Влияние гиалуроновой кислоты на структуру наногидроксиапатита и морфологические характеристики их композиций
С.А. Герк, О.А. Голованова
ФГАОУ ВО «Омский государственный университет им. Ф.М. Достоевского»
DOI: 10.26456/pcascnn/2024.16.805
Оригинальная статья
Аннотация: Перспективными материалами для костной пластики являются композиты на основе гидроксиапатита и природных биополимеров. В работе методом химического осаждения из водных растворов синтезированы образцы гидроксиапатита в присутствии высокомолекулярной гиалуроновой кислоты (0,4-0,8 масс.%). Полученные порошки представлены карбонатсодержащим наногидроксиапатитом и содержат 89-98 масс.% полисахарида. Установлена корреляция между содержанием гиалуроновой кислоты в маточном растворе и кристаллохимическими, структурно-морфологическими характеристиками образцов. Выявлено, что по сравнению с образцом гидроксиапатита, в вязко-упругих средах полисахарида образуются порошки, имеющие меньший параметр а кристаллической решетки гидроксиапатита, близкий по значению к стехиометричной фазе. С увеличением содержания гиалуроновой кислоты в маточном растворе уменьшаются кристалличность, размеры кристаллитов и площадь удельной поверхности композитов, их средняя величина составляет 16 нм и 47 м2/г. Образцы на основе наногидроксиапатита и полисахарида состоят из овально-пластинчатых агломерированных частиц. При максимальном содержании в модельном растворе гиалуроновой кислоты образуются аморфизированные плотные по структуре округлые конгломераты. Синтезированные композиты могут применяться в медицинской практике как остеокондуктивные иплантаты, а также с целью создания нанокапсулированных систем доставки лекарственных препаратов.
Ключевые слова: наногидроксиапатит, гиалуроновая кислота, композиты, полимеры; кристаллохимические параметры, морфология
- Герк Светлана Александровна – к.х.н., доцент, старший научный сотрудник кафедры неорганической химии, ФГАОУ ВО «Омский государственный университет им. Ф.М. Достоевского»
- Голованова Ольга Александровна – д.г.-м.н., профессор, заведующая кафедрой неорганической химии, ФГАОУ ВО «Омский государственный университет им. Ф.М. Достоевского»
Ссылка на статью:
Герк, С.А. Влияние гиалуроновой кислоты на структуру наногидроксиапатита и морфологические характеристики их композиций / С.А. Герк, О.А. Голованова // Физико-химические аспекты изучения кластеров, наноструктур и наноматериалов. — 2024. — Вып. 16. — С. 805-814. DOI: 10.26456/pcascnn/2024.16.805.
Полный текст: загрузить PDF файл
Библиографический список:
1. Чекишева, Т.Н. Наноматериалы и их роль в регенерации костной ткани / Т.Н. Чекишева // Клиническая и экспериментальная морфология. – 2019. – Т. 8. – № 4. – С. 19-24. DOI: 10.31088/CEM2019.8.4.19-24.
2. Тагандурдыева, Н. Биорезорбируемые материалы для костной пластики / Н. Тагандурдыева, В.Е. Юдин // Российские нанотехнологии. – 2020. – Т. 15. – № 4. – С. 418-434. DOI: 10.1134/S1992722320040159.
3. Kharissova, O.V. Enzymatic synthesis of calcium phosphates: a review / O.V. Kharissova, A.L. Nikolaev, B.I. Kharisov et al. // Nano-Structures & Nano-Objects. – 2024. – V. 39 – I. 9. – P. 101-214. DOI: 10.1016/j.nanoso.2024.101214.
4. 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.
5. Ramesh, N. Hydroxyapatite–polymer biocomposites for bone regeneration: а review of current trends / N. Ramesh, S.C. Moratti, G.J. Dias // Journal of Biomedical Materials Research Part B: Applied Biomaterials. – 2018. – V. 106. – I. 5. – P. 1629-2083. DOI: 10.1002/jbm.b.33950.
6. Трубицын, М.А. Исследование влияния мольных отношений в кристаллохимической структуре биомиметического наноструктурного гидроксиапатита на характеристики синтезированного продукта / М.А. Трубицын, Х.В. Хунг, Л.В. Фурда, Н.Т. Тхам Хонг // Журнал неорганической химии. – 2021. – Т. 66. – № 5. – С. 601-609. DOI: 10.31857/S0044457X21050214
7. Cloutier, М. Antibacterial coatings: challenges, perspectives, and opportunities / M. Cloutier, D. Mantovani, F. Rosei // Trends in Biotechnology. – 2015. – V. 33. – I. 11. – Р. 637-652. DOI: 10.1016/j.tibtech.2015.09.002.
8. Cowman, M.K. Experimental approaches to hyaluronan structure / M.K. Cowman, S. Matsuoka // Carbohydrate Research. – 2005. – V. 340. – I. 5 – P. 791-809. DOI: 10.1016/j.carres.2005.01.022.
9. Zhai, P. The аpplication of нyaluronic аcid in bone regeneration / P. Zhai, X. Peng, L. Baoquan et al. // Journal of Biological Macromolecules. – 2020. – V. 151. – P. 1224-1239. DOI: 10.1016/j.ijbiomac.2019.10.169.
10. Капулер, О. Гиалуронан: свойства и биологическая роль / О. Капулер, А. Галеева, Б. Сельская, Ф. Камилов // Врач. – 2015. – № 2. – С. 22-27. 11. Амандусова, А.Х. Физико-химические свойства и методы количественного определения гиалуроновой кислоты (обзор) / А.Х. Амандусова, К.Р. Савельева, А.В. Морозов и др. // Разработка и регистрация лекарственных средств. – 2020. – Т. 9. – № 4. – С. 136-140. DOI: 10.33380/2305-2066-2020-9-4-136-140.
12. Пат. 2526191 Российская Федерация, МПК 526 191(13), A61L 27/12 (2006.01), A61L 27/32 (2006.01). Способ получения карбонатгидроксилапатита из модельного раствора синовиальной жидкости человека / Измайлов Р.Р., Голованова О.А., Герк С.А.; заявитель и патентообладатель Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования «Омский государственный университет им. Ф.М. Достоевского». – № 2013125391/15; Заявл. 31.05.2013; Опубл. 20.08.2014, Бюл. № 23. – 8 с.
13. Николаев, А.М. Изоморфизм, условия образования и свойства биогенного апатита и ассоциирующих с ним фосфатов: дис. … канд. геол.-мин. наук: 25.00.05 / Николаев Антон Михайлович. – СПб.: СПГУ, 2017. – 141 с.
14. Powder Diffraction File JCPDS-ICDD PDF-2 (Set 1-47). (Release, 2016). – Режим доступа: www.url: https://www.icdd.com/pdf-2/. – 15.06.2024.
15. Vignoles, M. Influence of preparation conditions on the composition of type B carbonated hydroxyapatite and on the localization of the carbonate ions / M. Vignoles, G. Bonel, D.W. Holcomb et al. // Calcified Tissue International. – 1988. – V. 43. – I. 1. – P. 33-40. DOI: 10.1007/BF02555165.
16. Калмыкова, Т.П. Гиалуроновая кислота как активная среда для синтеза гидроксиапатита / Т.П. Калмыкова, А.В. Северин, П.Л. Иванов, Ю.В. Костина // Успехи в химии и технологии. – 2016. – Т. 30. – № 12. – С. 49-51.