Физико-химические аспекты изучения кластеров, наноструктур и наноматериалов
Основан в 2009 году

Получение биокомозитов на основе наноразмерного гидроксиапатита с оксидами циркония и кремния

Е.А. Богданова, В.М. Скачков, И.М. Гиниятуллин, Д.И. Переверзев, К.В. Нефедова

ФГБУН «Институт химии твердого тела Уральского отделения РАН»

DOI: 10.26456/pcascnn/2021.13.655

Оригинальная статья

Аннотация: В статье обсуждается возможность получения упрочненного композиционного материала с пористой структурой на основе наноструктурированного гидроксиапатита, синтезированного методом осаждения из раствора. Новый материал получен путем механохимичекого синтеза гидроксиапатита с армирующими добавками диоксида циркония и кремниевой кислоты. Синтезированные образцы аттестованы с использованием современных физико-химических методов анализа. Показано влияние качественного и количественного состава композита на протекание процессов спекания, пористость, прочностные характеристики, степень дисперсности и морфологию исследуемых образцов. Экспериментально установлено, что максимальными прочностными характеристиками и постоянным составом обладает образец Ca10(PO4)6(OH)2–15%SiO2 ·nH2O–5%ZrO2 . Композиционный материал обладает плотной равномерной структурой с высокой степенью кристалличности, с развитой пористостью, является перспективным материалом для дальнейших исследований с целью внедрения его в медицинскую практику. На разработанный композиционный материал подана заявка на патент.

Ключевые слова: гидроксиапатит, оксид циркония, оксид кремния, композиционные биоматериалы, кристалличность, микротвердость

  • Богданова Екатерина Анатольевна – к.х.н., старший научный сотрудник лаборатории химии гетерогенных процессов, ФГБУН «Институт химии твердого тела Уральского отделения РАН»
  • Скачков Владимир Михайлович – к.х.н., старший научный сотрудник лаборатории химии гетерогенных процессов, ФГБУН «Институт химии твердого тела Уральского отделения РАН»
  • Гиниятуллин Игорь Маратович – инженер лаборатории химии соединений редкоземельных элементов, ФГБУН «Институт химии твердого тела Уральского отделения РАН»
  • Переверзев Данил Ильич – инженер лаборатории химии соединений редкоземельных элементов, ФГБУН «Институт химии твердого тела Уральского отделения РАН»
  • Нефедова Ксения Валерьевна – научный сотрудник лаборатории перспективных и функциональных материалов для ХИТ, ФГБУН «Институт химии твердого тела Уральского отделения РАН»

Ссылка на статью:

Богданова, Е.А. Получение биокомозитов на основе наноразмерного гидроксиапатита с оксидами циркония и кремния / Е.А. Богданова, В.М. Скачков, И.М. Гиниятуллин, Д.И. Переверзев, К.В. Нефедова // Физико-химические аспекты изучения кластеров, наноструктур и наноматериалов. — 2021. — Вып. 13. — С. 655-663. DOI: 10.26456/pcascnn/2021.13.655.

Полный текст: загрузить PDF файл

Библиографический список:

1. Баринов, С.М. Биокерамика на основе фосфатов кальция / С.М. Баринов, В.С. Комлев. – М.: Наука, 2006. – 204 с.
2. Díaz-Pérez, M. CaO–MgO–SiO2–P2O5– based multiphase bio-ceramics fabricated by directional solidification: Microstructure features and in vitro bioactivity studies / M. Díaz-Pérez, L. Grima, B.M. Moshtaghioun, J.I. Peña // Ceramics International. – 2021. – V. 47. – I. 12. – P. 17041-1704815. DOI: 10.1016/j.ceramint.2021.03.011.
3. Kim, H-W. Effect of CaF2 on densification and properties of hydroxyapatite–zirconia composites for biomedical applications / H-W. Kim, Y-J. Noh, Y-H. Koh, H-E. Kim, H-M. Kim // Biomaterials. – 2002. – V. 23. – I. 20. – P. 4113-4121. DOI: 10.1016/s0142-9612(02)00150-3.
4. Guidara, A. The effects of MgO, ZrO2 and TiO2 as additives on microstructure and mechanical properties of Al2O3 – FAP composite / A. Guidara, K. Chaari, S. Fakhfakh, J. Bouaziz // Materials Chemistry and Physics. – 2017. – V. 202. – P. 358-368. DOI: 10.1016/j.matchemphys.2017.09.039.
5. Htun, Z.L. Characterization of CaO–ZrO2 reinforced hap biocomposite for strength and toughness improvement / Z.L. Htun, N. Ahmad, A.A. Thant, A.-F.M. Noor // Procedia Chemistry. – 2016. – V. 19. – Р. 510-516. DOI: 10.1016/j.proche.2016.03.046.
6. Mobasherpour, I. Effect of the addition ZrO2–Al2O3 on nanocrystalline hydroxyapatite bending strength and fracture toughness. / I. Mobasherpour, M. Solati Hashjin, S.S. Razavi Toosi, R. Darvishi Kamachali // Ceramics International. – 2009. – V. 35. – I. 4. – Р. 1569-1574. DOI: 10.1016/j.ceramint.2008.08.017.
7. Пат. 2406693 Российская Федерация, МПК C01B25/32. Способ получения суспензии гидроксиапатита / Сабирзянов Н.А., Богданова Е.А., Хонина Т.Г.; заявитель и патентообладатель Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт химии твердого тела УрО РАН. – № 2008140563/15; заявл. 13.10.08; опубл. 20.12.10, Бюл. № 35. – 5 с.
8. Bogdanova, E.A. Formation of nanodimensional structures in precipitated hydroxyapatite by fluorine substitution / E.A. Bogdanova, V.М. Skachkov, I.S. Medyankina et al. // SN Applied Sciences. – 2020. – V. 2. – I. 9. – Art. № 1565. – 7 p. DOI: 10.1007/s42452-020-03388-5.
9. Богданова, Е.А. Влияние армирующих добавок на процессы спекания и упрочнения наноразмерного гидроксиапатита / Е.А. Богданова, И.М. Гиниятуллин, Д.И. Переверзев, В.М. Разгуляева // Физико- химические аспекты изучения кластеров, наноструктур и наноматериалов. – 2019. – Вып. 11. – С. 548-554. DOI: 10.26456/pcascnn/2019.11.548.

⇐ Предыдущая статья | Содержание | Следующая статья ⇒