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

Получение октакальцийфосфата в водной среде при взаимодействии кальцита с монокальцийфосфатом моногидратом

В.К. Крутько, А.Е. Дорошенко, О.Н. Мусская, А.И. Кулак

ГНУ «Институт общей и неорганической химии Национальной академии наук Беларуси»

DOI: 10.26456/pcascnn/2022.14.782

Оригинальная статья

Аннотация: В водной среде из суспензии CaCO3 / Ca(H2PO4)2 при соотношениях Ca/P 1,33, 1,50, 1,67, pH 5-7 и времени созревания 21-50 сут получены кальцийфосфатные композитные порошки, состоящие из брушита и кальцита. Продолжительное созревание (до 68 сут) композитных кальцийфосфатных порошков приводило к гидролитическому переходу брушита в октакальцийфосфат, количество которого увеличивалось с увеличением длительности стадии созревания. Высушивание кальцийфосфатных порошков при 37°С в течение 24 ч способствовало частичному переходу метастабильной фазы октакальцийфосфата в апатит, представленный аморфным фосфатом кальция. Наличие на ИК-спектрах плеча колебаний О–Н при 633 см-1 указывает на присутствие апатита в кальцийфосфатных порошках. Использование электрического тока (20 мА/см2, 3–20 мин) для локального повышения значения pH позволило увеличить количество октакальцийфосфата в составе
композитного порошка, обладающего характерной морфологией розеток из тонких пластинчатых кристаллитов.

Ключевые слова: октакальцийфосфат, кальцит, монокальцийфосфат моногидрат, брушит, апатит, гидролитическое созревание

  • Крутько Валентина Константиновна – к.х.н., доцент, заведующий лабораторией фотохимии и электрохимии, ГНУ «Институт общей и неорганической химии Национальной академии наук Беларуси»
  • Дорошенко Анна Евгеньевна – младший научный сотрудник лаборатории фотохимии и электрохимии, ГНУ «Институт общей и неорганической химии Национальной академии наук Беларуси»
  • Мусская Ольга Николаевна – к.х.н., доцент, ведущий научный сотрудник лаборатории фотохимии и электрохимии, ГНУ «Институт общей и неорганической химии Национальной академии наук Беларуси»
  • Кулак Анатолий Иосифович – академик НАН Беларуси, д.х.н., профессор, директор, ГНУ «Институт общей и неорганической химии Национальной академии наук Беларуси»

Ссылка на статью:

Крутько, В.К. Получение октакальцийфосфата в водной среде при взаимодействии кальцита с монокальцийфосфатом моногидратом / В.К. Крутько, А.Е. Дорошенко, О.Н. Мусская, А.И. Кулак // Физико-химические аспекты изучения кластеров, наноструктур и наноматериалов. — 2022. — Вып. 14. — С. 782-790. DOI: 10.26456/pcascnn/2022.14.782.

Полный текст: загрузить PDF файл

Библиографический список:

1. Suzuki, O. Octacalcium phosphate: osteoconductivity and crystal chemistry / O. Suzuki // Acta Biomaterialia. –2010. – V. 6. – I. 9. – P. 3379-3387. DOI: 10.1016/j.actbio.2010.04.002.
2. Barinov, S.M. Osteoinductive ceramic materials for bone tissue restoration: octacalcium phosphate (review) / S.M. Barinov, V.S. Komlev // Inorganic Materials: Applied Research. – 2010. – V. 1. – I. 3. – P. 34-41. DOI: 10.1134/S2075113310030019.
3. Suzuki, O. Octacalcium phosphate bone substitute materials: Comparison between properties of biomaterials and other calcium phosphate materials / O. Suzuki, Y. Shiwaku, R. Hamai // Dental Materials Journal. – 2020. – V. 39. – I. 2. – P. 187-199. DOI: 10.1097/00003086-200202000-00006.
4. Rau, J.V. In situ timeresolved studies of octacalcium phosphate and dicalcium phosphate dihydrate in simulated body fluid: Cooperative interactions and nanoapatite crystal growth / J.V. Rau, M. Fosca, V.S. Komlev et al. // Crystal Growth Design. – 2010. – V. 10. – I. 8. – P. 3824-3834. DOI: 10.1021/cg100746a.
5. Carino, A. Formation and transformation of calcium phosphate phases under biologically relevant conditions: Experiments and modelling / A. Carino, C. Ludwig, A. Cervellino et al. // Acta Biomaterialia. – 2018. – V. 74. – I. 1. – P. 478–488. DOI: 10.1016/j.actbio.2018.05.027.
6. Termine, J.D. Calcium phosphate formation in vitro: I. Factors affecting initial phase separation / J.D. Termine, A.S. Posner // Archives of Biochemistry and Biophysics. – 1970. – V.140. – I.2. – P. 307–317. DOI: 10.1016/0003-9861(70)90071-8.
7. Eden, M. Structure and formation of amorphous calcium phosphate and its role as surface layer of nanocrystalline apatite: Implications for bone mineralization / M. Eden // Materialia. – 2021. – V. 17. – Art. № 101107. 45 p. DOI: 10.1016/j.mtla.2021.101107.
8. Fedotov, A.Yu. Preparation of octacalcium phosphate from calcium carbonate powder / A.Yu. Fedotov, V.S. Komlev, A.Yu. Teterina et al. // Inorganic Materials. – 2013. – V. 49. – I. 11. – P. 1148-1151. DOI: 10.1134/S0020168513110058.
9. LeGeros, R.Z. Calcium phosphates in oral biology and medicine / R.Z. LeGeros // Monographs in Oral Science. – Basel: Karger Publ., 1991. – V. 15. – P 46-67. DOI: 10.1159/000419235.
10. Combes, C. Amorphous calcium phosphates: synthesis, properties and uses in biomaterials / C Combes, C.Rey // Acta Biomaterialia. –2010. – V. 6. – I. 9. – P. 3362-3378. DOI: 10.1016/j.actbio.2010.02.017.
11. Dorozhkin, S.V. Synthetic amorphous calcium phosphates (ACPs): preparation, structure, properties, and biomedical applications / S.V. Dorozhkin // Biomaterials Science. – 2021. – V. 9. – I. 23. – P. 7748-7798. DOI: 10.1039/D1BM01239H.
12. Montes-Hernandez, G. Nucleation of Brushite and Hydroxyapatite from Amorphous Calcium Phosphate Phases Revealed by Dynamic In Situ Raman Spectroscopy / G. Montes-Hernandez, F. Renard // Journal of Physical Chemistry C. – 2020. – V. 124. – I. 28. – P. 15308-15311. DOI: 10.1021/acs.jpcc.0c04028.
13. Lotsari, A. Transformation of amorphous calcium phosphate to bone-like apatite / A. Lotsari, A.K. Rajasekharan, M. Halvarsson, M. Andersson // Nature Communications. – 2018. – V. 9. – Art. № 4170. – 11 p. DOI: 10.1038/s41467-018-06570-x.
14. Posner, S. Synthetic amorphous calcium phosphate and its relation to bone mineral structure / S Posner, F. Betts // Accounts of Chemical Research. – 1975. – V. 8. – I. 8. – P. 273-281. DOI: 10.1021/ar50092a003.
15. Mahamid, J. Amorphous calcium phosphate is a major component of the forming fin bones of zebrafish: Indications for an amorphous precursor phase / J. Mahamid, A. Sharir, L. Addadi, S. Weiner // Proceedings of the National Academy of Sciences. – 2008. – V. 105. – I. 35. – P. 12748-12753. DOI: 10.1073/pnas.0803354105.
16. Zeng, S. Enhanced hydrated properties of α-tricalcium phosphate bone cement mediated by loading magnesium substituted octacalcium phosphate / S. Zeng, H. Shi, T. Yu, C. Zhou // Advanced Powder Technology. – 2017. – V. 28. – I. 12. – P. 3288-3295. DOI: 10.1016/j.apt.2017.10.006.
17. Крутько, В.К. Формироование апатитов на электроосажденных кальцийфосфатах в системах Ca(NO3)2/NH4H2PO4 и CaCO3/Ca(H2PO4)2 / В.К. Крутько, А.Е. Дорошенко, О.Н. Мусская, и др. // Физико-химические аспекты изучения кластеров, наноструктур и наноматериалов. – 2021. – Вып. 13. – С. 860-869. DOI: 10.26456/pcascnn/2021.13.860.
18. Powder Diffraction File JCPDS-ICDD PDF-2 (Set 1-47). (Release, 2016). – Режим доступа: www.url: https://www.icdd.com/pdf-2. – 15.06.2022.
19. Крутько, В.К. Формирование октакальцийфосфата при взаимодействии карбоната кальция и монокальцийфосфата моногидрата в гальваностатических условиях / В.К. Крутько, А.Е. Дорошенко, О.Н. Мусская и др. // Известия Национальной академии наук Беларуси. Серия химических наук. – 2022. – Т. 58. – № 3. – С. 263-272. DOI: 10.29235/1561-8331-2022-58-3-263-272.

⇐ Предыдущая статья | Содержание | Следующая статья ⇒