Химический состав, свойства костного апатита и его аналогов

Лемешева, Светлана Александровна

Химический состав, свойства костного апатита и его аналогов тема автореферата и диссертации по химии, 02.00.01 ВАК РФ

Лемешева, Светлана Александровна АВТОР

кандидата химических наук УЧЕНАЯ СТЕПЕНЬ

Омск МЕСТО ЗАЩИТЫ

2009 ГОД ЗАЩИТЫ

02.00.01 КОД ВАК РФ

Диссертация по химии на тему «Химический состав, свойства костного апатита и его аналогов»

Автореферат диссертации на тему "Химический состав, свойства костного апатита и его аналогов"

На правах рукописи

ЛЕМЕШЕВА Светлана Александровна

ХИМИЧЕСКИЙ СОСТАВ, СВОЙСТВА КОСТНОГО АПАТИТА И

ЕГО АНАЛОГОВ

Специальность 02.00.01 - неорганическая химия

АВТОРЕФЕРАТ Диссертации на соискание ученой степени кандидата химических наук

1 4 ИНВ рг)1г)

Москва 2009

003489928

Работа выполнена на кафедре неорганической химии химического факультета Омского государственного университета им. Ф.М. Достоевского

Научный руководитель:

доктор геолого-минералогических наук,

доцент Голованова Ольга Александровна

Официальные оппоненты:

доктор химических наук, профессор

Горичев Игорь Георгиевич

кандидат химических наук,

доцент Курилкин Владимир Васильевич

Ведущая организация: Институт металлургии и материаловедения

им. А.А. Байкова РАН

Защита состоится 1 февраля 2010 г. в 1530 часов 00 минут на заседании Диссертационного Совета Д 212.154.25 при Московском педагогическом государственном университете по адресу: 119021, Москва, Несвижский пер., д.З, 3 этаж, зал.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Московского педагогического университета по адресу: 119991, Москва, ул. Малая Пироговская, д. 1.

Автореферат разослан » декабря 2009 г.

Ученый секретарь Диссертационного Совета

Пугашова Н.М.

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность проблемы. Костная ткань как важнейший биоминерал организма человека является объектом исследования многих научных направлений (химия, минералогия, материаловедение и т.п.).

Несмотря на обширный интерес ученых, фактический материал по костным тканям имеет дискуссионный характер и традиционно направлен на решение узкоспециализированных задач. Химические исследования в основном касаются разработки биосовместимых с костью материалов, минералогические - изучения древних костных останков и патогенных органо-минеральных агрегатов (ОМА), а медицинские - диагностики и лечения костных заболеваний человека. Недостаточно изученными остаются состав костных тканей, процессы их образования при различных отклонениях от «нормы».

Существующая проблема связана прежде всего с тем, что данный биоминерал имеет сложное внутреннее строение и включает взаимосвязанные трудноразделимые минеральные и органические составляющие. Одним из путей решения данной проблемы является привлечение для исследования костных тканей современных высокоточных инструментальных методов, теоретического и экспериментального моделирования. Полученная информация позволит установить процессы, протекающие в костных тканях при разных состояниях, предсказать и контролировать их течение, а также способствовать разработке трансплантатов, идентичных костному апатиту.

Цель работы: комплексное исследование химического состава «нормальных» и измененных костных тканей человека, их синтетических аналогов.

Для достижения поставленной цели необходимо решить следующие задачи:

> Изучить химический состав, морфологию, термические и парамагнитные свойства костных тканей человека с помощью методов физико-химического анализа.

>■ Установить возможные взаимосвязи между составляющими костных тканей человека при отклонениях от «нормы».

]>■ Реализовать и верифицировать эксперименты по моделированию неорганического состава, рН, ионной силы синовиальной жидкости человека; идентифицировать состав полученных костных аналогов.

> Предложить химические показатели, характеризующие состояние минеральной компоненты костных тканей человека.

>■ Выявить половозрастные изменения минеральной и органической составляющей костных тканей человека в возрастном интервале 30-79 лег.

парамагнитных термохимических «R-центров» органической компоненты. Показано, что в таких костных тканях занижено содержание ионов кальция и фосфора, завышено значение Са/Р коэффициента, наблюдается уменьшение упорядоченности, уплотнение и снижение растворимости коллагена В пораженных костных образцах выявлены взаимосвязи между: содержанием фосфат-ионов и карбонат-ионов, адсорбированных углекислого газа, воды; концентрациями ионов кальция и фосфора, ионов натрия и калия, железа и кальция.

Впервые предложена методика экстракционного разделения костных составляющих с сохранной структурой апатита, позволяющая детально исследовать неорганическую и органическую компоненты костных тканей. В составе костных полостей (кист) установлено преобладание органических веществ, меньшая кристалличность и упорядоченность структуры костного апатита по сравнению с поврежденной костной тканью.

Впервые приведены химические показатели, характеризующие степень поражения костных тканей (кристалличность апатита, Ca/P, Na/K, Fe/Ca коэффициенты). Выявлено отсутствие достоверных половозрастных отличий кристалличности апатита в возрастном интервале 30-59 лет. С помощью термодинамических расчетов впервые получена последовательность образования малорастворимых соединений из синовиальной жидкости в условиях отклонения от «нормы». На основе её модельных растворов синтезирован слабо окристаллизованный апатит с избытком кальция.

Практическая значимость. Материал, представленный в работе, расширяет круг возможностей, позволяющих исследовать разные типы костных тканей при отклонениях от «нормы», и может быть использован в практике специализированных учреждений как Омского (ГГУЗОО Клинический Медико-хирургический центр Министерства здравоохранения Омской области, отделение «Ортопедия №1»; Омская государственная медицинская академия, кафедра патологической анатомии с курсом клинической патологии, кафедра травматологии, ортопедии и военно-полевой хирургии), так и других регионов.

Разработанные химические показатели определения поражения костных тканей могут применяться для отбора костного материала и получения синтетических костных аналогов с целью создания банка трансплантатов.

Предложенная методика разделения костных составляющих с сохранной минеральной структурой используется для решения широкого круга химических и минералогических задач в различных учебных и научных центрах г. Омска, Санкт-Петербурга и Екатеринбурга (ОмГУ, ОмГПУ, ОмГМА, ОмГАУ, СПбГУ и другие).

Автор искренне благодарен сотрудникам Института геологии и геохимии им. академика А.Н. Заварицкого УрО РАН лаборатории ФХМИ минерального вещества г. Екатеринбурга зав. лабораторией, член-корр. РАН, д-ру геол.-минералог. наук C.JI. Вотякову, Д.В. Киселевой, Ю.В. Щаповой, Е.С. Шагалову, С.П Главатских. и другим, а также Омской государственной медицинской академии г. Омска C.B. Туренкову, Р.В Городилову и Института проблем

переработки углеводородов СО РАН г. Омска И.В. Муромцеву за научное сотрудничество и предоставление экспериментальной базы для исследований.

На защиту выносятся следующие положения:

1. Закономерности минерального, элементного, органического состава костных тканей человека и взаимосвязи между фосфат-ионами и содержанием карбонат-ионов, адсорбированных углекислого газа и воды, а также степенью изменений коллагеновых волокон и количеством органических веществ.

2. Методика экстракционного разделения минеральной и органической составляющих костного апатита с сохранной структурой.

3. Результаты теоретического и экспериментального моделирования процессов кристаллизации малорастворимых соединений из синовиальной жидкости.

4. Половозрастные особенности кристалличности костного апатита и аминокислотного состава костных тканей человека в возрастном интервале 30-79 лет.

Апробация работы. Основные результаты работы опубликованы в 6 научных статьях (из них 4 - в рецензируемых журналах), 2 статьях и 13 тезисах Международных и Всероссийских конференций, симпозиумов и съездов (лично сделано 8 устных докладов): International conference «Functional Materials» (Crimea, 2009); XVII International Conference on Chemical Thermodynamic in Russia (Kazan, 2009); Международном минералогическом семинаре «Минералогическая интервенция в микро- и наномир» (Сыктывкар, 2009); Всероссийской молодежной научной конференции «Минералы: строение, свойства, методы исследования» (Миасс, 2009); Международном минералогическом семинаре «Структура и разнообр&зие минерального мира» (Сыктывкар, 2008); V Международной конференции «Кинетика и механизм кристаллизации. Кристаллизация для нанотехнологий, техники и медицины» (Иваново, 2008); Международной научной конференции «Федоровская сессия 2008» (СПб., 2008); VI Международном Беремжановском съезде по химии и химической технологии (Караганда, 2008); VIII конференции молодых ученых «Актуальные проблемы современной неорганической химии и материаловедения» (Москва; Звенигород, 2008); Всероссийской научно-технической конференции «Россия молодая: передовые технологии в промышленность» (Омск, 2009); VIII научной конференции «Аналитика Сибири и Дальнего Востока» (Томск, 2008); II Международной конференции «Кристаллогенезис и минералогия» (Санкт-Петербург, 2007); Ш Международном симпозиуме «Биокосные взаимодействия: жизнь и камень» (СПб., 2007); научном семинаре «Минералогия техногенеза» (Миасс, 2005-2006).

Объем и структура работы. Диссертация представлена на 167 страницах, содержит 60 рисунков, 30 таблиц, список литературы из 254 наименований. Она состоит из введения, 4 глав и выводов.

Исследования поддержаны грантами «Мобильность молодых ученых» (проект РФФИ 08-08-90700-моб_ст); «Молодых ученых» ОмГУ им. Ф.М. Достоевского (проект № 0120.0 805003); программой УМНИК (проект № 9608); Федеральной целевой научно-технической программой № 202.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ Во введении показана актуальность предлагаемого исследования, сформулирована цель и обозначены задачи, практическая и научная значимость, защищаемые положения, содержание диссертационной работы.

Глава 1 включает анализ приоритетных работ российских и зарубежных исследователей, описывающих биоминералы организма человека, в том числе костные ткани и их аналоги, с позиции отдельных и/или смежных областей научных знаний: химии (В .П. "Горбенко, А. Уайт, Л.И. Слуцкий, Ж.А. Ежова, С.М. Баринов, В.П. Орловский, А.Г. Вересов, В.И. Путляев, A.C. Tas, Е. и L. Königsberger, С. Ohtsuki, H. Kushitani, T. Kokubo, S. Jalota, S. Kotani, T. Yamamuro и другие), минералогии (JI.A. Кораго, Н.П. Юшкин, O.B. Франк-Каменецкая, O.A. Голованова, Л.Г. Гилинская, СЛ. Вотяков, H.A. Пальчик, Д.В. Киселева, Ю.В. Щапова, J.C. Elliott, A.B. Brik, К.А. Gross, С.С. Berndt, S. Weiner, P.M. Dove, L. Binet, W. Suchanek, F.H. Jones, A. Veis и другие), медицины (В.Н. Коваленко, В.А. Епифаров, С.Н. Лунева, Е.Л. Матвеева, А.Н. Накоскин, A.C. Аврунин, P. Roschger, Е.Р. Paschalis, A.L. Boskey, Е. DiCarlo, J.Y. Reginster, J. Pelletier, P. Osorovitz и другие).

В данной главе описаны основные уровни структурной организации и

химический состав костной ткани (рис. 1)._

i Химический состав костной ткани

Рис. 1. Химический состав костной ткани человека

Показано, что основной минеральной костной составляющей является кристаллический карбонатгидроксилапатит, а органической - коллагеновый белок. Данные компоненты составляют молекулярный и ультраструктурный уровни (БисЬапек е1 а1, 1998).

Проведено сравнение состава физиогенных (кости и зубы) и патогенных (зубные, слюнные, почечные камни) биоминералов, на основании чего выявлены специфические особенности минерального и элементного содержания костных тканей их сходство с дентином зубов, зубными и слюнными камнями {разд. 1).

Рассмотрены этапы формирования минеральной основы кости (разд. 2). Отмечено, что костная минерализация происходит посредством отложения неорганических веществ в определенных участках коллагеновых волокон. Метастабильными фазами-предшественниками гидроксилапатита могут выступать аморфный фосфат кальция, октакальция фосфат, брушит.

Проанализированы точки зрения авторов на морфологию и состав костных тканей при возрастных изменениях (разд. 3) и отклонениях от «нормы» (разд. 4). В обоих случаях выявлены противоречащие и требующие уточнения данные по элементному составу, содержанию ионов Са2+, Р043", СОз2", кристалличности

костных образцов, отсутствуют данные по распределению в них аминокислот в разные возрастные периоды.

В разд. 5 главы описан состав биосред (плазмы крови, синовиальной жидкости, синтетической «Simulated Body Fluid»), из которых в определенных условиях возможно образование минеральных фаз костной ткани. Показано изменение их биохимических показателей при костных заболеваниях. Протекающие при этом процессы фазообразования до сих пор не исследованы.

Таким образом, обозначенные в литературном обзоре проблемы указывают на необходимость комплексного исследования определенного типа костных тканей и процессов формирования их минеральных фаз. Важным является применение методов электронного парамагнитного резонанса, термического анализа, микроскопии и другие, дающих представление о структурных и морфологических особенностях костной ткани.

Глава 2 включает шесть разделов, в которых приведены используемые в работе объекты, методы и методики экспериментов.

В качестве фактического материала использована собранная нами коллекция из удаленных вследствие коксартроза (100 шт.) и непораженных (контрольные образцы, «норма», 4 шт.) головок бедренных костей мужчин и женщин Омского региона в возрасте от 30 до 80 лет. Контрольные образцы для исследования извлекались в соответствии с нормативными документами № 694 от 21.07.1978 г. п. 2.24, №8-ФЗ от 12.01.1996 г. п. 3, №73-Ф3 от 31.05.2001 г. п. 14, 16.

Для выявления половозрастных изменений костных тканей весь материал распределен по четырём возрастным группам (30-49, 50-59, 60-69, 70-79 лет). При оценке динамики изменений из отдельных голоеок были получены три горизонтальных среза толщиной 0,2-0,5 см: верхний, средний, нижний (порядок чередования приведен в направлении хрящ - бедренная кость) и их последующее измельчение. В случае присутствия полостей костной ткани (рис. 2) - кист предварительно осуществлялся их отбор (вся ткань кисты) и близлежащих участков. Проанализированы средние высушенные порошковые пробы (ГОСТ 17681-82).

Рис. 2. Схема получения костных срезов из головки бедренной кости человека Синтез костных аналогов осуществлялся с использованием модельных растворов, в которых содержание неорганических компонентов соответствует синовиальной жидкости человека.

Для изучения химического состава исследуемых образцов использованы рентгенофазовый анализ (РФА, ДРОН-3, XRD-7000), ИК-спектроскопия (Spectrum One, Perkin Elmer), термический анализ (Sil Diamond - TG-DTA, Perkin Elmer), электронный парамагнитный резонанс (ЭПР, ESR70-03 DX/2; активация парамагнитных центров в костных тканях - облучение их пучком электронов,

поэтапный отжиг и облучение, отжиг; эталон - MgO:Mn2+), высокоэффективная жидкостная хроматография (ААА-39М) и спектрофотометрия (автоматизированная линия «КОНТИФЛО»). Содержание элементов в костной ткани определено группой спектроскопических методов (спектрофотометр AAS IN, автоматизированная линия «КОНТИФЛО», масс-спектрометр ELAN 9000, Perkin Elmer), в модельных продуктах - с помощью титримегрического и фотометрического анализов (СФ-6). Поверхностные свойства исследованы с применением электронной сканирующей и ИК-микроскопий (JSM-6390/6390LV, JEOL и ИК Фурье-спектрометр NEXUS, оснащенный ИК-микроскопом Continuum, шлифы с костными образцами размерами 3x3x3 мм).

Статистическая обработка полученных данных проведена с использованием программного обеспечения StatSoft Statistics 6.0.

В главе 3 представлены результаты исследований костных тканей человека.

Химический состав костных тканей. С помощью РФА идентифицирован фазовый состав костных образцов (разд. 1). Установлено, что при их поражении уменьшается кристалличность, структурная упорядоченность гидроксилапатита. При этом изменения направлены от верхнего, наиболее поврежденного среза к нижнему. В указанной последовательности на рентгенограммах (рис. 3) отмечено повышение фоновых сигналов в области 10-23" 20 и менее разрешенные уширенные рефлексы.

i i ï

Рис. 3. Рентгенограммы контрольного (1) и пораженных нижнего (2), среднего (3), верхнего (4) срезов костной ткани человека Применение ИК-спектроскопии {разд. 1) позволило идентифицировать в костных тканях наличие групп Р043', С032', ОН", Н20 и амид Ш в виде v(NH), а также С=0 и С-Н„ органических веществ (рис. 4).

Установлено, что костный апатит является карбонатсодержащим. Полосы поглощения колебаний связей карбонат-ионов 1550-1530 см"1 и 1460-1420 см"' указывают на замещение ими фосфатных тетраэдров в структуре биоминерала по А- и В-механизмам. Выявлено отсутствие интенсивностей колебаний ОН" групп на ИК-спектрах верхних и средних пораженных срезов. Отмечено, что в интервалах частот 1170-1040, 1675-1340, 3340-2200 см'1 на указанные полосы поглощения минеральных группировок (рис. 4) возможно наложение колебаний связей органических групп (CN", COO' CHn, NH, С=0).

Для уточнения вклада разных по природе костных составляющих в интенсивность полос поглощения на ИК-спектрах предложена методика их

экстракционного разделения с сохранной структурой костного апатита (разд. 2). На основе многочисленных экспериментов предложены экстрагенты и условия еб проведения, заключающиеся в поэтапном извлечении водорастворимой белковой фракции коллагена, неколлагеновых белков смесью спирта с хлороформом (2:1) и солевой коллагеновой компоненты 1%-м раствором ЫаС1. Экстракция каждой их составляющих осуществлялась в течение 72 ч.

без отжига (2) и после экстракции смесью растворителей (3) После экстрагирования белковых веществ из костных тканей на ИК-спектрах отмечено уменьшение интенсивностей у(№1), л^С-Н,,), у(С=0) органических групп (на рис. 4). Полосы поглощения колебания связей неорганической компоненты, как и в случае отожженных при 1000 °С костных тканей (рис. 4), являются наиболее разрешенными. На рентгенограммах таких проб видно, что для апатита характерны узкие рефлексы. Таким образом, в интервале частот поглощения колебаний разных по природе костных составляющих основной вклад в интенсивности на ИК-спектрах принадлежат неорганическим группам.

По результатам экстракции в поврежденных верхних срезах выявлено большее содержание менее растворимой солевой коллагеновой фракции по сравнению с нижними пораженными и контрольными (табл. 1).

Таблица 1

Содержание и степень экстракционного извлечения (И) белкового азота в костной ткани человека в контрольных и пораженных образцах (п=3; Р=0,95)

Костные срезы Белковый азот, %

Хлороформ-спирт (2:1) №С1,1%-й раствор

Пораженные Верх 0,908±0,270 1,028±0,030 43,30

Середина 1,300±0,300 1,1 КУЮ,154 55,70

Низ 0,79б±0,452 0,769±0,220 54,80

Контрольные 1,920±0,920 0,623±0,123 69,30

При этом в данных пробах отмечается наименьшая суммарная степень извлечения белковых компонент. Это указывает на преобразование составляющих коллагена в малорастворимое состояние вследствие перераспределения нагрузки на кость при поражении.

Для интерпретации данных ИК-спектроскопии была проведена математическая обработка спектров с помощью программного пакета PeakFit v 4.1 (Shi J. et al, 2005), которая заключалась в разложении спектральных областей 400-650 см"1 на три элементарные полосы поглощения (распределение по Лоренцу, Р=0,99). По его результатам рассчитан параметр инфракрасного расщепления антисимметричного деформационного колебания v4 Р043" (рис. 6, IRSF=I(564 см'^+ЦбО^ см"1)/!^-* см"1), характеризующий степень кристалличности костного апатита. С помощью приборного обеспечения Spectrum for Windows ИК-спектров (рис. 5) получены интенсивности поглощения колебаний и3 С032' (1460-1420 см"1), ъ3 Р043", \>(С=0) и вычислены их отношения

и пораженных нижнего (2), среднего (3) РО/~ на три элементарные полосы

и верхнего (4) костных срезов поглощения

Таблица 2

1-3-3-

Значения коэффициентов СО /РО , РО / ОО, параметра тЯГ для костной ткани

Костный срез 3- РО /с=о 4 12- 3- СО /РО 3 4 Параметр IRSF

Верхний 1:5 1,33:1 1,13±0,05

Средний 1:4 1:1 2,23±1,02

Нижний 1:3 1:6 4,12±0,78

«Норма» - 1:Г 4,98±0,85

Примечание: * - данные A.B. Русакова;«-» - данные отсутствуют.

Впервые выявлено, что в поврежденных образцах от нижней к верхней пластинке происходит снижение упорядоченности структуры костного апатита вследствие уменьшения содержания фосфат-, гидроксид-ионов и увеличения карбонатных групп (табл. 2, рис. 5). В данном направлении также уменьшается параметр кристалличности, увеличивается содержание органических веществ, что свидетельствует о понижении кристалличности биоминерала при поражении. В пробах кист эти изменения выражены в большей степени.

Для изучения особенностей костного апатита разных возратных групп проведен анализ параметра кристалличности близких к «норме» нижних измененных срезов (рис. 7). Установлено, что на его величину в интервале 30-60

лет не влияет половозрастная принадлежность костных образцов. После 60 лет степень кристалличности костной ткани мужчин возрастает, а женщин -изменяется скачкообразно. Широкие интервалы варьирования данного параметра характерны для костных тканей как мужчин, так и женщин четвертой группы (70-79 лет).

Аналогичные закономерности получены при локальном ИК-микроскопическом исследовании костных тканей.

50-59 60-69 70-79 Возрастные группы, лет

50-45 50-5» ¿¡WS 70-7Г Возрастные группы, лет

Рис 7. Интервалы варьирования параметра кристалличности в костных тканях нижних срезов мужчин (1) и женщин (2) разных возрастных групп

Термические свойства костных тканей (разд. 3). В интервале температур 25-1000 °С проанализировано содержание и энергетика процессов преобразования костных составляющих (табл. 3, рис. 8).

Таблица 3

т,"с (условное обозначение) Убыль массы (Дт), мас.%

25-200 (I) адсорбционная вода

200-430 (П) структурная вода, низкомолекулярные и высокомолекулярные органические вещества, представленные неколлагеновыми белками с малой молекулярной массой (альбумин и др.)

430-600 (Ш) высокомолекулярные органические вещества (коллаген)

600-1000 (IV) углекислый газ, образующийся при переходе стехиометричного карбонатгидроксилапатита в стехиометричный и 3-Саз(РС>4)2

В контрольных образцах во всех fc-» трех пластинках массовые потери 7" веществ (I—IV, табл. 3) одинаковы. При!-1 повреждении в костных тканях мужчин и lJ женщин первой (30-49 лет) и второй (5059 лет) возрастных групп установлено Г уменьшение массовых потерь коллагена'"' (III) и увеличение содержания ['" органических веществ с меньшейv молекулярной (IV) массой.

Указанные изменения являются следствием частичной деградации коллагена до веществ меньшей молекулярной массы (рис. 9, кривая 2, более низкие температуры разложения III и больший

Тшмртур^С

Рис. 8. Дериватограммы костной ткани человека

тепловой эффект при удалении Ш) и/или плотной упаковки деформированных волокон при перераспределении нагрузки на кость (рис. 9, кривая 3, более высокие температуры разложения Ш).

В составе пораженных проб данных возрастных групп по сравнению с контрольными отмечено повышенное содержание адсорбционной воды и увеличение^ массовых потерь углекислого газа и, соответственно, преобладание карбонат-ионов в структурах данных биоминералов.

Рис 10. Термогравиметрические кривые костной ткани: контрольные (I); женские образцы (2); мужские образцы(З)

-10 12 Облапь отлача!

Тммржтра, V

Рис. 9. Дифференциально-термические кривые верхних срезов контрольных (1) и пораженных костных тканей (2), (3)

В третьей (60-69 лет) и четвертой (70-79 лет) 4г

возрастных группах костных тканей выявлены]

колебания массовых потерь веществ I—IV, возможно, | *

вследствие процессов старения костной ткани и g 0

сопутствующих заболеваний (например, остеопороза). в.,.

Таким образом, результаты термического анализа?

в целом согласуются с данными РФА и ИК-

спектроскопии о снижении кристалличности и

упорядоченности структуры костного апатита при Рис. 10. Диаграмма

повреждении. С помощью дискриминантного анализа раэделенияпо содержанию

, , веществ I-IV контрольных (I)

показано, что наиболее близкими по составу к ц пораженных нижнего (2),

контрольным образцам являются нижние среднего (3). верхнего (4)

поврежденные срезы (рис. 10). срезов

Парамагнитные свойства костных тканей (разд. 4). Применение ЭПР

позволило исследовать структурную организацию костных тканей на

молекулярном и ионном уровнях. Математическая обработка полученных

спектров проведена с помощью программного пакета Origin 7.0. По результатам

цифровых данных вычислены фактор спектроскопического расщепления (g-

фактор), ширина линии сигнала (АН, Гс), его интенсивность и концентрация

парамагнитных центров (I, дол. ед.-г', Спт, спин • г').

При активации парамагнитных центров импульсами электронов на ЭПР

спектрах зафиксирован сложный сигнал суперпозиций карбонатных радикалов

неорганической СОт"" (С02" - поверхностные, предцентрами выступает

адсорбированный кристаллами апатита С02; С03" и С033" - структурные,

предцентрами являются карбонат-ионы, замещающие фосфатные тетраэдры в

кристаллической решетке апатита) и «R-центров» органической

составляющей (рис. 11). Спектроскопические характеристики данного сигнала для контрольных и пораженных проб составили, соответственно, g = 2,0029 ± 0,0004, АН = 9,63 ± 0,67 Гс и g = 2,0028 ± 0,0002, ДН = 9,88 ± 0,34 Гс.

В поврежденных костных тканях по сравнению с контрольными выявлено меньшее содержание адсорбированных ион-радикалов СОг', следовательно, апатитовой фазы. На ЭПР-спектрах пораженных проб парамагнитные сигналы имеют симметричную форму. Отмечена большая концентрация «R-центров» органической компоненты.

В процессе активации парамагнитных центров отжигом в температурном диапазоне 25-300 °С с поэтапным облучением импульсами электронов на ЭПР-спектрах контрольных и поврежденных проб (рис.12) до 300 °С зарегистрированы сигналы СОт°" и «R-центров», при 300 °С - только «R-центров» (при 300 °С - контрольные пробы: g = 2,0047±0,0002, АН = 7,70±0,12 Гс; пораженные: g = 2,0044±0,0004, ДН = 6,98±0,10 Гс).

Sioo J&i ХШ 1)М М» 334Л Muimit IftTC. Гс_Mil—raw №№ I t

Рис. 12. ЭПР-спектры «нормальной» (1)

и пораженной (2) костной ткани, отожженной при 150 "С (а), 300 "С (б) Рис. 11. ЭПР-спектры контрольного (1) „ облученной электронами

и пораженного костных срезов (2)

Для ЭПР-сигналов пораженных костных проб в отличие от активированных одним облучением, напротив, характерна ассиметричная форма и, следовательно, увеличение концентрации поверхностных С02" радикалов. Возможно, в этом случае предцентрами данных частиц выступает углекислый газ, не только адсорбированный костными кристаллами, но и углекислый газ аморфного поверхностного слоя состава [С02-пН20]. Повышенное содержание углекислого газа и адсорбционной воды при повреждении приводит к понижению кристалличности и увеличению растворимости костного апатита.

Для объяснения природы органических радикалов проведен поэтапный термический отжиг костных тканей в температурном интервале 23-600 °С. При температурах выше 200 °С на ЭПР-спектрах (рис. 126) обнаружен широкий единичный сигнал термохимических «Rn-центров» органической составляющей костных образцов (g = 2,0047 ± 0,0005, ДН= 5,81 ± 1,06 Гс).

На основании данных термического анализа и гауссовой формы полученных ЭПР-сигналов выделены два температурных диапазона разложения органических веществ: П - 200-Ш (470) °С и Ш - 430 (470)-600 °С (табл. 3, рис. 13).

Рис. 13. Зависимости значений ширины линии ЭПР (а) и концентрации ион-радикалов Д, (б) нормальных (I) и пораженных (2) костных тканей

Показано, что при термическом разложении веществ, имеющих неупорядоченный по сравнению с коллагеном состав, образуется большее число радикалов, между которыми существуют более сильные спин-спиновые, диполь-дипольные и др. взаимодействия, чем в случае высокомолекулярных органических веществ (Ш, табл. 3). На ЭПР-спектрах для данных температур характерно наибольшее значение концентрации «Игх-центров» и ширины линии.

Установлено, что в поврежденных пробах преобладают органические вещества с меньшей молекулярной массой (П, табл.). При этом между ион-радикалами измененных коллагеновых фибрилл микровзаимодействия выражены в меньшей степени, что можно объяснить их плотной упаковкой вследствие перераспределения нагрузки на кость. На спектрограммах таких проб наибольшая ширина линии сигнала соответствует начальным температурам разложения коллагена (390-530 °С, рис. 136).

Аминокислотный состав костных тканей (разд. 5). В составе костных тканей определено количественное содержание 13 аминокислот. Массовая концентрация, качественный набор аминокислот в контрольных и пораженных пробах одинаковы. Незначительное уменьшение их суммарного содержания в поврежденных (Д = 4 масс.%) костных пробах, по нашему мнению связано с меньшей растворимостью коллагена. Во всех костных тканях отмечено высокое содержание глицина и глутаминовой кислоты. Их преобладание в составе костных проб связано с тем, что глицин является главным компонентом пшшпептидной цепи коллагена, а глутаминовая кислота, благодаря ионогенным карбоксильным группам, может вступать в адсорбционные взаимодействия с кристаллами апатита.

Результаты кластерного анализа аминокислотного состава нижних срезов образцов костных тканей мужчин и женщин разных возрастных групп показали, что до 60 лет в обоих случаях концентрации аминокислот не изменяются. В 6069 лет в мужских костных образцах их содержание уменьшается и далее возрастает до прежнего значения; в женских - снижается в интервале 70-79 лет.

Микроморфология костных тканей (разд. б). Результаты сканирующей электронной микроскопии подтверждают установленные изменения костных составляющих при повреждении (рис. 14). Показано, что костная ткань пораженных мест, в отличие от контрольных, плотно упакована и для них

Установлено, что величина Са/Р коэффициента нижних поврежденных пластинок близка к значениям контрольных. С увеличением степени поражения костных срезов всех возрастных групп значение данного соотношения возрастает. Полученные результаты подтверждены дискриминантным анализом (рис. 15). Увеличение Са/Р связано с уменьшением содержания ионов кальция и

Рис. 14. Микрофотографии костной ткани в «норме» (1); при поражении (2); кист (3) и близлежащих участков (4)

Элементный состав костной ткани (разд. 7). В костной ткани определено 68 элементов. По содержанию выделено три группы: макроэлементы Са, Р, Ыа, М& К (10"2-25 мае. %), микроэлементы Хп, 81, Ре, Бг (10"3-10"2мас. %), ультрамикроэлементы N1, А1, Сг, Ва, "Л, Си, Со, Мп, вп (Ю^-Ю 3 мае. %), остальные (РЗЭ, и, ТЪ, Ът, Hf и др.) обнаружены не во всех пробах в концентрациях меньше 10'6 мае. %.

Рассчитано соотношение кальция к фосфору, характеризующее образование фосфатных минеральных фаз в организме человека (табл. 4).

Таблица 4

Значение Са/Р для контрольной и пораженной костной ткани женщин (1),

Костный срез (1) (2) Контрольные пробы

Верхний 1,19±0,001 1,81 ±0,01 0,89±0,04

Средний 1,23±0,02 1,24±0,02 0,95±0,05

Нижний 0,91±0,01 1,08±0,02 0,83±0,09

характерны меньшие размеры костных ячеек. Костные трабекулы кист - тонкие, с трещинами, близлежащие участки имеют волокнистое строение (рис. 14), что указывает на процессы разрушения прежде всего коллагена костных тканей.

в большей степени общего фосфора. Таким образом, основной причиной отклонения соотношения кальция к фосфору поврежденных проб от контрольных значений является анионный тип замещения фосфатных тетраэдров в структуре

костного апатита. V _______________ _____________

Содержание остальных элементов контрольных костных срезов (табл. 5), их

Область ог.нчхй

Рис. 15. Диаграмма разделения

концентрационные ряды одинаковы и также

близки к пораженным нижним (Na > Mg > К > Fe

>Zn> Sr > Si > Cr > Ni > AI > Ba > Си > Mn > Ti > ткани m фу™*

по содержанию Ca/P: eepxiiuu (1),

Co > an). нижний (2) пораженные

В верхних поврежденных пластинках и контрольные (3) срезы

Таблица 5

Содержание элементов * костной ткани

мужчин и женщин 30-49 и 50-S9 лет, масс. *Л (п - 4, Р = 0,95)

Элемент

Костные срезы

Верхние пораженные

Сг

(0,17*0,11) 1(Г

Контрольные

0,18 10

(0,15*0,01)

Си

(0,16*0,15) -10°

(0,10*0,03)

Мп

(0,14*0,02)' 10

(0,4ftt0,13)

(0,19*0,10) 1(Г

(0,82*0,47)

(0,40*0,04)

10":

первой (30-49 лет) и второй (50-59 лет) возрастных групп выявлено увеличение концентраций ионов железа, хрома, марганца, меди и олова. При этом порядок следования элементов в таких пробах отличается от «нормы» только по ионам железа и хрома (Иа > > К > > вг > 81 >Ре > № > А1 > Ва > Сг > "П > Си > Со > Мп > вп).

В третьей (60-69 лет) и четвертой (70-79 лет) возрастных грушах наблюдается разброс значений по содержанию данных элементов.

Химические показатели, характеризующие степень поражения костных тканей (разд. 8).

С помощью корелляционного Таблица б

Унишмлом маммймпм тптлилнтплини

анализа установлена достоверная линейная зависимость (п=4, Р=0,95)

Показатель Допустимые значения

Na/K >12

Са/Р >1,1

Fe/Ca <0Д

Параметр IRSF >4,1

между содержанием ионов иатрия и калия (г=0,96), ионов кальция и общего фосфора (г=0,71), ионов железа и кальция (г=0,71). Предложены показатели определения повреждения костных образцов: Na/K, Ca/P, Fe/Ca. Следует отметить, что при отклонении их значений от приведенных данных в табл. 6 костная ткань является поврежденной.

В главе 4 приведены результаты изучения физико-химических условий, характера образования минеральных фаз костной ткани, их синтеза из прототипов синовиальной жидкости, контактирующей о костью при отклонениях.

Результаты теоретического моделирования {разд. /^.Термодинамический расчет проведен для системы MpAq(TB) > pMm+(S0|V) + qA"'(S0|v), неорганические компоненты, ионная сила и рН (рН 7,00-8,00) которой соответствуют составу суставной синовиальной жидкости человека.

Вычисления проводились с использованием справочных значений произведений растворимости 15 малорастворимых соединений (SC-database (SCQUERY Version 1.37. 1993, 310 К) для ионной силы, равной среднему значению диапазона рН модельных растворов.

Возможность образования труднорастворимого соединения (Мр+А,.) в модельных системах оценивалась по значениям индексов пересыщения SI и энергии Гиббса кристаллизации AG:

Г (а V'T^ RT , IAP

сл-ысл- \ M'' >s \ Лр- - idi- • AG =---In—

SI- Ig(i)- -7-v v+ 7 VTT ~ ТГ ' v к* '

где S - пересыщение, создаваемое в растворе относительно малорастворимого соединения (Мр-А,.); 1АР - произведение активностей а, катиона и аниона; и, - стехиометрическис коэффициенты.

При S1>0 и AG<0 раствор пересыщен по отношению к термодинамически равновесному состоянию, и происходит осаждение твердой фазы. Установлено, что в рамках выбранной модели в диапазоне рН = 7,00-8,00 возможно образование Са10(РО4)6(ОН)2, р-Са3(Р04)2, MgHP04-3H20, Са4Н(Р04)3-2.5Н20, СаНР04-2Н20, а при рН > 7,20 - СаСОэ-кальцита, СаС03-арагонита, а-Са3(Р04)2 (рис. 16) Наибольшей термодинамической стабильностью в соответствии с используемыми критериями обладает кристаллическая основа костной ткани - гидроксилапатит (наибольшее значение SI и наименьшее AG). Осаждение кальцита, арагонита и а-фосфата кальция в исследуемых средах маловероятно. Остальные соединения обладают промежуточной термодинамической устойчивостью и могут выступать фазами-предшественниками гидроксилапатита. Их растворимость возрастает с повышением рН и ионной силы растворов. Вероятность участия в костной минерализации данных веществ в роли предшествующих фаз уменьшается в ряду р-Са3(Р04)2> Са4Н(Р04)3-2.5Н20 > MgHP04-3H20 > СаНР04-2Н20.

а) б)

Рис. 16. Зависимость индекса пересыщения (а) и энергии Гиббса кристаллизации (б) от рН синовиального раствора (средние значения малорастворимых соединений):

Сат(Р04)6(0Н)2(1); /1-Са3 (РО<)2 (2); М^НР0гЗН20 (3); СаНР04-2Н20 (4); Са4Н(Р04)3-2.5 Н:0 (5); СаСОз - кальцит (б); СаСОз - арагонит (7); а-Саз (Р04)2 (8)

Результаты модельных экспериментов (разд. 2). Результаты модельного эксперимента подтверждают данные термодинамических расчетов. В процессе синтезов твердых фаз из прототипов синовиальной жидкости при средних электролитных концентрациях, значениях рН=7,40±0,05 в «норме» и 7,60±0,05, 7,80±0,05 при повреждении получен гидроксилапатит разной кристалличности ----(рис. 17).------------------------------------------------------------------------

синтезированных прирН=7,4 (1) ирН=7,8 (2) Показано, что при рН=7,8±0,05 костный апатит содержит меньшее число примесных фаз. Коэффициент Са/Р данного осадка соответствует рассчитанному значению для поврежденных костных с проб (Са/Р = 1,82). Мы предполагаем, что при отклонениях от «нормы» костная минерализация протекает с участием синовиальной жидкости, которая является «маточной» средой образования неорганических малорастворимых соединений костной ткани.

ВЫВОДЫ

1. При развитии повреждения в костных тканях установлено:

> уменьшение структурной упорядоченности, кристалличности костного апатита;

~> повышение растворимости и понижение содержания минеральной апатитовой фазы;

> уменьшение концентрации ионов Са2+ и содержания фосфора;

>■ увеличение значений Са/Р коэффициента; концентраций ионов Cu2+, Sn2+,

т- 2+ т- 3+ х, 2+ /-, 3+

Fe , Fe , Mn , Cr ;

> деградация (деформация связей и уменьшение упорядоченности расположения коллагеновых фибрилл), уплотнение и уменьшение растворимости коллагена;

> содержание аминокислот и их состав не изменяется.

2. При поражении костной ткани выявлены обратные взаимосвязи между: содержанием фосфат-ионов и карбонат-ионов, адсорбированных углекислого газа и воды; деградацией коллагена и количеством высокомолекулярных веществ, степенью уплотнения коллагена и силой взаимодействий активных

частиц «R-центров» органической составляющей; а также прямые взаимосвязи между: содержанием ионов кальция и общего фосфора, ионов натрия и калия, ионов железа и кальция; степенью деградации коллагена и концентрацией органических веществ с меньшей молекулярной массой; парамагнитных радикалов «R-центров» органической компоненты.

3. В костных тканях кист отмечена наименьшая кристалличность и упорядоченность структуры костного апатита.

4. Предложена методика экстракционного разделения костных составляющих с сохранной структурой апатита.

5. Для оценки степени изменения костных тканей при их повреждении установлены химические показатели: Na/K, Ca/P, Fe/Ca, параметр IRSF.

>■ в 60-69 лет в мужских костных тканях кристалличность минеральной основы возрастает, содержание аминокислот понижается, в женских -уменьшается и не изменяется соответственно;

в 70-79 лет в мужских костных тканях кристалличность костного апатита и содержание аминокислот не изменяется; в женских - повышается и понижается соответственно.

7. По результатам термодинамических расчетов выявлено, что в модельном синовиальном растворе возможно образование следующих соединений (ряд представлен по увеличению индекса пересыщения и энергии Гиббса кристаллизации): Са10(РО4)6(ОН)2, ß-Ca3(P04)2, MgHP04-3H20, Са4Н(Р04)3-2.5Н20, СаНР04-2Н20.

8. В процессе модельных экспериментов установлено, что при повреждении костных тканей синовиальная жидкость выступает «маточной» средой кристаллизации минеральных фаз. Состав и последовательность осаждения малорастворимых соединений зависят от pH и ионной силы раствора. Их увеличение способствует формированию патогенного слабо окристаллизованного с избытком кальция апатита.

СПИСОК ОСНОВНЫХ ПУБЛИКАЦИЙ ПО ТЕМЕ ДИССЕРТАЦИИ

По теме диссертации опубликована 21 работа общим объемом 3,72 п.л. Основные из них:

1. Лемешева, С.А. Исследование особенностей состава костных тканей человека / С.А. Лемешева, O.A. Голованова, C.B. Туренков // Химия в интересах устойчивого развития. - 2009. - Т. 17. - № 3. - С. 327 - 332 (0,23 п.л., авторский вклад 50%).

2. Лемешева, С.А. Микроэлементный состав патогенных минералов как индикатор экологического состояния Омского региона / O.A. Голованова, Бельская Л.В., Лемешева С.А. // Физика и химия стекла. -2007. - Т. 33. - № 4. - С. 587 - 593 (0,47 пл., авторский вклад 30%).

3. Лемешева, С.А. Особенности фазового состава человека костной ткани при коксартрозе / С.А. Лемешева, O.A. Голованова, Р.В. Городилов И Вестник Новосибирского государственного университета. Серия: Биология. Клиническая медицина. - 2008. - Т. 6. - Вып. 1. - С. 16 - 20 (0,30 п.л., авторский вклад 50%).

---4. Лемешева, С.А. Роль экологических факторов в формировании------

патологических состояний в организме человека / 0,Л. Пихур, O.A. Голованова, В.А. Ширинский, JI.B. Вельская, С.А. Лемешева II Сибирь -Восток. - 2006. - № 7. - С. 3 - 8 (0,30 п.л., авторский вклад 20%, Бюллетень ВАК РФ №4,2005).

5. Лемешева, С.А. Патогенные изменения костной ткани по данным электронной микроскопии и термического анализа / С.А. Лемешева, O.A. Голованова, С.Л. Вотяков // Минералы: строение, свойства, методы исследования: Материалы Всероссийской молодежной научной конференции. -Миасс: УрО РАН, 2009. - С. 208 - 210 (0,14 пл., авторский вклад 30%).

6. Lemesheva, S.A. Features of synthesis of hydroxyapatatite according to the thermodynamic calculations / S.A. Lemesheva, O.A. Golovanova // International conference Functional Materials. - Crimea, 2009. - P. 429 (0,04 пл., авторский вклад 50%).

7. Лемешева, С.А. Микрохарактеристики костных тканей человека -источник информации о процессах патогенной минерализации / С.А. Лемешева, O.A. Голованова, С.Л. Вотяков // Минералогическая интервенция в наномир: Материалы Международного минералогического семинара. - Сыктывкар: ИГ Коми НЦ УрО РАН, 2009. - С. 199 -122 (0,13 пл., авторский вклад 35%).

8. Лемешева, С.А. Костная ткань как источник информации для создания биосовместимых материалов / СЛ. Лемешева, O.A. Голованова, C.B. Туренков // Материалы VI Международного Беремжановского съезда по химии и химической технологии. - Караганда, 2008. - С. 207 - 211 (0,23 пл., авторский вклад 50%).

9. Лемешева, С.А. Исследование неорганического состава патогенной костной ткани человека / С.А. Лемешева, O.A. Голованова, С.Л. Вотяков // Актуальные проблемы современной неорганической химии и материаловедения: Материалы VIII конференции молодых ученных. - М.; Звенигород, 2008. - С. 37 (0,05 пл., авторский вклад 40%).

Ю.Лемешева, С.А. О соотношении кальция и фосфора при патогенном минералообразовании в организме человека / С.А. Лемешева, O.A. Голованова // Минералогия техногенеза-2006. - Миасс: ИМин УрО РАН, 2006. - С. 146 - 151 (0,30 пл., авторский вклад 50%).

Подл, к печ. 14.12.2009 Объем 1.25 п.л. Заказ №. 175 Тир 100 экз.

Типография МПГУ

Содержание диссертации автор исследовательской работы: кандидата химических наук, Лемешева, Светлана Александровна

Введение.

Глава 1. Литературный обзор.

1.1 Химический состав костной ткани человека.

1.1.1 Минеральный состав костной ткани.

1.1.2. Элементный состав костной ткани.

1.1.3 Органический состав костной ткани.

1.2 Этапы и механизмы минерализации костной ткани.

1.3 Возрастные особенности морфологии и химического состава костных тканей человека.

1.4 Особенности состава костных тканей и характер их патогенных изменений.

1.5 Состав и роль внеклеточных биологических жидкостей в процессах образования костной ткани.

1.5.1 Плазма крови.

1.5.2 Модельные аналоги внеклеточной жидкости.59'

1.5.3 Синовиальная жидкость.

1.5.4 Изменение состава биологических жидкостей вследствие коксартроза.

Глава 2. Методические подходы и методы исследования костных тканей и синтезированных соединений.

2.1 Условия пробоподготовки костных тканей человека для исследований.

2.2 Методы и методики изучения состава костных тканей.

2.2.1 Методика проведения рентгенофазового анализа.

2.2.2 Методика проведения ИК-спектроскопии.

2.2.3 Методика проведения ионно-обменной жидкостной хроматографии.

2.2 Методика экстракционного разделения составляющих костной ткани с сохранной структурой костного апатита.:.

2.3 Методы и методики исследования термических и парамагнитных свойств костных тканей.

2.3.1 Методика проведения термического анализа.

2.3.2 Методика проведения электронного парамагнитного резонанса.

2.4 Методы и методики исследования поверхностных свойств костных тканей.

2.4.1 Методика проведения электронной растровой (сканирующей) микроскопии

2.4.2 Методика проведения ИК-микроскопии.

2.5 Методы и методики исследования элементного состава костных тканей.

2.5.1 Методика проведения атомно-абсорбционной спектроскопии.

2.5.2 Методика проведения спектрофотометрического определения фосфора.

2.5.3 Методика проведения масс-спектроскопии с индуктивно-связанной плазмой (ИСП-МС).

2.6 Методика проведения экспериментального моделирования состава биологических жидкостей в условиях in vitro.

2.6.1 Моделирование неорганического состава синовиальной жидкости при физиологических значениях pH.

2.6.2 Изучение химического состава модельных твердых и жидких фаз.

Глава 3. Результаты химического и физико-химического исследования «нормальных» и измененных костных тканей человека.

3.1 Химический состав «нормальных» и патогенных костных тканей.

3.1.1 Химический состав костных тканей по данным РФА.

3.1.2 Химический состав костных тканей по данным ИК-спектроскопии.

3.2 Результаты экстракционного разделения составляющих костной ткани с сохранной структурой костного апатита.

3.3 Состав «нормальных» и пораженных костных тканей по данным термического анализа.

3.4 Химический состав и парамагнитные свойства костных тканей по данным метода электронного парамагнитного резонанса.

3.5. Аминокислотное распределение в костных тканях по данным ионно-обменной жидкостной хроматографии.

3.6 Микроморфология «нормальных» и патогенных костных тканей человека.

3.7 Элементный состав «нормальных» и патогенных костных тканей по данным спектроскопических методов исследования.

3.7.1 Особенности атомного соотношения кальция и фосфора в «нормальных» и пораженных костных тканях.

3.7.2 Содержание макро- и микроэлементов в костных тканях по данным масс-спектроскопии с индуктивно-связанной плазмой (ИСП-МС).

3.8 Химические показатели, характеризующие степень поражения костных тканей и возможность использования неповрежденных участков для трансплантационных целей.

3.9 Влияние экологического состояния окружающей среды на элементный состав костной ткани человека.

Глава 4. Фазообразование в биологических жидкостях организма человека и их моделирование в условиях in vitro (на примере синовиальной жидкости).

4.1 Теоретические основы моделирования образования минеральных фаз из биологических жидкостей организма человека.

4.1.1 Описание условий осаждения малорастворимых соединений в модельных системах.

4.1.2 Основные положения термодинамической модели образования минеральных фаз из синовиальной жидкости человека и расчет критериев их осаждения.

4.1.3 Результаты термодинамических расчетов закономерностей образования минеральных фаз из синовиальной жидкости человека.

4.2 Результаты экспериментального моделирования образования минеральных фаз в прототипах синовиальной жидкости человека.

4.2.1 Результаты анализа твердых фаз, полученных в условиях модельного эксперимента.

4.2.2 Результаты анализа жидких сред, полученных в условиях модельного эксперимента.

Выводы.

Введение диссертация по химии, на тему "Химический состав, свойства костного апатита и его аналогов"

Костная ткань относится к биоминералам, образующимся в организме человека, и физиологически ему необходимым.

В настоящее время изучению костных тканей уделяют большое внимание специалисты разных научных направлений: химии, минералогии, материаловедения и т.п. Обычно исследователи проводят их описание в рамках узкоспециализированных решаемых задач. Химические работы содержат результаты изучения костных тканей в «норме», разработки биосовместимых с костью материалов, минералогические -посвящены рассмотрению древних костных останков, а медицинские - методам диагностики и лечения костных заболеваний. В связи с чем, фактический материал по костной организации часто имеет дискуссионный и поверхностный характер.

Сложность такого рода исследований заключается, в том, что данный биоминерал имеет сложное строение, включает трудноразделимые минеральные и органические компоненты, кристаллическая основа - карбонатгидроксилапатит является плохо окристаллизованной и нестехиометричной. При этом состав и содержание костных составляющих зависит от места отбора костного образца, его половозрастной принадлежности.

Кроме того, костные патологии составляют обширную группу болезней, угнетающих и ограничивающих жизнедеятельность, трудоспособность человека. В Омской области с 1998-2007 гг. их количество составило 17-20 % [242].

Одним из путей решения существующей проблемы является применение целостного подхода, который заключается в изучении определенного типа костных тканей и процессов образования их минеральных фаз при различных состояниях («норма» и отклонение) с привлечением современных высокоточных инструментальных методов, теоретического и экспериментального моделирования.

Полученная информация позволит установить процессы, протекающие в костных тканях, предсказать и контролировать их течение, а также способствовать разработке трансплантатов идентичных костному апатиту.

Для достижения поставленной цели необходимо решить следующие задачи: XИзучить химический состав, морфологию, термические и парамагнитные свойства костных тканей человека с помощью методов физико-химического анализа. Установить возможные взаимосвязи между составляющими компонентами костных тканей человека при отклонениях от «нормы». Реализовать и верифицировать эксперименты по моделированию неорганического состава, рН, ионной силы синовиальной жидкости человека; идентифицировать состав полученных костных аналогов.

Предложить химические показатели, характеризующие состояние минеральной компоненты костных тканей человека. Выявить половозрастные изменения минеральной и органической составляющей костных тканей человека в возрастном интервале 30-79 лет.

Научная новизна работы. Проведенные исследования расширяют представления о структурной организации костных тканей на ультра- и молекулярном уровнях. Впервые установлено,* что при их поражении уменьшается упорядоченность и кристалличность структуры костного апатита, содержание апатитовой фазы, но при этом увеличивается количество адсорбционной воды, углекислого газа аморфного слоя [С02' пН20], концентраций ионов Си2+, Бп24", Ре2+, Ре3+, Мп2+, Сг3+, парамагнитных термохимических «Я-центров» органической компоненты. Показано, что в таких костных тканях занижено содержание ионов кальция и фосфора, наблюдается уменьшение упорядоченности, уплотнение и снижение растворимости коллагена.

В пораженных костных образцах выявлены взаимосвязи между: содержанием фосфат-ионов и карбонат-ионов, адсорбированных углекислого газа, воды; концентрациями ионов кальция и фосфора, ионов натрия и калия, железа и кальция.

В составе костных полостей (кист) установлено преобладание органических веществ, меньшая кристалличность и упорядоченность структуры костного апатита по сравнению с поврежденной костной тканью.

С помощью термодинамических расчетов впервые получена последовательность образования малорастворимых соединений из синовиальной жидкости в условиях отклонения от «нормы». На основе её модельных растворов синтезирован слабо окристаллизованный апатит с избытком кальция.

Практическая значимость. Материал, представленный в работе расширяет круг возможностей, позволяющих исследовать разные типы костных тканей при отклонениях от «нормы», и может быть использован в практике специализированных учреждений как Омского (ГГУЗОО Клинический Медико-хирургический центр Министерства здравоохранения Омской области, отделение «Ортопедия №1»; Омская государственная медицинская академия, кафедра патологической анатомии с курсом клинической патологии, кафедра травматологии, ортопедии и военно-полевой хирургии), так и других регионов.

На защиту выносятся следующие положения:

Апробация работы. Основные результаты работы опубликованы в 6 научных статьях (из них 4 — в рецензируемых журналах), 2 статьях и 13 тезисах Международных и Всероссийских конференций, симпозиумов и съездов (лично сделано 8 устных докладов): International conference «Functional Materials» (Crimea, 2009); XVII International Conference on Chemical Thermodynamic in Russia (Kazan, 2009); Международном минералогическом семинаре «Минералогическая интервенция в микро- и наномир» (Сыктывкар, 2009); Всероссийской молодежной научной конференции «Минералы: строение, свойства, методы исследования» (Миасс, 2009); Международном минералогическом семинаре «Структура и разнообразие минерального мира» (Сыктывкар, 2008); V Международной конференции «Кинетика и механизм кристаллизации. Кристаллизация для нанотехнологий, техники и медицины» (Иваново, 2008); Международной научной конференции «Федоровская сессия 2008» (СПб, 2008); VI Международном Беремжановском съезде по химии и химической технологии (Караганда, 2008); VIII конференции молодых ученых «Актуальные проблемы современной неорганической химии и материаловедения» (Москва; Звенигород, 2008); Всероссийской научно-технической конференции «Россия молодая: передовые технологии в промышленность» (Омск, 2009); VIII научной конференции «Аналитика Сибири и Дальнего Востока» (Томск, 2008); II Международной конференции «Кристаллогенезис и минералогия» (Санкт-Петербург, 2007); III Международном симпозиуме «Биокосные взаимодействия: жизнь и камень» (СПб, 2007); научном семинаре «Минералогия техногенеза» (Миасс, 2005-2006).

Объем и структура работы. Диссертация представлена на 167 страницах, содержит 60 рисунков, 30 таблиц, список литературы из 254 наименований. Она состоит из введения, 4 глав и заключения.

Заключение диссертации по теме "Неорганическая химия"

выводы

1. При развитии повреждения в костных тканях установлено:

• уменьшение структурной упорядоченности, кристалличности костного апатита; повышение растворимости и понижение содержания минеральной апатитовой фазы; л I

- уменьшение концентрации ионов Ca и содержания фосфора; >- увеличение значений Са/Р коэффициента; концентраций ионов Cu2+, Sn2+, Fe21', Fe3+, Mn2+, Cr3+; деградация (деформация связей и уменьшение упорядоченности расположения коллагеновых фибрилл), уплотнение и уменьшение растворимости коллагена; )► содержание аминокислот и их состав не изменяется.

2. При поражении костной ткани выявлены обратные взаимосвязи, между: содержанием фосфат-ионов и карбонат-ионов, адсорбированных углекислого газа и воды; деградацией коллагена и количеством высокомолекулярных веществ, степенью уплотнения коллагена и силой взаимодействий активных частиц. «R-центров» органической составляющей; а также прямые взаимосвязи между: содержанием ионов кальция и общего фосфора, ионов натрия и калия, ионов железа и кальция; степенью деградации коллагена и концентрацией органических веществ с меньшей молекулярной массой; парамагнитных радикалов «R-центров» органической компоненты.

3. В костных тканях кист отмечена наименьшая кристалличность и упорядоченность структуры костного апатита.

4. Предложена методика экстракционного разделения костных составляющих с сохранной структурой апатита.

6. При рассмотрении половозрастных особенностей костных тканей человека в возрастном интервале 30-79 лет выявлено, что до 60 лет кристалличность костного апатита и аминокислотный состав не зависят от половой и возрастной принадлежности образцов, после 60 лет отмечаются вариации их по половому и возрастному признаку: в 60-69 лет в мужских костных тканях кристалличность минеральной основы возрастает, содержание аминокислот понижается, в женских - уменьшается и не изменяется соответственно; в 70-79 лет в мужских костных тканях кристалличность костного апатита и содержание аминокислот не изменяется; в женских — повышается и понижается соответственно.

7. По результатам термодинамических расчетов выявлено, что в модельном синовиальном растворе возможно образование следующих соединений (ряд представлен по уменьшению индекса пересыщения и увеличению энергии Гиббса кристаллизации): Саю(Р04)б(0Н)2, р-Са3(Р04)2, Са41(Р04)3-2.5Н20, ]^НР04-ЗН20, СаНР04-2Н20.

8. В процессе модельных экспериментов установлено, что при повреждении костных тканей синовиальная жидкость выступает «маточной» средой кристаллизации минеральных фаз. Состав и последовательность осаждения малорастворимых соединений зависят от рН и ионной силы раствора. Их увеличение способствует формированию патогенного слабо окристаллизованного с избытком кальция апатита.

Список источников диссертации и автореферата по химии, кандидата химических наук, Лемешева, Светлана Александровна, Омск

1. Гистология / Под ред. В.Г. Елисеева, Ю.И. Афанасьева, Н.А. Юриной 3-е изд. -М.: Медицина, 1883. - 592 с.

2. Энока P.M. Основы кинезиологии. К.: Олимпийская литература, 1998. - С. 40 - 60.

3. Лунева С.Н. Биохимические изменения в тканях суставов при дегенеративно-дистрофических заболеваниях и способы биологической коррекции. Дис. . д.б.н. -Тюмень: Тюменский гос. университет, 2003. 297 с.

4. Торбенко В.П., Касавина Б.С. Функциональная биохимия костной ткани. -М.: Медицина, 1977. 272 с.

5. Уайт А., Хендлер Ф., Смит Э., Хилл Р., Леман И. Основы биохимии: В 3-х томах. Пер. с англ. / Перевод Л.М. Гинодмана; Под ред. Ю. А. Овчинникова. Т. 3. -М.: Мир, 1981.-726 с.

6. Ревелл П.А. Патология кости М.: Медицина, 1993. - 368 с.

7. Слуцкий Л.И. Биохимия нормальной и патологически измененной соединительной ткани. М.: Медицина, 1969. - 375 с.

8. Кольман Я., Рём К.- Г. Наглядная биохимия / Под ред. П.Д. Решетова, Т.И. Соркиной. М.: Мир, 2000. - 460 с.

9. Кораго Л.А. Введение в биоминералогию. Спб.: Недра, 1992. - 280 с.

10. Корж А.А., Белоус A.M., Панов Е.Я. Репаративная регенерация кости. М., 1972.-215 с.

11. Weiner S., Dove P.M. An Overview of biomineralization processes and the problem of the vital effect. Reviews in mineralogy and geochemistry // Biomineralization. 2003. - V. 54. - P. 1 - 29.

12. Suchanek W., Yoshimura M. Processing and properties of hydroxyapatite-based biomaterials for use as hard tissue replacement implants // Journal of Materials Research, 19981-V. 13.-№ l.-P. 94-117.

13. Ныоман У., Ньюман M. Минеральный обмен кости / Перевод с англ. О.Я. Терещенко, Л.Т. Туточкиной. Под ред. Н.Н. Демина. М.: Иностранная литература, 1961. - 270 с.

14. Хмельницкий О.К. Общая патоморфология костно-суставного аппарата. -Новосибирск.: Наука. Сиб. отделение, 1983. — 193 с.

15. Вельская JI.B., Голованова О. А. Термодинамическое моделирование процесса образования // Вестник ОмГУ. 2008. - № 4. - С. 49-53.

16. Boskey A.L., Posner A.S. Formation of hydroxyapatite at low supersaturation // Journal of Physical Chemistry. 1976. - V. 80. - P. 40 - 45.

17. Некачалов B.B. Патология костей и суставов. Руководство. СПб.: Сотис, 2000. - 288 с.

18. Прохончуков А.А., Жижина Н.А., Тигранян Р.А. Гомеостаз костной ткани в норме и при экстремальных условиях. М.: Наука, 1984. - 200 с.

19. Zhu Р.Х., Masuda Y., Koumoto К. Site-Selective Adhesion of hydroxyapatite microparticles on charged surfaces in a supersaturated solution // Journal of Colloid and Interface Science. 2001. - № 243. - P. 31 - 36.

20. Jones F.H. Teeth and bones: application of surface science to dental materials and related biomaterials // Surface science reports. 2001. - № 42. - P. 75 - 205.

21. Чумаевский Н.А., Орловский В.П., Ежова Ж.А., Минаева Н.А., Родичева Г.В., Стеблевский А.В., Суханова Г.Е. Синтез и колебательные спектры гидроксилапатита кальция // Журнал неорганической химии. 1992. - Т. 37. - № 7. -С. 1455- 1459.

22. Veis A. Mineralization in organic matrix frameworks. Reviews in mineralogy and geochemistry // Biomineralization. 2003. V. 54. - P. 249 - 283.

23. Калинников В.Т., Ежова Ж.А., Захаров Н.А., Коваль Е.М. Синтез и физико-химическое исследование лизинсодержащего гидроксилапатита кальция // Журнал неорганической химии. 2007. - Т. 52. - № 1. - С. 118 - 121.

24. Mayer I., Sehalam R., Featherstone J.D.B. Magnesium-containing carbonate apatites // Journal of Inorganic Biochemistry. 1997. - V. 66. - № 1. - P.l - 6.

25. Барышев А.Б., Иванова Т.И., Франк-Каменецкая О.В., Плоткина Ю.В., Зорина M.JL, Павлов Д.Ю., Крецер Ю.Л., Булах А.Г. Изучение апатита бедренных костей детей // Минералогия и жизнь. Сыктывкар, 2000. - С. 65 - 67.

26. Nelson D.G.A., Williamson В.Е. Low-temperature laser Raman spectroscopy of synthetic carbonated apatites and dental enamel // Australian Journal of Chemistry. -1982.-№35.-P. 715-727.

27. Paschalis E.P., DiCarlo E., Betts F., Sherman P., Mendelsohn R., Boskey A.L. FTIR Microspectroscopic analysis of normal human osteonal bone // Calcified Tissue International. 1996. - № 59. - P. 480 - 487.

28. Озаровская O.B. Выявление изменчивости минерального состава, костных ткани при археологических раскопках // Материалы III Международного Симпозиума «Биокосные взаимодействия: жизнь и камень». Спб, 2007. - С. 137 -140.

29. Wiles D.B., Young R.A. A new computer program for Rietveld analysis of X-ray powder diffraction patterns // Journal of Applied Crystallography. 1981. - V. 14. - Part 2.-P. 149-151.

30. Betts F., Blumenthal N.C., Posner A.S. Bone mineralization // Journal of Crystal Growth.- 1981.-V. 53.-P. 63-73.

31. Elliott J.C. Structure and chemistry of the apatite's and other calcium orthophosphates. Amsterdam: Elsevièr, 1994. - 390 p.

32. Verdelis K., Crenshaw M.A., Paschalis E.P., Doty S;, Atti E., Boskey A.L. Spectroscopic Imaging of Mineral Maturation in Bovine Dentin // Journal of Dental Research. 2003. -V. 82. - № 9. - P. 697-702.

33. Paschalis E.P., Verdelis K., Doty S.B., Boskey A.L., Mendelsohn R., Yamauchi M. Spectroscopic Characterization of Collagen Cross-Links in Bone // Journal of Bone and Mineral Research. 2001. -V. 16. - № 10. - P. 1821-1828.

34. Pasterisl J.D., Wopenka В., Valsami-Jones E. Bone and Tooth. Mineralization: Why Apatite? // Elements. 2008. - V. 4. - № 2. - P. 97 - 104.

35. Rey C., Collins В., Goehl T., Dickson I.R., Glimcher M.J. The carbonate environment in bone mineral: a resolution-enhanced fourier transform infrared spectroscopy study // Calcified Tissue International. 1989. - V. 45. - № 3. - P. 157 -164.

36. Boskey A., Pleshko Camacho N. FT-IR imaging of native and tissue-engineered bone and cartilage // Biomaterials. 2007. - V. 28. - № 15. - P. 2465 - 2478.

37. Mendelsohn R., Paschalis E.P., Sherman P.J., Boskey A.L. IR Microscopic Imaging of Pathological States and Fracture Healing of Bone // Applied Spectroscopy. — 2000. V. 54. - № 8. - P. 1183 - 1191.

38. Brik A.B., Rosenfeld L.G., Haskell E.H., Kenner G.H., Brik V.B. Formation mechanisms and localization places of C02 radicals in tooth enamel // Mineralogical Journal. 2000. - V. 22. - № 5-6. - P. 57 - 67.

39. Минералогическая энциклопедия / Под ред. Булаха А.Г., Кривовича В.Г. -Ленинград: Недра, 1985. 512 с.

40. Гилинская Л.Г., Занин Ю.Н. Факторы стабилизации парамагнитных радикалов С02" , СОз" и СО33" в природных карбонатапатитах // Журнал структурной химии. 1998. - Т. 39. - № 5. - С. 821 - 840.

41. Вересов А.Г., Путляев В.И., Третьяков Ю.Д. Химия неорганических материалов на основе фосфатов кальция // Российский химический журнал. 2004. -Т. 48.- №4.-С. 52-63.

42. Русаков А.В. Патологическая анатомия болезней костной системы. Введение в физиологию и патологию костной системы. М.: Медгиз, 1959. - 532 с.

43. Минченко Б.И., Беневолевнский Д.С., Тишенина . P.C. Биохимические показатели метаболических нарушений в костной ткани // Клиническая лабораторная диагноста. 1999: - №1. - С. 8 — 15.

44. Франке Ю., Рунге Г. Остеопороз: Пер. с нем. М.: Медицина, 1995. - 300 с.

45. Dr Raul Fleischmajer M.D., Steffan Gay M.D., Wilhelm N. Meigel M.D., Jerome S., Perlish Ph.D. Collagen in the cellular and fibrotic stages of scleroderma // Arthritis & Rheumatism. 2005. - V. 23. - № 2. - P. 190 - 196.

46. Orgel J.P., Miller A., Irving T.C., Fischetti R.F., Hammersley A.P., Wess T.J. The insitu three dimensional packing structure of type I collagen // Structure. 2001. - V. 9. -P.1061 - 1069.

47. Крылова Н.Н. Биохимия мяса: Учебник для техникумов / Н. Н. Крылова, Ю. Н. Лясковская. М.: Пищепромиздат, 1954. - 320 с.

48. Prockop D.J., Berg R.A., Kivirikko K.I. Intracellular steps in the biosynthesis of collagen // Biochemistry of Collagen. N.Y. - 1976. - P. 163 - 273.

49. Серов B.B., Шехтер А.Б. Соединительная ткань (функциональная морфология и общая патология). М.: Медицина, 1981. - 312 с.

50. Gross К.А., Berndt С.С. Biomedical application of apatites // Reviews in mineralogy and geochemistry. 2002. - V. 48. Phosphates. - P. 633 - 672.

51. Матвеева Е.Л. Биохимические изменения в синовиальной жидкости при развитии дегенеративно-дистрофических процессов в коленном суставе: Автореф. Дис. д.б.н. Тюмень: Тюменский гос. университет, 2007. - 24 с.

52. Зацепин С.Т. Костная патология взрослых. М.: Медицина, 2001.-640 с.

53. Frost Н.М. Mathematicial elements of lamella bone remodelling / H.M. Frost. -Springfield: Thomas books, 1964. 127 p.

54. Frost H. M. The biology of fracture healing (part I) / H. M. Frost // Clinical Orthopaedics and Related Research. 1989. - Part I. - №. 248. - P. 283 - 293.

55. Краснопольский В.И., Торчинов В.У., Серова О.Ф., Зароченцева Н.В. Роль эндогенных гормонов в регуляции костно-минерального обмена // Российский вестник акушера-гинеколога. 2005. - №4. - С. 16 - 19.

56. Аврунин А.С. Адаптационные механизмы костной ткани и регуляторно-метаболический профиль организма / А.С. Аврунин, Н.В. Корнилов, И.Д. Иоффе // Морфология. 2001. - № 6. - С. 7 - 12.

57. Корнилов Н.В. Адаптационные процессы в органах скелета / Н.В. Корнилов, А. С. Аврунин. СПб.: МОРСАР АВ. - 2001. - 296 с.

58. Akkus О. Age-related changes in physicochemical properties of mineral crystals are related to impaired mechanical function of cortical bone / O. Akkus, F. Adar, M.B. Schaffler // Bone. 2004. - V. 34. - P. 443 - 453.

59. Akkus O. Fracture mechanics of cortical bone tissue: a hierarchical perspective / O. Akkus, Y.N. Yeni, N. Wasserman // Biomedical Engineering. 2004. - V. 32.-№5-6.-P. 379 - 425.

60. Wang X. The toughness of cortical bone and its relationship with age / X. Wang, S. Puram // Annual Review of Biochemistry. 2004. - V. 32. - № 1. - P. 123 - 135.

61. Накоскин A.H. Возрастные изменения и половые различия биохимического состава костной ткани человека: Автореф. Дис. . д.б.н. Тюмень: Тюменский гос. университет, 2004. - 18 с.

62. Johnston С.С. Костная денситометрия / С С. Johnston, L.J. Melton III // Остеопороз. Этиология, диагностика, лечение. СПб., 2000. - С. 297 - 320.

63. Аврунин А.С., Тихилов Р.М., Климов А.В. Старение костной ткани. Теоретическое обоснование новых путей оптимизации процесса механотрансдукции // Морфология. 2005. - №5. - С. 19 - 27.

64. Калита В.И. Физика и химия формирования биоинертных и биоактивных поверхностей на имплантатах // Физика и химия обработки материалов. 2000. -№5. - С. 28 - 45.

65. Бычков С.М., Кузьмина С.А. Биологическая роль гиалуроновой кислоты (обзор) // Вопросы медицинской химии. 1986. - Т. 31. - №1 - 2. - С. 19 - 32.

66. Коваленко В.Н., Борткевич О.П. Остеоартроз. М.: Морион, 2003. - 240 с.

67. Голованова О.А., Понамарева Е.Ю., Франк-Каменецкая О.В. Влияние компонентов биологической среды на формирование гидроксилапатита // Химия в интересах устойчивого развития. 2008. - Т. 16. - № 3. - С. 1-6.

68. Вельская J1.B., Голованова О.А. Моделирование процессов образования зубных и слюнных камней в ротовой полости человека // Известия ВУЗов. Химия и химическая технология. 2008. - Т. 51. - №10. - С. 105 - 108.

69. Титов А.Т., Ларионов П.М., Щукин B.C., Зайковский В.И. Механизм минерализации сердечных клапанов // Поверхность. Рентгеновские и нейтронные исследования. 2001. - №3. - С. 74 - 79.

70. Кирсанов А.И., Долгодворов А.Ф., Леонтьев В.Г., Горбачева И.А., Романова В.Д., Величко Л.С., Александров В.В. Концентрация химических элементов в разных биологических средах // Клиническая лабораторная диагностика. 2001. -№3. -С. 16-20.

71. Збарский М.И., Иванов И.И., Мордашев С.В. Биологическая химия. Л.: Медицина, 1972. - 582 с.

72. Bayraktar D., Tas А.С. Formation of hydroxyapatite precursors at 37 ±C in urea-and enzyme urease-containing body fluids // Journal of Materials Science Letters. 2001. - V. 20. - № 5. - P. 401-403.

73. Kokubo T. Surface Chemistry of Bioactive Glass-Ceramics // Journal of Non-Crystalline Solids. 1990. - V. 120. -P. 138 - 151.

74. Kokubo Т., Takadama H. How useful is SBF inpredicting in vivo bone bioactivity? // Biomaterials. 2006. - V. 27. - № 15. - P. 2907 - 2915.

75. Jalota S., Bhaduri S.B., Tas. A.C. Using a synthetic body fluid (SBF) solution of 27 mM HCO3" to make bone substitutes more osteointegrative // Materials Science and Engineering. 2008. - № 28. - P. 129 - 140:

76. Трифонов E.B. Психофизиология человека. Русско-англо-русская энциклопедия. Спб, 2009.

77. Николаев А.Л. Биологическая химия. М: Медицинское информационное агентство, 2004. - 566 с.

78. Bayraktar D., Tas A.C. Chemical preparation of carbonated calcium hydroxy apatite powders at 37 °C in urea-containing synthetic body fluids // Journal of the European Ceramic Society. 1999. - V. 19. - № 13 - 14. - P. 2573 - 2579.

79. Tas A.C. Synthesis of biomimetic Ca-hydroxyapatite powders at 37 °C in synthetic body fluids // Biomaterials. -2000. V. 21. -P. 1429 - 1438.

80. Ringer S. Upon the similarity and dissimilarity of the behaviour of cardiac and skeletal muscle when brought into relation with solutions containing sodium, calcium and potassium salts // Journal of Physiology. 1887. - № 8. - P. 288 - 295.

81. Earle W. Production of malignancy in vitro. IV. The mouse fibroblast cultures and changes seen in the living cells // Journal of the National Cancer Institute. 1943. - № 4. -P. 165- 169.

82. Hanks J.H. Hanks' balanced salt solution and pH control // Methods in Cell Science. 1975. -V. 1. - № 1. - P. 3 - 4.

83. Tas A.C. Monodisperse calcium carbonate microtablets forming at 70 °C in prerefrigerated CaCl2-gelatin-urea solutions // International Journal of Applied Ceramic Technology. V. 6. - № 1. - P. 53 - 59.

84. Jalota S., Bhaduri S.B., Tas A.C. In vitro testing of calcium phosphate (HA, TCP, and biphasic HA-TCP) whiskers // Journal of Biomedical Materials. 2006. - Part A. - V. 78.-P. 481-490.

85. Jalota S., Bhaduri S., Bhaduri S.B., Tas A.C. A protocol to develop crack-free biomimetic coatings on Ti6A14V substrates // Journal of Materials Research. 2007. - V. 22.-№6.-P. 1593- 1600.

86. Павлова B.H. Синовиальная среда суставов. M.: Медицина. - 1980. - 296 с.

87. Базарный В.В. Синовиальная жидкость (клинико-диагностическое значение лабораторного анализа).- Екатеринбург: УГМА, 1999. 62 с.

88. Shmerling R.H. Synovial fluid analysis. A critical reappraisal // Rheum Dis Clin North Am -1994. V. 20. - P. 503 - 512.

89. Ohtsuki C., Kushitani H., Kokubo Т., Kotani S., Yamamuro T. Apatite formation on the surface of ceravital-type glass-ceramic in the body // Journal of Biomedical Materials Research. 1991. - V. 25. - P. 1363 - 1370.

90. De Cuyper M., Bulte J.W.M. Bulte Physics and Chemistry Basis of Biotechnology. Kluwer academic Publishers: New York, Boston, Dordrecht, London, Moscow, 2002. - V. 7. - 341 p.

91. Lowenstam H.A. Minerals formed by organisms // Science Washington. 1981. — V.211.-P. 1126-1131.

92. Walsh D., Hopwood J., Mann S. Crystal tectonics: consruction of reticulated calcium phosphate frameworks in bicontinuous reverse microemulsions // Science. -1994. V. 264. - P. 1576 - 1578.

93. Addadi L., Weiner S. Control and design principles in biomineralisation // Angewandte Chemie. 1994. -V. 104. - P. 159 - 176.

94. Berman A., Hanson J., Leiserowitz L., Koetzle T.F., Weiner S., Addadi L. Crystal-protein interactions: controlled anisotropic changes in crystal microtexture, J. Journal of Chemical Physics. 1993. V. 97. - P. 5162 - 5170.

95. Mann S., Hannington J.P., Williams R.J.P. Phospholipid vesicles as a model system for biomineralisation //Nature. 1986. - V. 324. - P. 565 - 567.

96. Подрушняк Е.П., Каниболоцкая В.П: Артрозы. М.: «Здоров'я». - 1977. - 110 с.

97. Епифаров В.А. Артроз суставов кисти и стопы. М.: Медпресс - информ, 2005. - 128 с.

98. Соколов Л.П., Романов М.Ф. Деформирующие артрозы крупных суставов: Учеб. ГОсобие. М.: Изд-во УДН, 1991. - 121 с.

99. Руководство к практическим занятиям по клинической лабораторной диагностике / Под ред. М.А. Базарновой, В.Т. Морозовой. Киев: Вища школа, 1988.-318 с.

100. Дедух Н.В., Бенгус Л.М., Басти А. Магний и костная ткань // Остеопороз и остеопатии. 2003. - №1. - С. 18 - 22.

101. Пальчик Н.А. Столповская В.Н., Мороз Т.Н., Григорьева Т.Н. Сравнительный кристаллохимический анализ некоторых биогенных минералов и их природных аналогов // Минералогия и жизнь. Сыктывкар, 2000. - С. 112-114.

102. Бышевский А.Ш., Терсенов О.А. Биохимия для врача // Уральский рабочий. -Екатеринбург, 1994. 384 с.

103. Родичева Г.В., Орловский В.П., Привалов В.И., Баринов С.М., Рустикелли Ф., Оскарссон С. Синтез и физико-химические исследования карбонатапатитов кальция типа А // Журнал неорганической химии, 2001. Т. 46. - № 11. - С. 1798 -1802.

104. Голованова О. А., Борбат В. Ф. Почечные камни. М.: Медицинская книга, 2005. - 171 с.

105. Александровская Е.И., Панова Т.Д. Экологическая ситуация и здоровье людей средневековой Москвы // Природа. 2002. - № 9. - С. 29 - 32.

106. Смолеговский A.M. История кристаллохимии фосфатов. М.: Наука, 1986. -263 с.

107. Усатенко О.Н. Основные биохимические константы человека в норме и при патологии. Киев: Здоровье, 1977. - 160 с.

108. Lundager Madsen H. Е., Abbona F., Bárrese E. Effects of cadmium on crystallization of calcium phosphates // Crystal Research and Crystal Technology. 2004. - V: 39. - № 3. - C. 235 - 239.

109. Пальчик H.A., Мороз Т.Н., Леонова И.В., Колмогоров Ю.П., Толмачев В.Е. Минеральный и микроэлементный состав слюнных камней // Журнал неорганической химии. 2004. - Т. 49. - № 8. - С. 1353 - 1361.

110. Войнар А.О. Значение микроэлементов в организме человека и животных. М.: Недра, 1955.-24 с.

111. Dorozhkin S.V. Calcium orthophosphates // Journal of Materials Science. 2007. -V. 42.-№4.-P. 1061 - 1095.

112. Legeros R.Z. Calcium phosphates in oral biology ànd medicine. Karger.: Basel, 1991.-221'p.

113. Cazalbou S., Combes C., Eichert D., Rey С. Adaptative physico-chemistry of bio-related calcium phosphates // Journal of Materials Chemistry. 2004. - V. 14. - P. 2148-2153.

114. Kônigsberger E., Kônigsberger L. Biomineralization Medical Aspects of Solubility / John Wiley & Sons Ltd. The Atrium, Southern Gate, Chichester, West Sussex P019 8SQ, England, 2006. - 312 p.

115. Weiner S., Addadi L., Wagner H.D. Materials design in biology // Materials Science and Engineering C. 2000. - V. 11. - P. 1 - 8.

116. Su X., Sun К., Cui F.Z., Landis W.J. Organization of apatite crystals in human woven bone // Bone . 2003. - V 32. - № 2 - P. 150 - 162.

117. Traub W., Arad Т., Weiner S. Dimensional ordered distribution of crystals in turkey tendon collagen-fibers // Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America. 1989. - V. 86. - P. 9822 - 9826.

118. Elliott J.C., Davis G.R., Anderson P., Wong F.S.L., Dowker S.E.P., Mercer C.E. Application of laboratory microtomography to the study of mineralised tissues // Anales De Quimica. 1997. - V. 93. - P. 77 - 82.

119. Robinson R.A. An electron-microscopic study of the crystalline inorganic component of bone and its relationship to the organic matrix // Journal of Bone and Joint Surgery. 1952. - V. 34 A. - P. 389 - 434.

120. Jackson S.A., Cartwright A.G., Lewis D. Morphology of bone-mineral crystals // Calcified Tissue Research. 1978. - V. 25. - P. 217 - 222.

121. Veis A. Mineral matrix interactions in bone and dentin // Journal of Bone and Mineral Research. 1993. - № 8. - P. 493 - 497.

122. Вельская JI. В. Зубные и слюнные камни химический состав, генетические особенности: Дис. . к.х.н. - Омск: ОмГУ им. Ф.М. Достоевского, 2009. - 158 с.

123. Голованова О.А. Биоминералогия мочевых, желчных, зубных и слюнных камней из организма человека: Дис. . д.г.-м.н. Омск: ОмГУ им. Ф.М. Достоевского, 2009. - 333 с.

124. LeGeros R.Z. Formation and transformation of calcium phosphates: relevance to vascular calcification // Zeitschrift fur Kardiologie. 2001. - Supplement Band 90. - P. 116-124.

125. Гилинская Л.Г., Занин Ю.Н., Назьмов В.П. Типоморфизм парамагнитных радикалов СО2", СО3- и СОз" в природных карбонатапатитах // Геология и геофизика. 2002. - Т. 43. - № 3. - С. 297 - 303.

126. Shi J., Klocke A., Zhang М., Bismayer U. Thermally-induced structural modification of dental enamel apatite: Decomposition and transformation of carbonategroups // European Journal of Mineralogy. 2005. - V. 17. - P. 769 - 775.

127. Pan Y., Fleet M.E., In Hughes J.M., Kohn M., Rakovan J. Phosphates: geochemical, geobiological and materials importance. Series: reviews in mineralogy and geochemistry // Mineralogical Society of America. Washington. 2002. - V. 148. - P. 13 -49.

128. LeGeros R. Z. Biological and synthetic apatites // Hydroxyapatite and related materials. Boca Raton: CRC / Brown P. W., Constantz B. Boca Raton: CRC, 1994. - P. 3-28.

129. Amjad Z. Calcium phosphates in biological and industrial systems. Berlin: Springer, 1997. - 529 p.

130. Tung M.S., Eidelman N., Sieck В., Brown W.E. Octacalcium phosphate solubility product from 4 to 37 °C // Journal of Research of the National Bureau of Standards. -1988.-V. 93.-P. 613 -624.

131. Iijima M., Kamemizu H., Wakamatsu N., Goto Т., Doi Y., Moriwaki Y. Transition of octacalcium phosphte to hydroxyapatite in solution at pH 7.4 and 37 °C. Journal of Crystal Growth. 1997. - V. 181. - P. 70 - 78.

132. Chow L.C, Eanes E.D Octacalcium phosphate. Karger: Basel, 2001. - 167 p.

133. Ryan L.M., Cheung H.S., LeGeros R.Z., Kurup I.V., Toth J., Westfall P.R., McCarthy G.M. Cellular responses to whitlockite // Calcified Tissue International. -1999.-V. 65.-P. 374-377.

134. Brudevold F., Soremark R. Chemistry of the mineral phase of enamel // Structural and Chemical Organization of Teeth. 1967. - V. 2. - P. 84. - 95.

135. Пилат Т.JI. Зубной камень и его влияние на ткани пародонта // Стоматология. -1984. № 3. - С. 88 - 90.

136. Williams R. A. D., Elliott J. С. Basic and applied dental biochemistry. Edinburgh: Churchill Livingstone, 1979. - C. 129 - 137.

137. Ткаленко А.Ф. Влияние физико-химических характеристик слюны, слюнных и зубных отложений на исход лечения больных слюннокаменной болезнью:

138. Автореф. канд. дис. М.: Моск. гос. мед.-стоматол. ун-т, 2004. - 26 с.

139. Киселева Д.В. Особенности состава, структуры и свойств ряда фосфатных и карбонатных биоминералообразований: Дис. . г.-м.н. Екатеринбург: УрО РАН Институт геологии и геохимии им. ак. А.Н. Заварицкого, 2007. - 197 с.

140. Вербова А.Ф. Состояние костной ткани и калиций-фосфорного обмена у рабочих фосфорного производства // Казанский медицинский журнал. 2002. - Т. 83.-№2.-С. 148-150.

141. Измеров Н.Ф., Монаенкова A.M., Тарасова JI.A. Профессиональные заболевания. М.: Медицина, 1996. - Т. 2. - 336 с.

142. Москалев Ю.И. Минеральный обмен. М.: Медицина, 1985. - 287 с.

143. Пятанова П.А. Физико-химическое исследование почечных камней, формальный генезис: Дис. . к.х.н. Омск: ОмГУ им. Ф.М. Достоевского, 2004. -147 с.

144. Christoffersen M.R., Seierby N., Zunic T.B., Christoffersen J. Kinetics of dissolution of triclinic calcium pyrophosphate dehydrate crystals // Journal of Crystal Growth. 1999. - V. 203.-P. 234 - 243.

145. March J.G., Simonet B.M., Grases F. Determination of pyrophosphate in renal calculi and urine by means of an enzymatic method // Clinica Chimica Acta. 2001. - V. 314.-P. 187- 194.

146. Carty D.J. M. Crystals and Arthritis // Disease-a-Month. 1994. - V. 40. - P. 259 -299.

147. Driessens F.C.M., Verbeeck R.M.H., Dijk J.W.E. Plasma calcium difference between man and vertebrates // Comparative Biochemistry and Physiology. 1989. - V. 93A.-P.651 -654.

148. Anderson H.C. Molecular biology of matrix-vesicles // Clinical Orthopaedics and Related Research 1995. - V. 314. - P. 266 - 280.

149. Catalano D., Crisafulli V., Tandurella A. Connectiviiis and diseases, of the digestive system // Minerva Dietologica e Gastroenterologica. 1989. - V. 35. - № 2. - P. 111-114.

150. Romas E., Gillespie M.T., Martin T.J. Involvement of receptor activatone of NFkappaB ligand and tumor necrosis factor-alpha in bone destruction in rheumatoid arthritis // Bone. 2002. - V. 30. - № 2. - P. 340 - 346.

151. Vinciguera C., Gueguen A., Revel M. Predictors of the need for total hip replacement in patients with osteoarthritis of the hip // Revue du Rhumatisme. 1995. -V. 62.-P. 563-570.

152. Зернов H.F., Тарасов О.Ф. Семиотика детских болезней. М.: Медицина, 1984.-360 с.

153. ГОСТ 17681 82. Мука животного происхождения. Методы испытаний. -М.: Изд. стандартов, 2000. - С. 3 - 4.

154. Гилинская Л.Г., Григорьева Т.Н., Занин Ю.Н., Корнеева Т.А., Столповская В.Н. Геохимия углерода в природных апатитах по данным физико-химических исследований // Геохимия. 2001. - № 3. - С. 279 - 283.

155. Гилинская Л.Г., Занин Ю.Н., Кнубовец, Корнева Т.А., Фадеева В.П. Фосфорорганические радикалы в природных апатитах Са5(Р04)з(Р, ОН) // Журнал структурной химии. 1992. - Т. 33. - № 6. - С. 108 - 840.

156. Sahai К, Schoonen М.А. Medical mineralogy and geochemistry // Reviews in Mineralogy and Geochemistry. 2006. - V. 64. - 332 p.

157. Skinner C.H.W. Minerals and human health // Environmental mineralogy. 2000: - V. 2. - Chapter 11. - P. 383 - 412.

158. Авцын А.П., Жаворонков A.A., Риш M.A., Строчкова JI.C. Микроэлементозы человека: этиология, классификация, органопатология. М.: Медицина, 1991. - 496 с.

159. Гилинская Л.Г., Рудина H.A., Окунева Г.Н., Власов Ю.А. Исследование минеральных патогенных образований на сердечных клапанах человека. III. Электронная микроскопия // Журнал структурной химии, 2003. Т. 44. - № 6. - С. 1122-1128.

160. Барышев А.Б. Изучение апатита бедренных костей детей / А.Б. Барышев, Т.И. Иванова, О.В. Франк-Каменецкая // Минералогия и жизнь. Сыктывкар, 2000. - С. 85 - 89.

161. Ларионов В.П., Титов А.Т., Караськов A.M., Щукин B.C. Структура и физико-химические условия образования кальцификатов на клапанах сердца // Патология кровообращения и кардиохирургия. 2003. - № 1. - С. 4 - 76.

162. JCPDS — International Centre for Diffraction Data (http://www.icdd.com).

163. WWW-MINCRYST Crystallographic and Crystallochemical Database for Minerals and their Structural Analogues. - English, Russian (http://database.iem.ac.ru).

164. Гиллер Я.Л. Таблицы межплоскостных расстояний. M.: Недра, 1966. - 362 с.

165. Недома И. Расшифровка рентгенограмм порошков. М.: Металлургия, 1975. - 424 с.

166. Кесслер И. Методы ИК-спекгроскопии в химическом анализе. М.: Мир, 1964. -268 с.

167. Смит А. Прикладная ИК-спектроскопия: Пер. с англ. М.: Мир, 1982. - 328 с.

168. Шестак Я. Теория термического анализа: Физико-химические свойства твердых неорганических веществ: Пер. с англ. М.: Мир, 1987. - 456 с.

169. Егунов В.П. Введение в термический анализ. Самара, 1996. - 270 с.

170. Уэндланд У. Термические методы анализа. М.: Мир, 1978. - 528 с.

171. ГОСТ ИСО 14644-1-2002. Чистые помещения и связанные с ними контролируемые среды.

172. ГОСТ 8.207-76 ГСИ. Прямые измерения с многократными наблюдениями. Методы обработки результатов наблюдений. Основные положения.

173. Чумаевский H.A., Орловский В.П., Ежова Ж.А., Минаева H.A., Родичева Г.В., Стебелевский A.B., Суханова Г.Е. Синтез и колебательные спектры гидроксилапатита кальция // Журнал неорганической химии. 1992. - Т. 37. - Вып. 7.-С. 1455-1457.

174. Клубович В.В., Хамчуков Ю.Д., Бовровский В.В., Егоров В.Д., Шашков С.Н. Структура, состав и колебательные спектры карбонат-гидроксилапатита // Журнал прикладной спектроскопии, 1994. - Т. 6. - № 5-6. - С. 345 - 351.

175. Минералы и методы исследований: Межвузовский сборник научных трудов. Новосибирск: Изд. НГПИ, 1989. - 120 с.

176. Васильев М.П., Платонова Н.В., Клименко И.Б., Пухова З.И., Ковальчук Т.И. Структурные превращения коллагена в пленках и растворах // Журнал прикладной химии. 1999. - Т. 72. - Вып. 3. - С. 484 - 488.

177. Физические методы в исследования гетероциклических соединений / Под. ред. А.Р. Картрицкого. М., Л.: Химия, 1966. - 504 с.

178. Белами Л. Инфракрасные спектры сложных молекул. М.: ИЛ, 1963 .-319с.

179. Иванов А.И., Иванова A.A., Голубович В.П., Королик Е.В., Лещенко В.Г., Жбанков Р.Г. Исследование структуры сывороточного альбумина при патологии методом ИК-спектроскопии // Журнал прикладной спектроскопии. 1991. - Т. 54. -С. 445-448.

180. Мешкова Н.П. Практикум по биохимии. М.: Изд. Моск. ун-та, 1979. - 430 с.

181. Борбат В.Ф., Голованова O.A., Пятанова П.А., Россеева Е.В. Способ определения микроколичеств белковых соединений в почечных камнях // Патент № 2238549. Решение о выдаче патента на изобретение заявка № 2003104252/15(004438) от 12.02.2003.

182. ГОСТ 13496.4 — 93. Корма, комбикорма, комбикормовое сырьё. Методы определения содержания азота и сырого протеина. М.: ИПК Изд. стандартов, 1995.-С. 11-17.

183. Оценка мясной продуктивности крупного рогатого скота. Рекомендации. 2-е изд. - Новосибирск: Сибирское отделение РАСХН, СибНИПТИЖ, СибНИИМС, 2001.-156 с.

184. Альтшулер С.А., Козырев Б.М. Электронный парамагнитный резонанс. М. Физматгиз, 1961. - 368 с.

185. Альтшулер С.А., Козырев Б.М. ЭПР соединений элементов промежуточных групп. -М.: Наука, 1972. 672 с.

186. Пентин Ю.А., Вилков Л.В. Физические методы исследования в химии. М.: Мир, 2006. - 683 с.

187. Драго Р. Физические методы в химии: Пер. с англ. А.А. Соловьянова / Под. Ред. О .А. Реутова М.: Мир, 1981. - 456 с.

188. Казицына Л.А., Куплетская Н.Б. Применение УФ, ИК, ЯМР и масс-спектроскопии в органической химии. М.: Изд-во Моск. ун-та, 1979. - 240 с.

189. Сильверстейн Р., Басслер Г., Моррил Т. Спектрометрическая идентификация органических соединений. М.: Мир, 1977. - 590 с.

190. LeGeros R.Z. Formation and transformation of calcium phosphates: relevance to vascular calcification // Journal of Cardiology. 2001. - V. 90. - № 3. - P. 116 - 124.

191. Odgaard A., Kabel J., van Rietbergen В., Dalstra M., Huiskes R. Fabric and elastic principal directions of cancellous bone are closely related // Journal of Biomechanics. -1997.-V. 30.-P. 487-495.

192. Пилипенко A.T., Пятницкий И.В. Аналитическая химия: Кн. 2. М.: Химия, 1990.-365 с.

193. Золотов Ю.А., Дорохова Е.М., Фадеева В.И. Основы аналитической химии. Методы химического анализа / Под ред. Ю.А. Золотова: Учеб. для вузов. Кн. 2. -М.: Высшая школа, 2000. 494 с.

194. ГОСТ 26570 95. Корма, комбикорма, комбикормовое сырье. Методы определения кальция. - М.: Изд - во стандартов, 2000. - С. 6 - 8.

195. ГОСТ 26657 97. Корма, комбикорма, комбикормовое сырьё. Метод определения содержания фосфора. - М.: Изд - во стандартов, 2000. - С. 10 - 13.

196. РД 52.24.403-2007. Массовая концентрация кальция в водах. Методика выполнения измерений титриметрическим методом с трилоном Б.

197. ГОСТ 18309-72. Вода питьевая. Метод определения содержания полифосфатов.

198. Вершинин В.И. Лекции по планированию и математической обработке результатов химического эксперимента. Омск: Издательство ОмГУ, 1999. -142 с.

199. Боровиков В.П. Программа Statistica для студентов и инженеров. М.: КомпьютерПресс, 2001. - 301 с.

200. Шиммель Г. Методика электронной микроскопии / Пер. с нем. М.: Мир, 1972. - 300 с.

201. Браун Д., Флойд А., Сейнзбери М. Спектроскопия органических веществ: Пер. с англ. М.: Мир, 1992. - 300 с.

202. Кнубовец Р.Г., Кисловский Л.Д. Физика апатита. Новосибирск: Наука, Сибирское отделение, 1975. - С. 63 - 88.

203. Ерош Е.Б., Дмитревский Б.А., Нарыжный В.П., Цветков С.К. Некоторые характеристики синтезированных образцов гидроксилапатита // Журнал прикладной спектроскопии. 2001. - Т. 74. - Вып. 6. - С. 1029 - 1031.

204. Дорожкин C.B. Твердофазное превращение нестехиометричного гидроксилапатита в двухфазный фосфат кальция // Журнал прикладной химии. -2002. Т. 75. - Вып. 12. - С. 1937 - 1942.

205. Брик А.Б., Радчук В.В., Клименко А.П. Характеристика карбонатных ионов в биоапатите костной ткани по данным ЭПР // Материалы Международной научно-практической конференции «Биоминералогия-2008». Луцк. - 2008*. - С. 14 - 17.

206. РабекЯ. Экспериментальные методы в химии полимеров. М.: Мир, 1983. -Ч. 2. - 480 с.

207. Владимиров Ю.А. Свободные радикалы в биологических системах // Соросовский образовательный журнал. 2000. - № 12. - С. 13 - 19.

208. Гарифьянов Н.С., Козырев Б.М. Парамагнитный резонанс в антраците и других содержащих углерод веществах // Журнал экспериментальной и теоретической физики. 1956. - № 2. - С. 272 - 276.

209. Saraceno A.J., Fanale D.T., Coggeshall N.D. An electron paramagnetic resonance investigation of vanadium in petroleum oils // Analytical Chemistry. 1961. - V. 33. - № 4.-C. 500-505.

210. Алиев C.A. Экология и энергетика биохимических процессов превращения органического вещества почв. Баку: Изд-во «Элм», 1978. - 252 с.

211. Jezierski A., Czechowski F., Jerzykiewicz М., Drozd J. EPR investigations of structure of humic acids from compost, soil, peat and soft brown coal upon oxidation and metal uptake // Applied Magnetic Resonance. 2000. - V. 18. - №1. - P. 127 - 136.

212. Binet L., Courier D., Derenne S., Robert F. Heterogeneous distribution of paramagnetic radicals in insoluble organic matter from the Orgueil and Murchison meteorites // Geochimica et Cosmochimica Acta. 2002. - V. 66. - №. 23. - P. 4177 -4186.

213. Courier D., Binet L., Scrzypczak A., Derenne S., Robert F. Search for EPR markers of the history and origin of the insoluble organic matter in extraterrestrial and terrestrial rocks // Spectrochimica Acta. 2004. - V. 60. - P. 1349 - 1357.

214. Брик А.В., Садуев Н.Б., Лариков А.Л., Багмут Н.Н. Об изменении ориентации кристаллитов гидроксилапатита в эмали зуба при её нагревании // Минералогический журнал. 1993. - Т. 15. - № 1. - С. 85 - 89.

215. Брик А.Б., Щербина О.И., Хаскелл Э.Х., Соботович Э.В., Калиниченко A.M. О механизмах изменения парамагнитных центров в эмали зубов при нагревании по данным ЭПР // Минералогический журнал. 1997. - Т. 19. - № 4. - С. 3 - 13.

216. Вотяков С.Л., Ронь Г.И., Борисов Д.Р., Мандра Ю.В. Спектроскопические особенности биогенных апатитов // Тезисы докладов Международной научной конференции «Спекроскопия, рентгенография и кристаллохимия минералов». -Казань, 1997.-С. 130-131.

217. Вотяков С.Л., Ронь Г.И., Борисов Д.Р., Мандра Ю.В., Краснобаев А.А. Особенности радиационного дефектообразования в биогенных апатитах // Ежегодник-1997. Екатеринбург: Институт геологии и геохимии УрО РАН, 1998. - С. 129 -134.

218. Ikeya M., Miyagawa J., Okajima S. ESR dosimetry for atomic bomb survivors using shell buttons and tooth enamel // Japanese Journal of Applied Physics. 1984. - V. 24.-№9.-P. 697-699.

219. Трунин M.А., Вепринцев И.И., Руденко Е.И. Профилактика болезней солевого обмена. Л.: Знание, 1980. - 36 с.

220. Dorozhkin S.V., Epple M. Biological and Medical Significance of Calcium Phosphates // Angewandte Chemie International Edition. 2002. - V. 41. - P. 3130 -3146.

221. Скоблин А.П., Белоус A.M. Микроэлементы в костной ткани. М.: Медицина, 1969. - 232 с.

222. Ежегодник состояния загрязнения атмосферного воздуха городов на территории Обь-Иртышского УГМС. Обь-Иртышское территориальное управление по гидрометеорологии и мониторингу окружающей среды. Омск, 1999-2003.

223. Состояние и охрана окружающей природной среды Омской области в 1998 -2003 году. Главное управление природных ресурсов МНР России по Омской области. Омск, 1999-2004.

224. Омский Областной статистический ежегодник: стат. сб. в 2 ч. Омск.: Омскоблкомстат, 2004. - 369 с.

225. Доклад о состоянии и об охране окружающей среды Омской области в 2006 году // М-во промышл. политики, транспорта и связи Ом. обл. Омск.: ООО «Изд-во «Манифест»»; Изд-во ОмГПУ, 2007. - 288 с.

226. Доклад о состоянии и об охране окружающей среды Омской области в 2007 году // М-во промышл. политики, транспорта и связи Ом. обл. Омск.: ООО «Изд-во «Манифест»»; Изд-во ОмГПУ, 2008. - 200 с.

227. Франк-Каменецкая О.В., Голубцов В.В., Пихур O.JL, Зорина M.JI., Плоткина Ю.В. Нестехиометрический апатит твердых тканей зубов человека (возрастные изменения) // Записки Всероссийского минералогического общества. 2004. - № 5. -С. 104-114.

228. Белеванцев В.И. Термодинамические характеристики химических форм и детальных компонентов // Физическая химия. 2002. - Т. 46. - № 4. - С. 608 - 614.

229. Васильев В.П. Термодинамические свойства растворов электролитов. М.: Высшая школа, 1982. 320 с.

230. Физическая химия / Н.К. Воробьев, И.Н. Годнев, К.С. Краснов и др.; Под ред. Краснова К.С. М.: Высшая школа, 2001. - Т. 2. - 512 с.

231. Mullin J.W. // Crystallization. Butterworth-Heinemann. Oxford, 1993. - P. 118 -122.

232. Koutsopoulos S. Hydroxyapatite crystallization in the presence of serine, tyrosine and hydroxyproline amino acids with polar side groups / S. Koutsopoulos, E. Dalas // Journal of Crystal Growth. 2000. - № 216. - P. 443 - 449.

233. Сидоренко О.А. Социально-гигиенические особенности заболеваемости и оценка эффективности больных с патологией крупных суставов: Автореф. Дис. . к.м.н. Новосибирск, 2002. - 23 с.

234. Тюкавкин Н.А. Биоорганическая химия: учебник для вузов / Н.А. Тюкавкина, Ю.И. Баукова. М.: Дрофа, 2005. - 542 с.