Синтез гидроксиапатита, замещенного ионами РЗЭ элементов (Lа3+, Cе3+)

Обложка

Цитировать

Полный текст

Открытый доступ Открытый доступ
Доступ закрыт Доступ предоставлен
Доступ закрыт Только для подписчиков

Аннотация

Осуществлен синтез замещенных апатитов с варьированием содержания ионов La3+ и Ce3+. Методами РФА и ИК-спектроскопией доказано образование замещенного гидроксиапатита (La-ГА, Ce-ГА). Показано изменение параметров кристаллических решеток синтезированных фаз, что свидетельствует о замещении ионов Ca2+ на ионы РЗЭ в структуре гидроксиапатита. Методом АЭС с ИСП доказано присутствие ионов РЗЭ в твердых фазах. При изучении резорбции синтезированных образцов выявлено, что катион-замещенные гидроксиапатиты менее растворимы, чем не допированный ГА.

Полный текст

Доступ закрыт

Об авторах

О. А. Голованова

Омский государственный университет им. Ф.М. Достоевского

Автор, ответственный за переписку.
Email: golovanoa2000@mail.ru
Россия, 644077, Омская область, г. Омск, пр. Мира, 55 а

Список литературы

  1. Баринов С. М., Комлев С.В. Биокерамика на основе фосфатов кальция. М.: Наука, 2005. С. 38-45.
  2. Dorozhkin S.V. Calcium orthophosphates (CaPO4): occurrence and properties. Review paper // Progres. Biomat. 2016. V. 5. P. 9–70.
  3. Mucalo M. Hydroxyapatite (HAp) for biomedical applications. // Amsterdam: Elsevier, 2015. 380 p.
  4. Doremus R.H. Review: Bioceramics // Journal of Material Science. 1992. V.27. P. 285-297.
  5. Yilmaza A. Y., Yilmaza S. Wet chemical precipitation synthesis of hydroxyapatite (HA) powders // Ceramics International, 2018. V. 44. No. 8. P. 9703–9710.
  6. Rodrı´guez-Lugo V., Karthik T. V. K., Mendoza-Anaya D., Rubio-Rosas E., Villasenor Ceron L. S., Reyes-Valderrama M. I. and Salinas-Rodrıguez E. Wet chemical synthesis of nanocrystalline hydroxyapatite flakes: effect of pH and sintering temperature on structural and morphological properties // Royal society open science, 2018. V. 5. No. 8. P. 1–12.
  7. Sophie Cox. Comparison of techniques for the synthesis of hydroxyapatite // Bioinspired Biomimetic and Nanobiomaterials, 2014. V. 1. No. 1. P. 37–47.
  8. Cawthray J. F., Creagh A. L., Haynes C. A., Orvig C. Ion exchange in hydroxyapatite with lanthanides // Inorganic Chemistry, 2015. V. 54. No. 4. P. 1440–1445.
  9. Guoqing Ma. Three common preparation methods of hydroxyapatite // Series materials Science and Engineering, 2018. V. 688. P. 1–12.
  10. Siqi Tang, Xunchang Fei. Refractory Calcium Phosphate-Derived Phosphorus Fertilizer Based on Hydroxyapatite Nanoparticles for Nutrient Delivery // ACS Appl. Nano Mater, 2021. V. 4. No. 2. P. 1364–1376.
  11. Suphatchaya Lamkhao, Manlika Phaya, Chutima Jansakun, Nopakarn Chandet, Kriangkrai Thongkorn, Gobwute Rujijanagul, Phuwadol Bangrak and Chamnan Randorn. Synthesis of hydroxyapatite with antibacterial properties using a microwave-assisted combustion method // Scientificc reports, 2019. V. 9. No. 1. P. 1–9.
  12. Noushin Nasiri and Christian Clarke. Nanostructured Gas Sensors for Medical and Health Applications: Low to High Dimensional Materials // National Library of Medicine, 2019. V. 9. No. 1. P. 449–457.
  13. Suja George, Dhiraj Mehta and Virendra Kumar Saharan. Application of hydroxyapatite and its modified forms as adsorbents for water defluoridation: an insight into process synthesis // Reviews in Chemical Engineering, 2020. V. 36. No. 3. P. 369–400.
  14. Thales R. Machadoa, Júlio C. Sczancoskia, Héctor Beltrán-Mirb, Máximo S. Lic, Juan Andrésd, Eloisa Cordoncillob, Edson Leitea, Elson Longoa. Structural properties and self-activated photoluminescence emissions in hydroxyapatite with distinct particle shapes // Ceramics International, 2018. V. 44. No. 1. P. 236–245.
  15. Kazin, P. E., Pogosova, M. A., Trusov, L. A., Kolesnik, I. V., Magdysyuk, O. V., & Dinnebier, R. E. Crystal structure details of La- and Bi-substituted hydroxyapatites: Evid ence for LaO + and BiO + with a very short metal–oxygen bond // Journal of Solid-State Chemistry 2016 V. 237. P. 349–357.
  16. Kulwinder Kaur, K.J. Singh, Vikas Anand, Nasarul Islam, Gaurav Bhatia, Namarta Kalia and Jatinder Singh Lanthanide (= Ce, Pr, Nd and Tb) ions substitution at calcium sites of hydroxyl apatite nanop articles as fluorescent bio probes: Experimental and Density Functional Theory Study, Ceramics International, 2017. V. 43. No. 13. P. 10097–10108.
  17. Wieszczycka, K., Staszak, K., Woźniak-Budych, M. J., & Jurga, S. Lanthanides and tissue engineering strategies for bone regeneration // Coordination Chemistry Reviews, 2019. V. 388. P. 248–267.
  18. Aleksandra Szcześ, Lucyna Hołysz, Emil Chibowski. Synthesis of hydroxyapatite for biomedical applications // Advances in Colloid and Interface Science, 2017. V. 249. P. 321–330.
  19. Mohammad Reza Maghsoodi, Larissa Ghodszad, Behnam Asgari Lajayer. Dilemma of hydroxyapatite nanoparticles as phosphorus fertilizer: Potentials, challenges and effects on plants // Environmental Technology & Innovation, 2020. V. 9. P. 1–14.
  20. Masahiro Okada and Tsutomu Furuzono. Hydroxylapatite nanoparticles: fabrication methods and medical applications // Science and technology of advanced materials, 2012. V. 13. P. 1–14.
  21. Yuguang Lv, Qi Shi, Yuling Jin, Hengxin Ren, Yushan Qin, Bo ь Wang, Shanshan Song. Preparation and Luminescent Properties of the antibacterial materials of the La3+ Doped Sm3+ – Hydroxyapatite // Journal of Physics, 2018. V. 986. P. 1–5.
  22. Gopi D., Sathishkumar S., Karthika A., & Kavitha L. Development of Ce3+/ Eu3+ dual-substituted hydroxyapatite coating on surgical grade stainless steel for improved antimicrobial and bioactive properties // Industrial & Engineering Chemistry Research, 2014. V. 53 No. 52. P. 20145–20153.
  23. Васильев Е.К. Качественный рентгенофазовый анализ. Новосибирск: Наука, 1986. 200 с.
  24. Егоров-Тисменко Ю. К. Кристаллография и кристаллохимия: учебник для вузов / Под ред. В.С.Урусова. 3-е изд. М.: КДУ. 2014. 588 с
  25. Tsyganova A.A., Golovanova O.A. Synthesis of a composite material based on a mixture of calcium phosphates and sodium alginate // Inorganic Materials. 2019. Т. 55. № 11. С. 1156 – 1161.

Дополнительные файлы

Доп. файлы
Действие
1. JATS XML
Скачать
2. Рис. 1. Дифрактограммы синтезированных образцов гидроксилапатита: фрагмент рентгенограммы гидроксиапатита с указанием углов 2θ отражений и соответствующих индексов hkl (а), с добавлением ионов La3+ (б), с добавлением ионов Ce3+ (в), штрих-рентгенограмма гидроксилапатита (г).

Скачать (163KB)
Метаданные
3. Рис. 2. ИК-спектры синтезированных образцов гидроксилапатита: с добавлением ионов La3+ (а), с добавлением ионов Ce3+ (б).

Скачать (144KB)
Метаданные
4. Рис. 3. Микрофотографии ГА: без добавления ионов РЗЭ (а); 2% La3+ (б); 5% La3+ (в), 2% Ce3+ (г); 5% Ce3+ (д).

Скачать (250KB)
Метаданные
5. Рис. 4. Кинетические кривые растворения образцов гидроксилапатита в ацетатном буфере: с добавлением ионов La3+ (а); с добавлением ионов Ce3+ (б).

Скачать (126KB)
Метаданные
6. Рис. 5. Кинетические кривые растворения образцов гидроксилапатита в HCl: с добавлением ионов La3+ (а); с добавлением ионов Ce3+ (б).

Скачать (116KB)
Метаданные

© Российская академия наук, 2024