Синтез и свойства Sr-содержащего трикальцийфосфата
О.А. Голованова
ФГБОУ ВО «Омский Государственный Университет имени Ф.М. Достоевского»
DOI: 10.26456/pcascnn/2021.13.829
Оригинальная статья
Аннотация: Sr -замещенный трикальцийфосфат был получен методом осаждения из водных растворов. Синтетические твердые фазы исследовали с помощью рентгеннофазового анализа, ИК-Фурье спектроскопии, сканирующей электронной микроскопии, энергодисперсионного анализа. Надосадочная жидкость была исследована на наличие ионов Ca2+ и PO43- для вычисления Са/Р соотношения. Выявлено, что ионы стронция входят в состав трикальцийфосфата, однако не изменяют его фазовый состав. Добавление ионов стронция в исходный раствор способствует уменьшению размеров кристаллитов и увеличению их пористости. Данные по энергодисперсионному анализу подтвердили, что ионы стронция входят в состав образцов ТКФ. Но при увеличении их концентрации, полного замещения ионов кальция на ионы стронция в структуре ТКФ не происходит. При изучении биорезорбируемости полученных образцов с помощью прямой потенциометрии установлено, что образцы, содержащие ионы стронция в своем составе, имеют меньшее значение скорости резорбции. При этом, наибольшие значения скорости растворения фиксируются в кислых средах.
Ключевые слова: кристаллизация, фосфаты кальция, замещенный трикальцийфосфат, стронций, биорезорбируемость
- Голованова Ольга Александровна – д.г.-м.н., профессор, заведующая кафедрой неорганической химии, ФГБОУ ВО «Омский Государственный Университет имени Ф.М. Достоевского»
Ссылка на статью:
Голованова, О.А. Синтез и свойства Sr-содержащего трикальцийфосфата / О.А. Голованова // Физико-химические аспекты изучения кластеров, наноструктур и наноматериалов. — 2021. — Вып. 13. — С. 829-840. DOI: 10.26456/pcascnn/2021.13.829.
Полный текст: загрузить PDF файл
Библиографический список:
1. James, S.L. Global, regional, and national incidence, prevalence, and years lived with disability for 354 diseases and injuries for 195 countries and territories, 1990-2017: a systematic analysis for the Global Burden of Disease Study 2017 / S.L. James, D. Abate, K.H. Abate et al. // The Lancet. – 2018. – V. 392. – I. 10159. – P. 1789-1858. DOI: 10.1016/s0140-6736(18)32279-7.
2. Лесняк, О.М. Остеопороз в Российской Федерации: эпидемиология, медико-социальные и экономические аспекты проблемы (обзор литературы) / О.М. Лесняк, И.А. Баранова, К.Ю. Белова и др. // Травматология и ортопедия России. – 2018. – T. 24. – № 1. – C. 155-168. DOI: 10.21823/2311-2905-2018- 24-1-155-168.
3. Kivrak, N. Synthesis of calcium hydroxyapatitetricalcium phosphate (HA-TCP) composite bioceramics powders and their sintering behavior / N. Kivrak, A.C. Taş // Journal of the American Ceramic Society. – 1998. – V. 81. – I. 9. – P. 2245-2252. DOI: 10.1111/j.1151-2916.1998.tb02618.x.
4. Gibson, I.R. Characterization of the transformation from calciumdeficient apatite to β -tricalcium phosphate / I.R. Gibson, I. Rehman, S.M. Best, W. Bonfield // Journal of Materials Science: Materials in Medicine. – 2000. – V. 11. – I. 12. – P. 799-804. DOI: 10.1023/A:1008905613182.
5. Alkhraisat, M.H. Magnesium substitution in brushite cements / M.H. Alkhraisat, J. Cabrejos-Azama, C.R. Rodríguez et al. // Journal Materials Science and Engineering: C. – 2013. – V. 33. – I. 1. – P. 475-481. DOI: 10.1016/j.msec.2012.09.017.
6. Cui, W. Hydrothermal synthesis of Mg -substituted tricalcium phosphate nanocrystals / W. Cui, S. Wang, R. Yang, X. Zhang //MRS Communications. – 2019. – V. 9. – I. 3. – P. 971-978. DOI: 10.1557/mrc.2019.110.
7. Guo, X. Osteogenic effects of magnesium substitution in nano-structured β -tricalcium phosphate produced by microwave synthesis / X. Guo, Y. Long, W. Li, H. Dai // Journal of Materials Science. – 2019. – V. 54. – I. 16. – P. 11197-11212. DOI: 10.1007/s10853-019-03674-7.
8. Roy, M. Effects of zinc and strontium substitution in tricalcium phosphate on osteoclast differentiation and resorption / M. Roy, G.A. Fielding, A. Bandyopadhyay, S. Bose // Biomaterials Science. – 2013. – V. 1. – I. 1. – P. 74-82. DOI: 10.1039/c2bm00012a.
9. Hesaraki, S. Phase transformation and structural characteristics of zinc-incorporated β -tricalcium phosphate / S. Hesaraki, S. Farhangdoust, M.H. Barounian // Materials Science - Poland. – 2013. – V. 31. – I. 2. – P. 281- 287. DOI: 10.2478/s13536-013-0103-y.
10. Zhang,J. Concentration-dependent osteogenic and angiogenic biological performances of calcium phosphate cement modified with copper ions / J. Zhang, H. Wu, F. He et al. // Journal Materials Science and Engineering: C. – 2019. – V. 99. – P. 1199-1212. DOI: 10.1016/j.msec.2019.02.042.
11. Gomes, S. Cu -doping of calcium phosphate bioceramics: From mechanism to the control of cytotoxicity / S. Gomes, C. Vichery, S. Descamps et al. // Acta Biomaterialia – 2018. – V. 65. – P. 462-474. DOI: 10.1016/j.actbio.2017.10.028.
12. Bonnelye, E. Dual effect of strontium ranelate: Stimulation of osteoblast differentiation and inhibition of osteoclast formation and resorption in vitro / E. Bonnelye, A. Chabadel, F. Saltel, P. Jurdic // Bone. – 2008. – V. 42. – I. 1. – P. 129-138. DOI: 10.1016/j.bone.2007.08.043.
13. Salamanna, F. Antiresorptive properties of strontium substituted and alendronate functionalized hydroxyapatite nanocrystals in an ovariectomized rat spinal arthrodesis model / F. Salamanna, G. Giavaresi, A. Parrilli et al. // Journal Materials Science and Engineering: C. – 2017. – V. 95. – P. 355-362. DOI: 10.1016/j.msec.2017.11.016.
14. Roy, M. Osteoclastogenesis and osteoclastic resorption of tricalcium phosphate: Effect of strontium and magnesium doping / M. Roy, S. Bose // Journal of Biomedical Materials Research Part A. – 2012. – V. 100A. – I. 9. – Р. 2450-2461. DOI: 10.1002/jbm.a.34181.
15. Izmailov, R.R. Crystallization of carbonate hydroxyapatite in the presence of strontium ranelate / R.R. Izmailov, O.A. Golovanova // Crystallography Reports. – 2015. – V. 60. – I. 6. – Р. 979-983. DOI: 10.1134 / S1063774515060127.
16. He, L. Effects of strontium substitution on the phase transformation and crystal structure of calcium phosphate derived by chemical precipitation / L. He, G. Dong, C. Deng // Ceramics International. – 2016. – V. 42. – I. 10. – P. 11918-11923. DOI: 10.1016/j.ceramint.2016.04.116.
17. Ressler, A. Strontium substituted biomimetic calcium phosphate system derived from cuttlefish bone / A. Ressler, M. Cvetnić, M. Antunović et al. // Journal of Biomedical Materials Research – Part B Applied Biomaterials. – 2020. – V. 108. – I. 4. – P. 1697-1709. DOI: 10.1002/jbm.b.34515.
18. Renaudin, G. Effect of strontium substitution on the composition and microstructure of sol–gel derived calcium phosphates / G. Renaudin, E. Jallot, J.M. Nedelec // Journal of Sol-Gel Science and Technology. – 2018. – V. 51. – I. 3. – P. 287-294. DOI: 10.1007/s10971-008-1854-5.
19. Powder Diffraction File JCPDS-ICDD PDF-2 (Set 1-47). (Release, 2016). – Режим доступа: www.url: https://www.icdd.com/pdf-2. – 15.06.2021.
20. Массовая концентрация кальция в водах. Методика выполнения измерений титриметрическим методом с трилоном Б: РД 52.24.403-2007. – Взамен РД 52.24.403-95; введ. 01.04.2007. – Ростов на Дону: Изд-во Росгидромет, 2007. – 26 с.
21. Вода питьевая. Метод определения содержания полифосфатов: ГОСТ 18309-72. – Введ. 01.01.1974. – М.: Госстандарт СССР, 1972. – 5 c.
22. IBM SPSS Statistics. – Режим доступа: www.url: https://www.ibm.com/ru-ru/products/spss-statistics. – 15.06.2021.
23. Rojo, L. The synthesis and characterisation of strontium and calcium folates with potential osteogenic activity/ L. Rojo, S. Radley-Searle, M. Fernandez-Gutierrez et al. // Journal of Materials Chemistry B. – 2015. – V. 3. – I. 13. – P. 2708-2713. DOI: 10.1039/c4tb01969e.
24. Kannan, S. Synthesis and structural characterization of strontium- and magnesium-co-substituted β -tricalcium phosphate / S. Kannan, F. Goetz-Neunhoeffer, J. Neubauer et al. // Acta Biomaterialia. – 2010. – V. 6. – I. 2. – P. 571-576. DOI: 10.1016/j.actbio.2009.08.009.
25. Boanini, E. Strontium and zinc substitution in β -tricalcium phosphate: an X-ray diffraction, solid state NMR and ATR-FTIR study / E. Boanini, M. Gazzano, C. Nervi et al. // Journal of Functional Biomaterials. – 2019. – V. 10. – I. 2. – Art. № 20. – 15 p. DOI: 10.3390/jfb10020020.