются к биоактивным материалам, применяемым в медицинской практике для восстановления целостности костной ткани, на первом месте стоят относительно высокая скорость растворения (порядка десятков мкм в год) - так называемая биорезорбируемость . Активную роль в биохимических реакциях, протекающих на границе раздела кость/имплантат с участием клеток специфических для процесса остеосинтеза, играет поверхность. Говоря о скорости резорбции материала, находящегося в межтканевой жидкости, принято сравнивать новые материалы с уже используемыми в медицине - керамикой на основе гидроксилапатита или β-трикальцийфосфата. Крупнокристаллическая керамика на основе ГАП резорбируется медленно, так что включения искусственного материала можно обнаружить в кости и через много лет. Керамика, полученная с использованием β-Ca 3 (PO 4) 2 , растворяется столь быстро, что растущая кость не успевает заполнить образующиеся полости. Скорость растворения материала зависит от множества факторов: площади поверхности, строения, состава, дефектности материала. Эти характеристики определяют отклик организма на инородный имплантат. Биоактивные материалы характеризуются быстрым срастанием с костной тканью через образование промежуточного слоя ГАП, образующегося двумя возможными путями:

• растворение фосфата кальция - осаждение гидроксилапатита, или
• осаждение ГАП из пересыщенного раствора в тканевой жидкости.

Важная процедура оценки биоактивности подразумевает тестирование in vivo . Это дорого и долго, а также сопряжено с риском. Однако ведется активная разработка методик, позволяющих уже на раннем этапе доклинических испытаний ранжировать материалы по степени биоактивности в ходе относительно простых экспериментов in vitro , моделирующих процессы в организме человека - растворение материала и осаждение ГАП на поверхности материала из растворов, подобных жидкостям организма.

Исследование биоактивности материалов проводят с использованием раствора, имитирующего ионный состав межтканевой жидкости человека. Компактные образцы исследуемого материала помещают в раствор на несколько суток при 37 °С. Процесс осаждения карбонатгидроксилапатита из модельного раствора на поверхность материала контролируют методами рентгенофазового анализа, ИК-спектроскопии и растровой электронной микроскопии.

Существует необходимость регулировать биорезорбируемость искусственных материалов, в зависимости от их назначения. Такая возможность существует благодаря различию свойств материалов с разным составом. Чтобы сделать образец более резорбируемым, нужно увеличить долю карбонат- и силикат-ионов в кристаллической решетке материала.

Наилучшую биоактивность в таких исследованиях проявляет кремнийсодержащий материал. На его поверхности образуются силанольные (-SiOH) группы, активно участвуя в минерализации внешнего слоя имплантата. Такой материал интенсивно обменивается ионами с раствором: силанольные группы прочно связывают ионы кальция, способствуя формированию слоя аморфного фосфата кальция на поверхности, расслоение и кристаллизация которого приводит к образованию ажурного слоя, состоящего из частиц ГАП размером ~10 нм (рис. 3). Различия в толщине такого слоя могут служить мерой биоактивности материала: чем он толще, тем проще кость будет встраивать этот материал в свою структуру.

Рисунок 3. Ажурный слой частично резорбированной керамики. Снимок со сканирующего электронного микроскопа. Здесь изображен фрагмент материала, подвергнутый растворению в модельном растворе in vitro . Справа можно увидеть, каким был материал до начала резорбции.

Еще одним из важнейших свойств современных имплантационных материалов является остеоиндуктивность - способность поддерживать жизнедеятельность остеобластов и стимулировать эктопическое (вне кости) образование костной ткани de novo . Это важнейшее свойство для искусственных имплантов. Дело в том, что для инициации костеобразования вокруг импланта необходимо микроокружение частицами живой кости. Вновь образующаяся кость постепенно срастается с окружающими имплантированными частицами, «перескакивая» с одной на другую.

Считается, что наиболее активным с точки зрения остеосинтеза является аморфная модификация гидроксилапатита. Однако в достаточной степени кристалличный ГАП с размерами кристаллитов, приближающимися к размерам кристалла в костной ткани (20–40 нм 3), может показывать результаты на порядок выше аморфных цементов, использующихся в настоящее время .

Биоинертные материалы никак не влияют на процесс остеосинтеза. На поверхности изготовленных из них имплантатов происходит образование фиброзной ткани, препятствующей образованию связи имплантата с костью. Существует значительная вероятность отторжения таких материалов организмом, часто сопровождающегося воспалительными процессами. Тем не менее, полностью отказаться от этих материалов пока нельзя, поскольку они дешевы и легки в обработке. Основные проблемы, которые решаются при проектировании имплантатов из биоинертных материалов, - приближение упругих характеристик имплантата к характеристикам кости, а также снижение скорости коррозионных процессов.

В отличие от биоинертных синтетических материалов на основе полимеров и металлов, керамика на основе фосфатов кальция биосовместима и биоактивна, а значит, является наиболее перспективным материалом для костных имплантатов. Главным ее недостатком является хрупкость. Пока что наилучшим выходом является применение композитов из покрытых кальцийфосфатной керамикой металлов или полимеров (рис. 4). Они хорошо обеспечивают интеграцию материала в костную ткань, не позволяя образовываться фиброзной ткани вокруг биоинертного металла. Со временем протез очень прочно срастется с окружающей костью, которая заменит слой ГАПа. Процент отказа таких протезов значительно ниже, чем у металлических и пластиковых аналогов.

Рисунок 3. Покрытие из биоактивной керамики на протезе тазобедренного сустава. Слева изображена пористая структура керамического покрытия. Справа - рентгеновский снимок протеза, имплантированного на место тазоберенного сустава. Сам протез изготовлен из титана и полимеров.

Как придать ГАПу новые свойства?

Не все свойства, необходимые для протезирования, заложены в гидроксилапатит природой. Однако какие-то терапевтические эффекты к материалам можно добавить, усложняя состав композита дополнительными веществами. Однако это не очень удобно, так как усложнит клинические испытания, да и разрабатывать такой материал значительно труднее. Но можно добиться прогресса и получить уникальные свойства, незначительно модифицируя состав и вводя в решетку гидроксилапатита примеси других катионов и анионов. Изменяя состав керамики, можно варьировать ее прочность, размер и форму кристаллитов, скорость растворения и множество других параметров.

Модифицировать кальций-фосфатную керамику можно введением множества компонентов. Возможности для выбора такого модификатора (легирующего компонента) довольно широки: в зависимости от размеров замещаемого иона можно менять состав как на доли, так и на десятки процентов. Например, малые концентрации ионов кремния активируют регенерацию костной ткани, играя роль антигена для соответствующих клеток.

Интересны, например, биологические свойства катионов лантаноидов . Применение ионов лантаноидов в пероральных препаратах ограничено их низкой способностью проходить сквозь стенки желудка и кишечника. Для улучшения доступности катионов лантаноидов можно использовать липофильные оболочки комплексов. Вещества, способные проникать сквозь клеточные мембраны, называются ионофорами . (Подробнее о них можно прочитать в статье « » .) Такая оболочка позволит им проникать сквозь мембрану клетки. Этот метод доставки ионов в остеобласты может стать принципиально новым подходом к лечению целого ряда заболеваний кости.

Благодаря высокому сродству к фосфатам лантаноиды прочно связываются в структуре минералов, составляющих основу костной ткани, не нарушая при этом их структуру. Лантаноиды способны даже замещать кальций в костях, параллельно подавляя развитие клеток, отвечающих за разрыв и резорбцию костной ткани. Эта способность «подражать» функциям ионов кальция позволяет рассматривать лантаноиды в качестве компонента для терапии заболеваний кости.

Частичный обмен катионов кальция на катионы лантаноидов открывает широкие перспективы для целого ряда различных материалов на основе фосфатов кальция. С помощью лантаноидов можно влиять на физические свойства получаемой керамики, регулировать скорость резорбции и даже использовать этот материал как препарат для лечения остеопороза.

На практике ГАП используют в виде цемента или пористых вкладок для заполнения трещин (рис. 5), каверн и других дефектов в ортопедии и челюстно-лицевой хирургии. В виде пленки его наносят на протезы из других материалов (чаще всего металлических или полимерных) для снижения риска отторжения и лучшей фиксации за счет образования новых тканей вокруг протеза. Как правило, это протезы тазобедренного сустава и различные зубные протезы.

Разумеется, искусственно синтезированный гидроксилапатит далек от идеала, и в качестве материала для имплантации при создании полноценных протезов крупных костей или суставов его пока использовать нельзя. Но использование его замечательных свойств, таких как сравнительно простое регулирование состава и морфологии кристаллитов, биоактивность и способность ускорять естественную регенерацию, позволяет делать на его основе препараты для исправления и профилактики костных дефектов уже сейчас. А это значит, что в обозримом будущем мы сможем значительно упростить лечение остеопороза, ускорить излечение переломов, а, возможно, даже и возвращать утраченные конечности с помощью искусственных костей.

Литература

1. Hench L.L. (1998). Bioceramics . J. Am. Ceram. Soc. 81, 1705–1728;
2. Вересов А.Г., Путляев В.И., Третьяков Ю.Д. (2000). Достижения в области керамических материалов. Рос. Хим. Журн. № 6 (2000), 32–46; ;
3. Hench L.L. (2006). The story of Bioglass ® . J. Mater. Sci. Mater. Med. 17, 967–978; ;
4. Дорожкин С.В., Агатопоулус С. (2002). Биоматериалы: Обзор рынка. Химия и жизнь № 2 (2002), 8;
5. Eans E.D., Hailer A.W. (1998). The effect of fluoride on the size and morphology of apatite crystals grown from physiologic solutions . Calcif. Tissue Int. 63, 250–257; ;
6. Qinghong H., Zhou T., Liu Y., Tao J., Cai Y., Zhang M., Pan H., Xu X., Tang R. (2007). Effect of crystallinity of calcium phosphate nanoparticles on adhesion, proliferation, and differentiation of bone marrow mesenchymal stem cells . J. Mater. Chem. 17, 4690–4698; ;
7. Barta C.A., Sachs-Barrable K., Jia J., Thompson K.H., Wasan K.M., Orvig C. (2007). Lanthanide containing compounds for therapeutic care in bone resorption disorders . Dalton Trans. 43, 5019–5030; ;

Прибизительно в возрасте тридцати лет наша мышечная масса начинает уменьшаться. Поддержите здоровье костей гидроксиапатитом кальция, сделанного из формы кальция, которая придаёт костям их силу и крепость. Кости состоят из живых клеток, находящихся в минерализованной органической основе. Чем больше масса кости, тем сильнее кость. Эта форма кальция содержит фосфор в подходящем количестве для строения кости. Витамин D поддерживает усвоение организмом этих важных микроэлементов. Адекватное употребление кальция и витамина D в течение жизни, как часть сбалансированной диеты и физической активности, может сократить риск развития остеопороза в пожилом возрасте.

По три (3) капсулы дважды в день.

Другие Ингредиенты

Желатин (капсула), фосфат дикальция, стеарат магния и диоксид кремния.

Не содержит дрожжей, молочных продуктов, яиц, клейковины, сои или пшеницы. Не содержит сахара, соли, консервантов или искусственного цвета, вкуса или аромата.

Предупреждения

Внимание: если вы беременны, планируете беременность, кормите грудью, принимаете рецептурные лекарства, посоветуйтесь с врачом перед приемом этого продукта.

Хранить в сухом прохладном месте.

Не использовать, если защитная мембрана повреждена или отсутствует. Хранить в месте, недоступном для детей.

Отказ от ответственности

iHerb делает всё возможное для того, чтобы изображения и информация о продукции были предоставлены своевременно и корректно. Однако, иногда обновление данных может производиться с задержкой. Даже в случаях, когда маркировка полученной Вами продукции отличается от представленной на сайте, мы гарантируем свежесть товаров. Мы рекомендуем ознакомиться с инструкцией по применению, указанной на товаре, перед его использованием, а не только полностью полагаться на описание, представленное на сайте iHerb.