Физические свойства кристаллов сложных веществ, к которым можно отнести гидроксиапатит (ГА) , в отличии от более простых соединений типа металлов, графита, поваренной соли, носят характер гетеродесмических. Для них внутренние связи наряду с прочными ковалентными связями имеют другие, например, ионные, Ван-дер-ваальсовые, образующие фрагменты. Эти включения, состоящие, в частности, из SO 4 2- , NO 3 - , СO 3 2- , SiO 4 2- и др., могут быть представлены в виде «островов», каркасов, цепочек, слоев. Свободная энергия, которая определяется по формуле:

где U - энергия связи кристалла, S - энтропия, Т - температура, имеет наиболее высокое значение, равное около 20-100 ккал/ моль для ковалентных, а 1 — 10 ккал/моль - Ван-дер-ваальсовых сил. Последним принадлежит ключевая роль в процессах адгезии биополимеров и белков (Бокий, 1971; Киттель, 1978; Прохоров и др., 1995).

Определение свободной энергии в настоящее время возможно преимущественно для простых случаев с использованием зонной теории, предложенной в 1928-1934 гг. Ф. Блохом и Я. Бриллюэном, согласно которой атомы в твердом теле (TiO 2 , MgO, Ti-Ni и т.п.) находятся на расстояниях порядка размера самих атомов. При этом валентные электроны могут распространяться по всему кристаллу, формируя замкнутые энергетические зоны. В зависимости от характера этой зоны, как было показано А. Вильсоном (1931) (частично заполненной, незаполненной, запрещенной, проводимости, неопределенно-валентной и др.) кристаллы проявляют свойства проводника, диэлектрика, полупроводника. В аморфных телах, по-видимому, есть квазизапрещенные энергетические области, являющиеся аналогами зонной структуры, что позволяет им проявлять свойства металлов, диэлектриков и полупроводников (Каганов, Френкель, 1981; Киттель, 1978; Пайерлс, 1956). Характеристики строения кристаллической решетки ГА и ОКФ представлены в таблицах.

Кристаллографические свойства ОКФ и ГА: сравнение рассчитанных d-интервалов для возможных h00 пиков в ОКФ и в ГА (Brown, 1962, Brown et al., 1981)

Характеристика строения кристаллов ОКФ и ГА

Из биодеградируемых кальциофосфатных материалов, полученных из порошков дикальциофосфата безводного и тетракальций фосфата, готовились стержни или диски с начальным соотношением Са/Р-1,5 и, после дополнительной обработки и прессования, образовывался низкокристаллический гидроксиапатит (ГА). Стержни имплантировались в бедренную кость крысам, и изучалось врастание костной ткани в течение 1-5 недель. Диски культивировались с костными клетками в системе in vitro. При этом происходила замена кальциофосфатного материала новой костью за счет процесса его ремоделирования. Сначала остеокласты и мультиядерные клетки резорбировали материал, а затем остеобласты восстанавливали новую кость в течение 3 недель. В образовавшиеся в материале конусы шириной 0,75 мм, выстланные костными клетками, врастали сосуды, а сама зона неоостеогенеза постепенно расширялась (Foster et al., 1998).

Макротекстурированные поверхности гидроксиапатита обладают более выраженной способностью к интеграции с костной тканью по сравнению с обычными гладкими материалами (Ricci et al., 1998).

Апатит зубов содержит большее количество карбоната и фтора, Mg 2+ , Na + . При этом происходящее замещение ОН на F увеличивает твердость и сопротивляемость к разрушению материала, однако снижает остеоиндуктивные и остеокондуктивные свойства ткани.

Ионы кальция и магния принимают участие в процессах клеточной адгезии (Гольдберг и др., 1992). Вполне логично предположить, что если в кальциофосфатную (КФ) керамику ввести ионы магния, то это может усилить способность поверхности материала прикреплять к себе остеогенные клетки и, тем самым, способствовать процессу связывания костной ткани. Это было подтверждено в опытах на кроликах, которым в бедро имплантировали стержни из TiAlV сплава, покрытые ГА керамикой, нанесенной плазменным напылением. В материал дополнительно с помощью ионной имплантации вносились ионы магния в дозе 1х10 7 см 2 . Оказалось, что через 3 недели, но не ранее, в опытной группе интеграция костной ткани с имплантатом достоверно превышала контрольные значения, что было доказано на ультратонких срезах с использованием флуоресцентных меток (тетрациклин, кальцеин синий, кальцеин зеленый, ализарин красный). Предполагается, что данный эффект обусловлен влиянием магния не только на адгезию костных клеток, но и на функциональную активность остеобластов (Zhang et al., 1998).

Рост костей включает начальное образование аморфного апатитного слоя, который в присутствии воды может частично гидролизироваться с образованием кристаллической структуры гидроксиапатита. Образования, возникающие при этом, очевидно, имеют сложную структуру и симметрию. В реальных условиях все кристаллы разбиты на мозаичные блоки, в которых структуры дезориентированы по отношению друг к другу на малые углы. В костной ткани кристаллы гидроксиапатита ориентированы вдоль коллагеновых волокон. Следует обратить внимание на то, что последние имеют сложную структуру с расположением коллагена по силовым линиям напряжения. Следовательно, процесс кристаллизации гидроксиапатита должен учитывать эту особенность за счет, например, деформации кристаллов в поликристаллической цепи, позволяющей повторять пространственную структуру волокон. Это подразумевает то, что для выполнения биомеханической роли кристаллов гидроксиапатита в костной ткани их форма, размеры и симметрия должны варьироваться. Иначе нарушится структурная и функциональная целостность кости как опорно-двигательного органа.

Из этого вытекает важный практический вывод: при разработке новых биоматериалов на основе гидроксиапатита следует использовать анизотропные кристаллы с изменяющейся формой.

Резюмируя вышесказанное, можно с большой степенью вероятности утверждать, что натуральный гидроксиапатит имеет строго специфическую пространственную организацию, анизотропию, которую чрезвычайно трудно воссоздать в искусственных усло виях. Нарушение структуры КФ, вызванное микроэлементами, анионами или катионами приводит к изменению физико-химических и биологических свойств гидроксиапатитных материалов, что является, очевидно, одной из причин, вызывающих различного рода осложнения при их использовании в травматологии и ортопедии. К сожалению, как мы уже говорили, пока ни одна из известных схем синтеза гидроксиапаптита не позволяет точно повторить особенности кристаллической структуры его естественного изомера. Уровень современной техники еще далек от того, чтобы в искусственных условиях воссоздать направленный рост кристаллов гидроксиапатита, даже из нативных зародышевых матриц. В первую очередь это происходит из-за нарушения равновесных условиях роста кристалла и захвата им технологических примесей, а также способов нанесения ГА покрытий на имплантаты. Следствием вышеуказанных процессов является возникновение точечных дефектов, дислокации и секторированию кристаллической структуры гидроксиапатита , со всеми вытекающими из этого последствиями.

А.В. Карпов, В.П. Шахов
Системы внешней фиксации и регуляторные механизмы оптимальной биомеханики

Для коррекции внешности специалисты в области косметологии советуют применять филлеры. Особой популярностью среди пациентов пользуются наполнители на основе гидроксиапатита кальция. Одним из известных высокотехнологичных филлеров является . Препарат содержит два компонента:

• кристаллы гидроксиапатита кальция;
• гель.

Что такое гидроксиапатит

Гидроксиапатит – это вещество, присутствующее в органическом матриксе костных тканей. В состав входят:

• фосфор;
• кальций.

Содержит макроэлементы магния, железа, цинка и бора. По своей формуле схож со строением костной ткани человека. Благодаря этому свойству происходит его положительное усвоение организмом. Гидроксиапатит часто присутствует в косметике в виде нано частиц. В природе встречается в микрокристаллической форме. Для получения препарата вещество измельчают до состояния порошка белого цвета и смешивают с очищенной водой.

Где применяется

Препарат широко используется в:

• стоматологии;
• ортопедии;
• челюстно-лицевой хирургии;
• нейрохирургии;
• офтальмологии;
• отоларингологии;
• косметологии.

В косметологической отрасли используется в виде основы для филеров. В стоматологии присутствует в зубной пасте и средствах для ухода за полостью рта. Для восполнения нехватки в организме может выпускаться в форме таблеток.

Принцип воздействия на организм

Механизм действия на организм следующий:

1. Филлеры с гидроксиапатитом кальция вводятся в проблемную область.
2. В результате внедрения морщины разглаживаются и кожа становится эластичной.
3. С течением времени гель перерабатывается организмом и гидроксиапатит кальция активизирует синтез коллагена.
4. Далее коллаген формирует новую кожную структуру с сохранением эффекта оздоровления до двух лет.

Плюсы и минусы применения в косметологии

К благоприятным характеристикам препарата относятся:

• низкий риск аллергического проявления;
• положительная реакция на усвояемость;
• совместимость с тканями;
• способность активизации синтеза коллагена;
• продолжительность действия.

Отрицательная сторона применения лекарства:

• невозможность вывода из организма;
• запрет на использование гиалуроновой кислоты на срок до 1 года.

Показания и противопоказания

Задействовать состав можно в следующих случаях:

• коррекция формы лица;
• наполнение носогубной области;
• ликвидация морщин;
• устранение рубцов;
• корректировка щек, подбородка, скул, ушей, висков, носа, кистей рук.

С помощью гидроксиапатита кальция можно скорректировать проблемные зоны с долго выраженным действием.

Использование препарата может нанести вред здоровью при следующих отклонениях:

• инфекционные заболевания;
• кожные болезни;
• онкология;
• сахарный диабет;
• аутоиммунные заболевания;
• неудовлетворительная свертываемость крови;
• беременность;
• лактация;
• менструация.

На приеме у лечащего врача необходимо сообщить о возможности аллергии и принимаемых лекарствах.

Инструкция по применению

Порядок использования филлера следующий:

• разметка проблемной зоны;
• определение дозировки;
• обработка антисептиком;
• применение анестезии;
• введение препарата сверхтонкой иглой;
• нанесение противовоспалительного крема.

Проведение сеанса можно увидеть в этом видео:

Проводить процедуру может только высококвалифицированный врач-косметолог, прошедший специализированное обучение по использованию филлеров.

Для быстрого восстановления после процедуры необходимо придерживаться следующих правил:

• отказаться от косметического макияжа;
• прикладывать пакетики со льдом к местам уколов;
• не употреблять алкоголь;
• не посещать баню;
• не массажировать проблемную область;
• ограничить физические нагрузки;
• спать на спине;
• не принимать солнечные ванны.

Побочное действие и осложнения

Возможно проявление нежелательных последствий:

• аллергическая реакция;
• микро гематомы;
• покраснение проблемной области;
• онемение;
• отеки;
• синяки.

При выполнении рекомендаций по реабилитации отрицательные действия проходят самостоятельно через двое суток. Исключения составляют осложнения, вызванные непрофессиональными действиями специалиста при проведении процедуры в виде:

• неровности и асимметрия кожного покрова;
• выпирание геля в проблемной зоне;
• белые полосы в месте введения;
• воспалительная реакция.

И игл, сферолитов , реже отмечаются короткостолбчатые, тупо-пирамидальные или таблитчатые по {0001} кристаллы. Агрегаты массивные, зернистые до плотных, также в виде волокнистых корок.

Под п. тр. с трудом сплавляется по краям. Растворим в HCl и HNO 3 .

Гидроксилапатит как биоминерал

До 50 вес.% костей состоят из специфической формы гидроксиапатита (известен как костная ткань ). Гидроксиапатит является основным минеральным компонентом зубной эмали и дентина (нестехиометрический гидроксилапатит с кристаллами в форме пластин размерами 40х20х5 нм и осью "с" кристаллической структуры, лежащей в плоскости кристалла). Кристаллы гидроксилапатита находятся в небольших кальцификатах живых организмов (в шишковидной железе и других органах). Также входит в состав патогенных биоминералов (зубных, слюнных, почечных камней и др.).
Актуально создание биоматериалов на основе гидроксилапатита для замены поврежденной костной ткани и тд. Он часто используется в качестве наполнителя вместо ампутированной кости или в качестве покрытия для содействия костного врастания в протез имплантатов (на многие другие фазы, пусть и с аналогичным или даже идентичным химический составом, организм реагирует совсем по-другому). Показано, что не только химический состав, но и морфология синтетических кристаллов гидроксилапатита является важной характеристикой, определяющей отклик организма на чужеродный материал (Puleo D.A., Nanci A., 1999).

Гидроксилапатит (англ. APATITE-(CaOH)) - C a 5 (P O 4) 3 (O H )

КЛАССИФИКАЦИЯ

ФИЗИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА

ОПТИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА

КРИСТАЛЛОГРАФИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА

Перевод на другие языки

Неорганическая часть костной ткани зуба состоит из ортофосфатов кальция [ОФК]. Гидроксиапатит кальция [ГAП; Ca10(PO4)6(OH)2] и β-трикальцийфосфат [ТКФ; Ca3(PO4)2] являются основными минеральными компонентами костной ткани. Вследствие химического сходства с биологическими кальцинированными тканями, все ортофосфаты являются биосовместимыми материалами. Несмотря на постоянное растущее применение ортофосфатов кальция в медицине, существует очень мало статей описывающих свойства не только традиционно используемых ортофосфатов кальция (β-трикальцийфосфат и гидроксиапатит), но и других биосовместимых ОФК.

Одним из важнейших свойств ортофосфатов кальция является их растворимость в воде, поскольку из растворимости можно предсказать их поведение в организме. Если растворимость ОФК, например гидроксиапатита кальция, меньше растворимости минеральной составляющей кости, он деградирует исключительно медленно. Скорость деградации ортофосфатов кальция в организме (in vivo) можно предсказать в следующем порядке:

МКФМ › ТЕКФ = α-ТКФ › ДКДФ › ДКФ › β-ТКФ › ОГАП аморфный ГАП› ГАП

где:

МКФМ - монокальций фосфат

ТЕКФ - тетракальций фосфат

α-ТКФ - - α - трикальций фосфат

ДКФД - дикальцийфосфат дигидрат

β-ТКФ - β - трикальций фосфат

ОГАП - осажденный ГА

ГАП - гидроксиапатит кальция

Несмотря на общее понятие, существуют различия между осажденным из водных растворов гидроксиапатитом кальция (ОГАП), аморфным гидроксиапатитом кальция (АГАП) и гидроксиапатитом кальция (ГАП). Осажденный гидроксиапатит кальция обычно слабозакристаллизован, может иметь молярное соотношение ортофосфатов кальция между 1.50 и 1.67 и замещает минеральную часть кости. Аморфный гидроксиапатит кальция отличается тем, что в нем не проявляются пики при рентгенофазном анализе. Гидроксиапатит кальция определяют как гидроксиапатит, полученный термической обработкой при 900oС. Вследствие термической обработки, гидроксиапатит имеет кристаллическую структуру и менее растворим, чем минеральная составляющая кости.

Особенно интересен осажденный гидроксиапатит кальция вследствие отличной биосовместимости и развитой поверхностной области. Считают, что осажденный гидроксиапатит кальция наиболее сходен с биологическим гидроксиапатитом, присутствующим в кости. Основное различие – отсутствие примесей в структуре, в основном, карбонатов и ионов магния.

Таким образом, можно сделать вывод, что наиболее перспективным материалом, как биодеградируемый заместитель костной ткани и носитель лекарств, являетсяосажденный гидроксиапатит кальция.

Все ортофосфаты кальция являются антиоксидантами и разрешены к применению в качестве пищевой добавки. В основном, соединения ортофосфатов кальция изучали до недавнего времени как материалы, восстанавливающие костную ткань. Синтезированные гидроксиапатит кальция и β-трикальцийфосфат обладают способностью замещать минеральную фазу при контакте с костью и стимулировать регенерацию костной ткани. Известны также способность гидроксиапатита кальция и β-трикальцийфосфата к ранозаживлению, кровеостанавливающие свойства, митогенный эффект. Анализ литературных данных в области стоматологии показал, что гидроксиапатит и β-трикальцийфосфат приводят к нормализации функционального состояния пульпы зуба и вызывают реминерализацию дентина дна кариозной полости. При лечении глубокого кариеса и пульпита используется большое количество лекарственных средств, но наиболее перспективными являются вещества, обеспечивающие реминерализацию дентина и стимулирующие одонтотропную функцию пульпы зуба. Клинически подтверждено, что в итоге, формируются полноценные тканевые структуры зуба, стабилизирующих дальнейшее развитие кариеса и его осложнений.

Гидроксиапатит кальция и β-трикальцийфосфат входят в состав лечебно-профилактических зубных паст, предназначенных для предупреждения и лечения кариеса зубов, пародонта, болезней слизистой оболочки и полости рта, уменьшению повышенной чувствительности эмали.

Статья предоставлена "ЗАО БИОМЕД"

Был ли у Вас повод задуматься о том, что такое оригинальный препарат?

Ещё в 2004 году Всемирная Организация Здравоохранения приняла резолюцию, провозгласившую своей самой приоритетной задачей радикальное увеличение безопасности лечения.

Особый акцент в ней сделан на право больного знать всё о своём заболевании, методах его лечения и на необходимости получения информированного согласия больного на лечение, что, логично, предполагает предварительное разъяснение пациенту различий между «аналогами» препаратов.

Наведём «порядок» в определениях!

Оригинальный препарат – это препарат, который создан на основе новой, впервые синтезированной или полученной из природного сырья субстанции, прошёл полный курс доклинических и клинических исследований эффективности и безопасности и защищён патентом на определённый срок. В странах ЕС этот срок составляет 10–15 лет, в Украине - 20 лет.

Дженерик – это последователь, препарат, который появился после окончания срока патента. Минимизация затрат на производство и использование самых дешёвых ингредиентов приводит к тому, что знает каждый доктор - слишком дешёвые препараты не работают! Качественный дженерик не может быть дешёвым!

Лифтинговый филлер Radiesse - первый и единственный оригинальный препарат на основе гидроксиапатита кальция. Его уникальная формула на 30% состоит из микросфер гидроксиапатита кальция (CaHA) диаметром 25-45 мкм.

На что же нужно обратить внимание при выборе препарата гидроксиапатита кальция?

• ЦВЕТ

Цвет Radiesse - белый.

Другие препараты, имеющие в своем составе гидроксиапатит кальция отличаются от цвета оригинального препарата. Их цвет - серый.

Белый цвет Radiesse определяется его уникальным производством, во время которого обработка ГАК производится в вакууме, что не даёт ему окислиться и изменить цвет, а также сохраняет диаметр микросфер стабильным и неизменным.

Как же это происходит?

В процессе окислительно-восстановительной реакции восстановитель отдаёт электроны, то есть окисляется. Любая окислительно-восстановительная реакция представляет собой единство двух противоположных превращений - окисления и восстановления, происходящих одновременно и без отрыва одного от другого. При окислении вещества в результате отдачи электронов увеличивается его степень окисления. В результате такого процесса препарат приобретает серый цвет. Также при окислении молекула исходного вещества может стать нестабильной и распасться на более стабильные и более мелкие составные части.

• РАЗМЕР МИКРОСФЕР

Микросферы гидроксиапатита Radiesse округлые с гладкой поверхностью. Их размер самый безопасный – 25-45 микрон. Микросферы другого размера отсеиваются при производстве.

Больший разбег по размеру микросфер гидроксиапатита у других препаратов, имеющих в составе гидроксиапатит кальция – 15-60 микрон - говорит об их качестве и безопасности и, конечно, это объясняет их стоимость.

Микросферы до 25 микрон , которые создают массу, и, тем самым, удешевляют препарат, попадая в сосудистое русло или в лимфорусло, могут накапливаться в тех структурах, которые мы не предполагаем.

Размер больше 45 микрон вызывает стимуляцию травматической природы фибробласта, которая в свою очередь вызывает патологический фиброз.

• БИОДЕГРАДАЦИЯ

Микросферы Radiesse медленно распадаются в результате естественных внутренних механизмов фагоцитоза. Вырабатываемый кальций и фосфат ионы идентичны минералам, которые содержатся в организме.

• ПРОФИЛЬ БЕЗОПАСНОСТИ

Согласно международному стандарту дженерик – это лекарственный продукт с доказанной, в том числе и терапевтической эквивалентностью, с оригиналом.

«Терапевтически эквивалентными препараты могут считаться только в том случае, если они фармацевтически эквивалентны и можно ожидать, что они будут иметь одинаковый клинический эффект и одинаковый профиль безопасности при введении пациентам в соответствии с указаниями в инструкции», – FDA, Electronic Orange Book. Approved Drug Products with Therapeutic Equivalence Evaluations, 23th Edition, 2003.

Дженерик терапевтически эквивалентен другому препарату, если он содержит ту же активную субстанцию и, по результатам клинических исследований, обладает такой же эффективностью и безопасностью, как и препарат сравнения, чья эффективность и безопасность установлены.

Надо отметить, что сравнительное исследование должно проводиться по определённым правилам (GCP – надлежащая клиническая практика) и должно быть: независимым, многоцентровым, рандомизированным, контролируемым, длительным (средняя продолжительность лечения), с жёсткими конечными точками.

Отсутствие исследований на терапевтическую эквивалентность при регистрации дженериков имеет многочисленные негативные последствия.

В то же время неоспоримыми преимуществами оригинальных препаратов являются:

• доказанная эффективность;
• доказанная безопасность;
• инновационность;
• воспроизводимость эффекта;
• жёсткий контроль качества.

Лифтинговый филлер Radiesse в 2003 году получил Европейский Сертификат (ЕС) соответствия для пластической и реконструктивной хирургии. В 2006 году одобрен FDA, в 2011 году зарегистрирован МОЗ Украины.

К 2016 году продано более 6 000 000 шприцев во всем мире.

• ИССЛЕДОВАНИЯ ЭФФЕКТИВНОСТИ И БЕЗОПАСНОСТИ

Эффективность и безопасность Radiesse подтверждают :

• Более 20 0 клинических исследований и научных публикаций.
• Клинические данные о более чем 5000 пациентах по всему миру.
• Дермальный филлер Radiesse является одним из самых безопасных дермальных филлеров , доступных на рынке.
• Отличная переносимость и безопасность клинически доказана.
• 90% удовлетворённых пациентов после 12 месяцев.
• Доверие по всему миру с поставкой более чем 6 миллионов шприцев.

Что делать доктору, если он действительно хочет качественно и безопасно лечить пациента?