Изучение возможности получения биокомозитов на основе наноразмерного гидроксиапатита с металлами и биогенными элементами
Е.А. Богданова, В.М. Скачков
ФГБУН «Институт химии твердого тела Уральского отделения РАН»
DOI: 10.26456/pcascnn/2023.15.649
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 алюминием, кремнием, никелем, гафнием и титаном. Синтезированные образцы аттестованы с использованием современных физико-химических методов анализа. Показано влияние качественного и количественного состава композита на протекание процессов спекания и прочностные характеристики исследуемых образцов. Экспериментально установлено, что наиболее перспективной для разработки на ее основе биокомпозитов является система Ca10(PO4)6(OH)2 – Ti. Композиционные материалы данного состава с содержанием допирующего компонента (10-20 масс.%), обладают плотной равномерной структурой с высокой степенью кристалличности, с развитой пористостью, являются перспективным материалом для дальнейших исследований с целью внедрения его в медицинскую практику. На разработанный композиционный материал подана заявка на патент.
Ключевые слова: гидроксиапатит, титан, спекание, 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»
Ссылка на статью:
Богданова, Е.А. Изучение возможности получения биокомозитов на основе наноразмерного гидроксиапатита с металлами и биогенными элементами / Е.А. Богданова, В.М. Скачков // Физико-химические аспекты изучения кластеров, наноструктур и наноматериалов. — 2023. — Вып. 15. — С. 649-658. DOI: 10.26456/pcascnn/2023.15.649.
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. Dorozhkin, S.V. Calcium orthophosphate deposits: Preparation, properties and biomedical applications / S.V. Dorozhkin // Materials Science and Engineering: C. – 2015. – V. 55. – P. 272-326. DOI: 10.1016/j.msec.2015.05.033.
3. Tadic, D. A thorough physicochemical characterisation of 14 calcium phosphate-based bone substitution materials in comparison to natural bone / D. Tadic, M. Epple // Biomaterials. – 2004. – V. 25. – I. 6. – P. 987-994. DOI: 10.1016/S0142-9612(03)00621-5.
4. Глазов, И.Е. Осаждение гибридных нанокомпозитов гидроксиапатит / аутофибрин в слабощелочной среде / И.Е. Глазов, В.К. Крутько, Р.А. Власов и др. // Физико-химические аспекты изучения кластеров, наноструктур и наноматериалов. – 2021. – Вып. 13. – С. 818-828. DOI: 10.26456/pcascnn/2021.13.818.
5. Голованова, О.А. Кристаллизация нанокристаллического гидроксилапатита в присутствии альбумина / О.А. Голованова // Физико-химические аспекты изучения кластеров, наноструктур и наноматериалов. – 2022. – Вып. 14. – С. 71-81. DOI: 10.26456/pcascnn/2022.14.071.
6. Крутько, В.К. Композиты на основе кальцийфосфатной пенокерамики и геля гидроксиапатита / В.К. Крутько, Л.Ю. Маслова, О.Н. Мусская, А.И. Кулак // Физико-химические аспекты изучения кластеров, наноструктур и наноматериалов. – 2022. – Вып. 14. – С. 791-799. DOI: 10.26456/pcascnn/2022.14.791.
7. Пермяков, Н.В. Создание и исследование материала на основе гидроксиапатита и поликапролактона для экструзионной печати / Н.В. Пермяков, А.И. Лебедева, Е.В. Мараева // Физикохимические аспекты изучения кластеров, наноструктур и наноматериалов. – 2022. – Вып. 14. – С. 838-844. DOI: 10.26456/pcascnn/2022.14.838.
8. 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.
9. Крутько, В.К. Композиты на основе кальцийфосфатной пенокерамики и геля гидроксиапатита / В.К. Крутько, Л.Ю. Маслова, О.Н. Мусская, А.И. Кулак // Физико-химические аспекты изучения кластеров, наноструктур и наноматериалов. – 2022. – V.14. – P. 791-799. DOI: 10.26456/pcascnn/2022.14.791.
10. Богданова, Е.А. Получение биокомозитов на основе наноразмерного гидроксиапатита с соединениями титана / Е.А. Богданова, В.М. Скачков, К.В. Нефедова // Физико-химические аспекты изучения кластеров, наноструктур и наноматериалов. – 2022. – Вып. 14. – С. 521-530. DOI: 10.26456/pcascnn/2022.14.521.
11. Богданова, Е.А. Разработка композиционных смесей на основе гидроксиапатита и биогенных элементов для формирования биоактивных покрытий / Е.А. Богданова, В.М. Скачков, К.В. Нефедова // Физико-химические аспекты изучения кластеров, наноструктур и наноматериалов. – 2022. – Вып. 14. – С. 771-780. DOI: 10.26456/pcascnn/2022.14.771.
12. 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.
13. 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.
14. 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 // Физикохимические аспекты изучения кластеров, наноструктур и наноматериалов. – 2019. – Вып. 11. – С. 548-554. DOI: 10.26456/pcascnn/2019.11.548.