Синтез и коллоидно-химические свойства кальций-дефицитного карбонатсодержащего гидроксиапатита тема автореферата и диссертации по химии, 02.00.11 ВАК РФ

. _ На правах рукописи

9 15-5/715

/Ш_____

ДОАНВАНДАТ

СИНТЕЗ И КОЛЛОИДНО-ХИМИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА КАЛЬЦИЙ-ДЕФИЦИТНОГО КАРБОНАТСОДЕРЖАЩЕГО ГИДРОКСИАПАТИТА

Специальность 02.00.11 - Коллоидная химия

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

Белгород-2015

Работа выполнена в Федеральном государственном автономном учреждении высшего профессионального образования «Белгородский государственный национальный

исследовательский университет»

Научный руководитель: кандидат технических наук, доцент

Трубицын Михаил Александрович

Официальные оппоненты: Мухин Виктор Михайлович

доктор технических наук, профессор, начальник лаборатории активных углей, эластичных сорбентов и катализаторов ОАО «ЭНПО Неорганика».

Слюсарь Оксана Анатольевна

кандидат технических наук, доцент Белгородского государственного технологического университета им. В.Г. Шухова.

Ведущая организация: Федеральное государственное бюджетное

образовательное учреждение высшего профессионального образования «Воронежский государственный университет»

Защита состоится 30 сентября 2015 года в 10-00 часов на заседании диссертационного совета Д 212.014.05 в БГТУ им. В.Г. Шухова по адресу: 308012, г. Белгород, ул. Костюкова, 46, ауд. 242.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке и на сайте http://gos_att.bstu.ru Белгородского государственного технологического университета им. В.Г. Шухова.

Автореферат разослан « 14 » августа 2015 г.

Ученый секретарь

диссертационного совета Дороганов Е.А.

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность работы. Разработка новых способов получения наноструктурированных материалов, особенно биомиметических наноматериалов медицинского назначения в настоящее время относится к активно развивающимся направлениям современной коллоидной химии.

Наиболее близким аналогом биоапатита в кальцинированных тканях человека и животных является синтетический наноразмерный кальций-дефицитный карбонатсодержащий гидроксиапатит

(КГАП - Са10.а(НРО4)х(РО4)6.к у(СО3)у(ОН)2.пН2О). Он обладает оптимальными остеокондуктивными свойствами, наиболее эффективно способствует образованию новой кости и обладает высокими сорбционными свойствами. Инновационные материалы на основе КГАП находят широкое применение в стоматологии, реконструктивно-восстановительной костной хирургии, ортопедии, а также в качестве сорбента для извлечения ионов тяжелых металлов из природных сред.

Известно, что кристаллы биоапатита являются наноразмерными и в биологической среде (рН>7) обладают отрицательно заряженной поверхностью. Поскольку частицы биоапатита, находящиеся в межтканевой жидкости, непосредственно взаимодействуют с биологическими тканями, молекулами и ионами, то в межфазном взаимодействии важную роль играет поверхностный заряд биоапатита.

Автор диссертационной работы исходил из предположения, что электрокинетический потенциал наночастиц гидроксиапатита (ГАП) во многом определяется степенью дефицитности кальция и гидроксиапатит с максимальным подобием по химическому составу и структуре биологическому апатиту, обладает оптимальными биорезорбируемыми, биосовместимыми и сорбционными свойствами.

В литературе недостаточно сведений о получении нанокристаллического кальций-дефицитного карбонатсодержащего гидроксиапатита, максимально близкого по составу и структуре с биоапатитом. Существующие способы не позволяют получать наноструктурированый КГАП с заданными коллоидно-химическими свойствами, прежде всего, в отношении регулирования дефицита кальция, величины и знака поверхностного заряда.

Целью настоящей работы является разработка нового способа синтеза нанокристаллического кальций-дефицитного КГАП с заданными составом, структурой и поверхностным зарядом, обеспечивающего получение резорбируемых биосовместимых материалов нового поколения, предназначенных для применения в различных областях медицины.

В связи с этим потребовалось решить следующие задачи:

- выявить особенности внедрения ионов СОз2" в структуру гидроксиапатита;

- определить оптимальные технохимические параметры синтеза КГАП с управляемыми составом и структурой;

- получить нанокристаллический кальций-дефицитный карбонатсодержащий гидроксиапатит смешанного типа с требуемыми степенями дефицитности кальция;

- выявить взаимосвязь степени дефицитности кальция и электрокинетического потенциала частиц КГАП;

- провести изучение сорбционных свойств КГАП по отношению к ионам тяжелых металлов;

- протестировать медико-биологические свойства синтезированного КГАП in vitro и in vivo.

Научная новизна:

Выявлены закономерности формирования структурно-морфологических и коллоидно-химических характеристик синтетических карбонатсодержащих гидроксиапатитов в зависимости от технохимических параметров синтеза, позволяющие получать нанокристаллический кальций-дефицитный КГАП смешанного типа с заданным содержанием карбонат-анионов, управляемой степенью дефицитности кальция и поверхностным зарядом.

Обнаружено, что при температуре выше 650 °С начинается разложение КГАП с образованием ГАП и СаСОэ, причем источником СОз2" в карбонате кальция является СОз2" из позиции Б карбонатсодержащего гидроксиапатита.

Установлено, что повышение в структуре степени дефицитности кальция позволяет увеличить удельную поверхность КГАП до 184 м2/г, что в 2-3 раза больше по сравнению с немодифицированным гидроксиапатитом.

Показано, что величина заряда поверхности и скорость резорбции КГАП целенаправленно управляется варьированием степени дефицитности кальция: чем больше степень дефицитности кальция, тем выше значения отрицательного заряда и скорости резорбции.

Определено, что сорбционная емкость синтезированного кальций-дефицитного КГАП в модельных средах по отношению к ионам тяжелых металлов в 3-5 раз превышает сорбционную емкость известных кальций-фосфатных биоматериалов. При этом сорбция ионов тяжелых металлов на полученных образцах КГАП реализуется, в основном, по механизму изоморфного замещения ионов Са2+ на ионы тяжелых металлов.

Практическая значимость:

Разработан способ получения нанокристаллического кальций-дефицитного КГАП смешанного типа с требуемыми параметрами: дефицитностью кальция, величиной и знаком поверхностного заряда.

Оптимизированы технохимические параметры синтеза: массовая доля раствора Н3РО4 10-20 масс. %; скорость подачи кислоты 0.5-5 мл/мин; скорость перемешивания 1200-2000 об/мин; температура процесса синтеза 0<Т<60 °С; время созревания t>12 ч.; степень замещения карбонат-ионами 0.25<у<1.5 (массовая доля СО32" ~ 1.5-9.7%); мольное соотношение Са/(Р+С) в интервале 1.50-1.62, позволяющие получать частицы КГАП с заданным составом и структурой.

Показана перспективность синтезированного кальций-дефицитного КГАП в качестве сорбента для извлечения ионов свинца.

Разработаны физико-химические основы технологии производства нанокристаллического кальций-дефицитного КГАП как компонента для изготовлении медицинских изделий различного функционального назначения, в том числе стоматологических материалов.

Теоретические положения и результаты экспериментальных исследований использованы в учебном процессе НИУ «БелГУ» в дисциплине: «Химическое материаловедение».

Основные положения работы, выносимые на защиту:

- особенности внедрения ионов СО32" в структуру гидроксиапатита;

- оптимальные техно-химические параметры синтеза для получения нанокристаллического кальций-дефицитного КГАП смешанного типа с заданным содержанием карбонат-анионов и управляемой степенью дефицитности кальция;

- зависимость электрокинетического потенциала кальций-дефицитного КГАП от степени дефицитности кальция;

- результаты исследования сорбционной активности КГАП по отношению к ионам тяжелых металлов;

- результаты оценки биорезорбируемости и биосовместимости полученных образцов КГАП;

- физико-химические основы технологии производства нанокристаллического кальций-дефицитного КГАП как компонента для изготовления медицинских изделий различного функционального назначения, в том числе стоматологических материалов.

Апробация работы. Результаты диссертационной работы доложены и обсуждены на всероссийских и международных научно-практических конференциях: 1) IV Международная научно-практическая конференция «Экология - образование, наука, промышленность и здоровье», Белгород, 2011; 2) VII Международный симпозиум «Фундаментальные и прикладные проблемы науки», Москва, 2012; 3) Всероссийская научная конференция с международным участием «Сорбционные и ионообменные процессы в нано- и супрамолекулярной химии», Белгород, 2014; 4) Всероссийская научно-практическая конференция «Научная инициатива иностранных студентов и аспирантов российских вузов», Томск, 2010-2014; 5) lst European Conférence on Chemical Sciences ««East West» Association for Advanced Studies and Higher Education GmbH», Vienna, 2015.

Публикации. По теме диссертации опубликовано 15 работ, включая 3 статьи в научных журналах из списка ВАК РФ, 2 статьи в зарубежных журналах, входящих в перечень БД Scopus.

Структура диссертации. Диссертационная работа состоит из введения, 5 глав, заключения, литературного списка и приложений. Работа изложена на 180 страницах машинного текста, включающего 42 рисунка, 19 таблиц, приложение и список литературы из 156 наименований.

Методы исследований. В работе использованы следующие физико-химические методы исследований: рентгенофазовый, сканирующей и просвечивающей электронной микроскопии, метод БЭТ, ИК-Фурье

спектроскопии, метод электрофоретического рассеяния света для измерения дзета потенциала, спектрофотометрический, метод инверсионной вольтамперометрии. Использование перечисленных методов позволило произвести комплексную оценку кристаллохимических, структурных и коллоидно-химических свойств нанокристаллического кальций-дефицитного КГАП.

Достоверность результатов работы. Полученные результаты настоящей работы основаны на использовании современного научного оборудования ЦКП НИУ «БелГУ», НИЛ «БелГУ» «Физиология адаптационных процессов» и «Лаборатория химического материаловедения». Работа выполнена в рамках договора об условиях предоставления и использования субсидии на реализацию комплексного проекта по созданию высокотехнологичного производства, выполняемого с участием российского высшего учебного заведения № 13.G25.31.0006 от 07.09.2010 г. «Биосовместимые композиционные и кальцийсодержащие остеопластические и лечебно-профилактические материалы для медицины ».

ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении кратко обоснована актуальность работы, сформулированы цели и задачи, показаны научная новизна и практическая значимость работы, обозначены сведения об апробации и основные положения, выносимые на защиту.

Первая глава посвящена обзору литературы. В ней рассмотрены структура, химический состав, природа дефицита кальция и биологическая роль карбонат-ионов в биоапатите, описаны структурно-морфологические и коллоидно-химические свойства синтетического КГАП как кристаллохимического аналога биоапатита. В обзоре приводится описание основных методов синтеза карбонатсодержащего гидроксиапатита, включая их преимущества и недостатки. Рассмотрены вопросы, связанные с механизмами фазообразования и основные факторы, влияющие на формирование частиц КГАП. Часть литературного обзора посвящена применению биоматериалов на основе КГАП.

Вторая глава содержит описание методов синтеза немодифицированного ГАП, карбонатсодержащего ГАП и основных методов исследования объектов, синтезированных в работе.

В третьей главе представлены результаты по изучению технохимических закономерностей синтеза кальций-дефицитного КГАП методом осаждения из водного раствора.

Внедрение СОз2" ионов в структуру гидроксиапатита. В структуре гидроксиапатита СОз2" ионы могут занимать два положения, замещая соответственно ОН-группы (А-тип замещения), либо Р043"-группы (Б-тип). Биоапатит имеет смешанный АБ-тип замещения и содержание СОз2" ионов достигает от 2.3 до 8.0 масс.%. Для проведения исследований по выявлению особенности внедрения СОз2" ионов в структуру гидроксиапатита были

синтезированы образцы КГАП с мольным соотношением Са/(Р+С) = 1.67 и степенью замещения карбонат-ионами у = 0; 0.25; 0.50; 0.75; 1.0; 1.5; 2.0.

Результаты по определению фазового состава, кристаллохимических характеристик и величин удельной поверхности синтезированных образцов КГАП методами РФА и БЭТ, приведенные в табл. 1. Рентгенофазовый анализ полученных порошков КГАП с различной степенью замещения карбонат-ионами показал, что все образцы (за исключением КГАП при у = 2) являются монофазными.

Таблица 1.

Физико-химические характеристики образцов КГАП с различной степенью

У Число фаз Параметры элементарной ячейки, А Средний размер ОКР* кристаллитов, нм м2/г

а=Ь с

0 1 9.414 6.896 65.5 27.7

0.25 1 9.442 6.903 26.5 43.4

0.50 1 9.422 6.902 10.2 60.5

0.75 1 9.423 6.910 20.8 75.5

1.0 1 9.380 6.881 17.7 91.0

1.5 1 9.426 6.909 30.9 68.6

2.0 2 (КГАП+СаСОз) 9.397 6.916 8.1 118.7

* ОКР - область когерентного рассеяния

Внедрение СОз2" ионов в кристаллическую решетку ГАП приводит к уменьшению среднего размера ОКР кристаллитов, увеличению удельной поверхности и изменению параметров элементарной ячейки. В диапазоне у = 0-0.25 наблюдается преимущественное увеличение элементарной ячейки по оси а, Ь, что можно интерпретировать как результат замещения карбонат-ионами в позициях гидроксильных групп (КГАП А-типа). В диапазоне у = 0.25-1.5, напротив, отмечается уменьшение размеров элементарной ячейки только по оси а и Ь, что указывает на образование КГАП смешанного типа. Дальнейшее повышение содержания карбоната (у = 2) приводит к образованию вторичной фазы в виде карбоната кальция.

Распределение ионов СОз2" в структуре КГАП изучали с помощью ИК-Фурье спектроскопии (рис. 1)

1 - КГАП у=0

2 - КГАП у-0.25

3 - КГАП у=0.50

4 - КГАП у=0.75

5 - КГАП у-1.0 он-

Рис. 1. ИК-спектры образцов КГАП

Фиксируемые на спектрах образцов КГАП полосы поглощения основных структурных функциональных групп карбонатсодержащего гидроксиапатита -ортофосфатных групп (v(P043") при 599, 646, 875. 962. 1009, 1086 и 1160 см"1), карбонатных групп (у(СОз2") при 1479, 1416 и 876 см"1 ) и ОН - групп (v(OH') при 3572 см"1). Обнаруженные пики, отвечающие колебаниям групп СОз2", свидетельствуют об успешном внедрении карбонат-ионов в структуру гидроксиапатита.

Из анализа ИК-спектров КГАП следует:

1) При у = 0 обнаруживается полоса валентных колебаний карбонат-ионов в диапазоне 1650-1300 см"1. Это связано с поглощением атмосферного COj щелочным раствором при синтезе немодифицированного гидроксиапатита.

2) При у = 0-0.25 возрастает интенсивность колебаний v (СО3)2" при 876 см"1 и у(СОз)2" при 1481 см"1 и 1416 см"1; уменьшается интенсивность валентных колебаний ОН"-групп на 3572 см"1. Это согласуется с данными РФА о преимущественном замещении гидроксильных групп карбонат-ионами, т.е. формировании КГАП А-типа.

3) В диапазоне у = 0.25-1.5 происходит сдвиг максимума поглощения v (СОз)2" при 1481 см"1 и 1416 см"1 в сторону более высоких значений волновых чисел. Это соответствует увеличению содержания СОз2" в позициях РО43" групп (Б-позиции). На основании изложенных фактов можно предположить, что в диапазоне у = 0.25-1.5 начинается заполнение Б-позиций с сохранением содержания карбонатных групп в А-позициях, что не противоречит данным РФА о формировании КГАП смешанного АВ-типа.

Термогравиметрические исследования проводили для выявления особенностей структурных термических трансформаций КГАП (рис. 2 а).

CJVPO! *(0

няшпмаз

чвСаООШ'-гЗ?« епшрикюлшаов

IHllilliM* ЯШ):

Рис. 2. а) Кривые ТГ и ДТГ КГАП 1.67 со степенью замещения у = 1; б) Порошковая рентгеновская дифрактограмма образца КГАП 1.67,

подвергнутого термообработке при 900 °С Результаты термогравиметрического анализа порошка КГАП при нагревании до 1000 °С показали, что суммарные потери массы составляют до 8.5 %. На кривых ТГ и ДТГ можно выделить следующие основные этапы. Первый этап реализуется в интервале температур от 20 до 210 °С и соответствует массовым потерям ~4.5 % за счет удаления физически адсорбированной воды. На втором этапе в интервале от 210 до 375 °С потери массы составляют 2 % вследствии дегидратации хемосорбированной воды. На третьем этапе в интервале от 375 до 650 °С потери массы составляют 1.1 % и

коррелируют с выделением ССЬ за счет деструкции слабосвязанных карбонат-анионов из позиции А. На заключительном четвертом этапе при температуре выше 650 °С ( потеря массы - 0.9%), на наш взгляд, начинается 2-х стадийное разложение КГАП по схеме:

КГАП —> ГАП + СаСОз (1); СаСОз -»■ СаО + С02Т (2) Наличие 3-х фаз (ГАП, СаСОз и СаО) в результате разложения КГАП, подтверждается порошковой рентгеновской дифрактограммой образцов КГАП после термообработки при 900 °С (рис. 2 б). Мы предполагаем, что поскольку карбонат-ионы, расположенные в позициях Б, характеризуются более высокой энергией связи, то источником карбонат-анионов в СаСОз могут быть только СОз2" из позиции Б карбонатсодержащего гидроксиапатита.

На морфологию и объемно-поверхностные свойства полученных частиц КГАП влияет ряд техно-химических параметров синтеза, таких как температура, время созревания, концентрации исходных ионов, скорость приливания и перемешивания реагентов, рН раствора и др. Существенное влияние на форму, размер и удельную поверхность КГАП оказывается

Рис. 3. ПЭМ - изображения кристаллов КГАП при а) 40 °С, б) 60 °С и в) 80 °С При низких температурах процесса (до 60 °С) кристаллы КГАП в гидрогеле имеют игольчатую форму, а при повышении температуры до 80 °С отчетливо наблюдается изменение морфологии нанокристаллов КГАП, которые начинают приобретать округлую изометрическую форму.

С учетом вышеизложенного нами был предложен способ получения монофазного нанокристаллического кальций-дефицитного

карбонатсодержащего гидроксиапатита, включающий следующие операции: синтез кальций-дефицитного КГАП методом осаждения из водного раствора реагентов, содержащих Н3РО4, Са(ОН)г и (ЫН^СОз при рН не менее 11 и мольном соотношении Са/(Р+С) меньше 1.67, созревание для завершения процесса фазообразования с получением гидрогеля, выделение, высушивание осадка и измельчение до порошкообразного состояния. Технохимические условия получения кальций-дефицитного карбонатсодержащего

гидроксиапатита: массовая доля раствора Н3Р04 10-20 масс. %; скорость подачи кислоты 0.5-5 мл/мин; скорость перемешивания 1200-2000 об/мин; температура процесса синтеза 0<Т<60 °С; время созревания РЧ2 ч.; степень замещения карбонат-ионами 0.25<у<1.5 (массовая доля СОз2" ~ 1.5-9.7%);

мольное соотношение Са/(Р+С) варьируется в интервале 1.50-1.62. Процесс синтеза можно описать следующим уравнением:

(10-d)Ca(OH)2 + (6-у)Н3Р04 + y(NH4)2C03 = Са1(м(НР04)х(Р04)б-х-y,(C03)x(0H)2+x+y-2d.nH201 + 2yNH3T + (18-n-x-y)H20 (3)

где у - степень замещения карбонат-ионами; d - степень дефицитности кальция.

Реакционную смесь отстаивали при комнатной температуре (22 ± 2 °С) в течение 24 часов. Полученные осадки в виде гидрогеля отделяли от маточного раствора фильтрованием, затем промывали дистиллированной водой и далее сушили при 105 °С до порошкообразного состояния.

Для проведения исследований были синтезированы образцы с мольными соотношениями Са/(Р+С) - 1.50; 1.56; 1.62, у = 1 (массовая доля СО32" ~ 6%) при Т=22±2 °С. Этим образцам были присвоены индексы - КГАП 1.50; КГАП 1.56; КГАП 1.62, соответственно. Также в качестве сравнения был синтезирован состав карбонатсодержащего гидроксиапатита с мольным соотношением Са/(Р+С) - 1.67, которому был присвоен индекс - КГАП 1.67.

Морфология синтезированных кристаллов, находящихся в гидрогеле после синтеза, была исследована с помощью просвечивающей электронной

Рис. 4. ПЭМ-изображение наночастиц КГАП в гидрогеле; а) немодифицированный ГАП; б) КГАП 1.50; в) КГАП 1.67

Известно, что нанокристаллический КГАП имеет повышенную биологическую активность по сравнению с наноразмерным немодифицированным гидроксиапатитом и субмикрокристаллическим КГАП, что приводит к улучшению адгезии остеобластов, пролиферации и минерализации. Анализ ПЭМ-изображений кристаллов синтезированных КГАП показал, что немодифицированный гидроксиапатит и КГАП 1.67 существуют в гидрогеле в виде игольчатых кристаллов шириной 3-20 нм и длиной 100-200 нм, а частицы кальций-дефицитного КГАП имеют ширину 10-20 нм и длину 75-150 нм.

После высушивания гидрогеля частицы КГАП представляют собой порошок белого цвета, состоящий из агломерированных частиц размером 1-10 мкм (рис. 5).

Рис. 5. СЭМ-микрофотография порошков: а) КГАП 1.50 и Ь) КГАП 1.67 С применением современных физико-химических методов анализа было проведено комплексное исследование объемно-поверхностных и кристаллохимических свойств синтезированных образцов кальций-дефицитного КГАП.

Структурно-кристаллохимические характеристики и удельную поверхность образцов кальций-дефицитного КГАП определены с использованием метода РФА, БЭТ и ИК-Фурье спектроскопии и представлены в табл. 2 и рис. 6.

Таблица 2

Физико-химические характеристики КГАП__

Образец Число фаз Параметры элементарной ячейки Средний размер ОКР кристаллитов, нм Sy.ii м2/г

а=Ь, А с, А

КГАП 1.50 1 9.424 6.905 35.7 184.3

КГАП 1.56 1 9.434 6.895 73.9 174.0

КГАП 1.62 1 9.467 6.902 32.0 164.0

КГАП 1.67 1 9.380 6.881 17.7 91.0

Сравнительный анализ данных РФА показал, что все образцы кальций-дефицитного КГАП являются однофазными, т.е. без возможных примесей, возникающих при синтезе (например СаСОз, СаНРС>4 и т.п.), а также обладают апатитовой кристаллической структурой. Средний размер ОКР кристаллитов у образцов кальций-дефицитного КГАП в 1.8-4.1 раз больше по сравнению с образцом КГАП 1.67 и варьируется в интервале 32-74 нм. Повышение степени дефицитности кальция в структуре также приводит к изменению параметров элементарной ячейки кристаллов и увеличению удельной поверхности КГАП. Так, у образца КГАП с мольным соотношением Са/(Р+С) = 1.50 удельная

1.4 1 - КГАП 1.50 РОч>

3 - КГАП 1.62 "Л

он- СО}2 \ \

0.8 0.4 А а/ у НРО-4"" \ СО!3- \ / ./, /

Щ?

3500 3000 2500 Волновое числ 2000 1500 , СМ"1 1000

Рис. 6. ИК-спектры поглощения образцов кальций-дефицитного КГАП

В целом ИК-спектры образцов кальций-дефицитного КГАП не имеют существенных отличий от ИК-спектра образца КГАП 1.67, приведенного на рис. 1. Фиксируемые на спектрах этих образцов полосы поглощения основных структурных функциональных групп карбонатсодержащего гидроксиапатита -ОН", СОз2", РО43". По нашему мнению, при рН~11 происходит гидролиз анионов РО43" с образованием гидрофосфатных групп, которые встраиваются в структуру КГАП, занимая место РО43" групп. Однако, группы НРО42" не могут быть идентифицированы на ИК-спектре КГАП, так как их полосы поглощения практически совпадают с полосами поглощения групп СОз2" при волновом числе 876 см"1.

В главе 4 представлены результаты экспериментальных исследований коллоидно-химических и медико-биологических свойств кальций-дефицитного КГАП.

Исследование электроповерхностных свойств КГАП. Известно, что поверхностный заряд нанокристаллических частиц, наряду с их размером и формой, являются важными характеристиками ГАП, влияющими на процессы клеточной адсорбции. В этом аспекте частицы гидроксиапатита, обладающие отрицательным электрокинетическим потенциалом, имеют заметное преимущество. В табл. 3 приведены величины дзета-потенциала частиц КГАП в водных растворах при разных значениях рН.

Таблица 3

Дзета-потенциал образцов кальций-дефицитного КГАП_

Образец Дзета-потенциал, мВ

В маточном растворе рН~11 (после синтеза 24 ч) В цитратном буфере рН = 7.4 В ацетатном буфере рН = 5.5

КГАП 1.50 -27.8 -19.9 +5.24

КГАП 1.56 -15.7 -18.2 +6.61

КГАП 1.62 -12.5 -16.7 +7.28

КГАП 1.64 +2.3 - -

КГАП 1.67 +12.3 -14.3 +8.35

Из данных таблицы следует, что в маточном растворе в изученном диапазоне рН у частиц КГАП с мольным соотношением близким к стехиометрии (Са/Р+С) = 1.64 - 1.67) поверхность заряжена положительно. В интервале мольных соотношений от 1.64 к 1.62 происходит изменение знака поверхностного заряда дисперсной фазы с «+» на «-». У образцов кальций-дефицитного карбонатсодержащего гидроксиапатита (Са/Р+С) = 1.62 - 1.50) поверхность частиц имеет отрицательный заряд, при этом наблюдается закономерное возрастание дзета-потенциала по абсолютной величине с увеличением степени дефицитности кальция в структуре КГАП.

В модельном растворе рН = 5.5 частицы всех образцов несут положительный заряд. А в модельном растворе рН = 7.4 частицы этих же образцов обладают отрицательными зарядами. При этом по мере увеличения степени дефицитности кальция наблюдается уменьшение значений положительных зарядов и повышение значений отрицательных зарядов по абсолютной величине.

Исследование сорбционной активности КГАП по отношению к катионам тяжелых металлов. В настоящей работе сорбцию ионов тяжелых металлов на образцах кальций-дефицитного КГАП изучали с использованием двух модельных растворов: 1 - цитратный буферный раствор (рН=7.4); 2 - ацетатный буферный раствор (рН=5.5). Ацетатный буферный раствор (рН=5.5) выступал в качестве модели межтканевой жидкости человека при резорбции кости. Модельный раствор (рН=7.4) на основе цитратного буфера играл роль модели межтканевой жидкости при формировании кости (к ней относится плазма крови). В цитратном буферном растворе ионы тяжелых металлов взаимодействуют с цитратными ионами, образуя комплексы с константами устойчивости ^КръаГ= 4.08 и ^КссюГ = 4.63.

Методом переменных концентраций получены изотермы сорбции ионов тяжелых металлов (рис. 7). Использовали следующие параметры: температура 25 ± 2 °С; время экспозиции 48 часов; навеска КГАП 0.1 ± 0.001 г; диапазон варьирования концентраций РЬ2+ в модельном растворе рН = 5.5 составлял 40 - 4800 мг/л; диапазон варьирования концентраций РЬ2+ в модельном растворе рН = 7.4 составлял 40-1800 мг/л; диапазон варьирования концентраций С<12+ в двух модельных растворах составлял 40-900 мг/л. Концентрации ионов тяжелых металлов определяли методом инверсионной вольтамперометрии на вольтамперометрическом анализаторе АКВ-07МК с рабочим стеклоуглеродным электродом АКУ-1 и хлорсеребряным электродом сравнения ЭВЛ-1М4 (предел обнаружения 0.2 мг/л).

«КГАП 1.50 ♦ КГАП 1.56 "КГАП 1.62 * КГАП 1.67

С (РЬ2-), мг/л

800 и • КГАП 1.50 « КГАП 1.62 ♦ КГАП 1.56 * КГАП 1.67

600 - -.--

"1

иг 200 ■ Г /*. РЬ2,рН=7 4

300 600 900 С (РЬ2*), мг/л

120 1 • КГАП 1.50 ■ КГАП 1.62 ♦ КГАП 1.56 А КГАП 1.67

90 - -V--

1 60 -30 - у Сс12+,рН=5.5

0 300 600 900 с (са2*), мг/л

• КГАП 1.50 ♦ КГАП 1.56

С (Сё2'), мг/л

Рис. 7. Изотермы сорбции ионов тяжелых металлов на образцах КГАП из модельных растворов при рН = 5.5 и рН = 7.4

1 с_

кГ.. Г.,

(4)

Данные анализа изотерм сорбции обработаны на соответствие преобразованному уравнению Ленгмюра:

С Г

где Г - сорбционная емкость, мг/г; С - равновесная концентрация ионов, мг/л; Г0 максимальная сорбционная емкость, мг/г; к-константа сорбции, характеризующая степень сродства сорбента к данному иону.

Путем графического решения уравнения Ленгмюра определили максимальные сорбционные емкости Г0 (мг/г) образцов КГАП в отношении ионов тяжелых металлов (рис. 8).

•МАП 1.50 • КТ/Ш 161

•КГАП 1.56 »КГАП 1.67

700 1100 С(РЬ:ч.мгл

Рис. 8. Линеаризованные формы изотермы сорбции типа Ленгмюра Также была определена величина десорбции ионов тяжелых металлов, максимально поглощённых образцами синтезированного КГАП массой 0.1 г в объеме модельного раствора 50 мл. Сравнительные результаты определения величин сорбции-десорбции приведены в табл. 4.

Таблица 4

Сорбционная способность КГАП в отношении к ионам тяжелых металлов

Образец Максимальная сорбционная емкость, мг/г Содержание десорбированных ионов тяжелых металлов в 50 мл модельного раствора, мг/л

рН=5.5 рН=7.4 рН=5.5 рН=7.4

РЬ2+ С(Р РЬ2+ Сё2+ РЬ2+ СсР РЬ2+ Сё2+

КГАП 1.50 1724 115 588 173 0.40 8.34 1.15 1.85

КГАП 1.56 1686 106 526 167 0.32 8.56 0.97 2.31

КГАП 1.62 1410 95 500 193 0.28 9.32 0.83 1.97

КГАП 1.67 422 89 476 49 0.38 10.95 0.93 1.64

Показано, что при сорбции ионов РЬ2+ из модельных растворов, имеющих рН = 5.5 и 7.4, наибольшую сорбционную активность проявляет образец КГАП 1.50. По мере понижения степени дефицитности кальция в структуре КГАП сорбционная активность образцов КГАП последовательно уменьшается. Наименьшая сорбционная активность по отношению к ионам РЬ2+ наблюдается у образца КГАП 1.67. Стоит отметить, что сорбционная активность КГАП по ионам свинца в модельном растворе рН = 7.4 существенно ниже, чем в модельном растворе рН = 5.5. Данный факт может объясняться образованием более прочных комплексов цитрата свинца в модельном растворе рН = 7.4, что затрудняет поглощение ионов РЬ2+ частицами КГАП.

В растворе рН = 5.5 все образцы КГАП обладают практически одинаковой способностью поглощать ионы Сс12+. В случае сорбции ионов Сс12+ из раствора рН = 7.4, образец КГАП 1.67 уступает по своей сорбционной способности образцам КГАП 1.50-1.62 в 4-5 раз. В целом установлено, что в

растворах, имеющих рН = 5.5 и 7.4, образцы КГАП являются более эффективными сорбентами для ионов РЬ2+, чем для Cd2+. Максимальные сорбционные емкости кальций-дефицитного КГАП по РЬ2+ и Cd2+ равняются 1724 мг/г (у образца КГАП 1.50) и 193 мг/г (у образца КГАП 1.62), соответственно, Это значительно превышает сорбционную емкость немодифицированного ГАП, максимальные сорбционные емкости которого по РЬ2+и Cd2+составляют 320 мг РЬ2+/г ГАП (Bailliez S., 2004) и 66.7 мг Cd2+/r ГАП ОChen S.В., 2010), соответственно, после 24 часов сорбции при рН = 6.25.

Десорбция ионов Cd2+ из образцов КГАП протекает тем интенсивнее, чем ниже значение рН раствора. В растворе рН = 5.5 максимальная величина десорбции ионов Cd2+ была отмечена у образца КГАП 1.67 (29.6%), в то же время величина десорбции ионов Cd2+ у всех образцов КГАП в растворе рН = 7.4 была ниже 0.7%. По сравнению с ионами Cd2+ величина десорбции ионов РЬ2+ в обоих модельных растворах незначительна и находится в пределах 2.5х10"3 - 0.01 масс. %, что свидетельствует о необратимом характере сорбции.

После завершения сорбции ионов РЬ2+ и Cd2+ из модельного раствора рН = 5.5 фильтрованием отделяли жидкую фазу (фильтрат) от твердой фазы КГАП. В фильтрате химическими и физико-химическими методами проводили качественный и количественный анализы присутствующих ионов. Установлено, что процесс сорбции сопровождается уменьшением содержания ионов тяжелых металлов и увеличением содержания ионов Са2+ (рис. 9).

• КГАП 1.50 ♦ КГАП 1.56

1 т

ê 0.8

1 г 0.6

0.4

и

0.2

■ КГАП 1.62 * КГАП 1.67

■ Г'

0.15

0.1

О 0.05

•КГАП 1.50 ♦ КГАП 1.56 ■ КГАП 1.62 А КГАП 1.67

0.15

0 0.3 0.6 0.9 0 0.05 0.1

п(РЬ2~), ммоль п(Сс12"), ммоль

Рис. 9. Зависимости количества вещества ионов Са2+, выходящих в раствор, от количества вещества сорбируемых ионов тяжелых металлов Выявленный характер изменения содержаний ионов тяжелых металлов и кальция в ходе сорбции позволяет предположить о возможном ионообменном механизме данного процесса. Однако, исходя из классического понимания ионного обмена как эквивалентного обмена противоионов в ДЭС на ионы одноименного заряда в растворе, в нашем случае сорбция ионов тяжелых металлов кальций-дефицитным гидроксиапатитом при рН 5.5 по катионообменному механизму не может быть реализована. Как нами установлено, поверхностный заряд (дзета-потенциал) частиц КГАП при данном рН является положительным (табл. 3), а в этом случае согласно теории может быть реализован только эквивалентный обмен анионами.

Результаты исследований твердой фазы этих же образцов КГАП методами РФА и Фурье ИК-спектроскопии до и после сорбции ионов тяжелых металлов представлены в табл. 5 и на рис. 10.

Таблица. 5

Образцы Число фаз Пространственн ая группа Параметры элементарной ячейки

a=b, Á с, А Объем, А3

КГАП 1.67 до сорбции РЬ2+ 1 Р6з/т 9.380 6.881 524.3

КГАП 1.67 после сорбции РЬ2+ 2 Р6з/т 9.391 6.887 526.0

Р6з/т 9.898 7.383 626.4

КГАП 1.50 до сорбции Сс12+ 1 Рбз/т 9.420 6.905 530.6

КГАП 1.50 после сорбции С(12+ 1 Р6з/т 9.427 6.912 532.0

КГАП 1.50 до сорбщш Cd-~ СО>; |/ \ Cft: /' КГАП 1.50 после сорбции Сё' / ¡1 \ /

V г I 1\ }

V/J ну у

4000 35(10 3000 300 2000 1500 1000 500 ВОЛНОК* ЧИЫО. см:

tz

КГЛП 1.6? яисзс сербом iV" КГ Ail i 67 ж сорт«" Иг"

X

Рис. 10. ИК-спектры поглощения а) КГАП 1.50 до и после сорбции ионов Cd2+; б) КГАП 1.67 до и после сорбции ионов РЬ2+

Из сопоставления данных, приведенных в табл. 5, следует, что в результате сорбции ионов кадмия на частицах КГАП не отмечено появление новой фазы. В то же время, в результате сорбции ионов свинца на частицах КГАП образуется новая твердая фаза - гидроксилпироморфит (РЬю(Р04)б(0Н)2), имеющий кристаллохимическую структуру аналогичную гидроксиапатиту (пространственная группа Р6з/т).

Следует обратить внимание на то, что ионные радиусы Cal, Call в кристаллической решетке КГАП составляют 1.22 и 1.32 Á, а ионные радиусы Pb2+, Cd2+ равняются 1.47 и 0.97, соответственно (по Шеннону а Прюиту). Поскольку ионы свинца имеют больший размер, чем Са2+ обеих позиций Cal и Call, то замещение кальция на ионы свинца приводит к увеличению объема элементарной ячейки КГАП. В случае сорбции Cd2+ следовало бы ожидать, что поскольку ионы Cd2+ имеют меньший размер, чем Са2+ обеих позиций Cal и Call, то замещение кальция на ионы Cd2+ должно приводить к уменьшению объема элементарной ячейки КГАП. Однако, полученные экспериментальные данные противоречат этому предположению. Следовательно, увеличение объема кристаллической решетки КГАП в этом случае может объясняться предпочтительным размещением ионов Cd2+ в вакантных позициях кальция.

В целом ИК-спектры твердой фазы КГАП до и после сорбции ионов тяжелых металлов не имеют существенных отличий (рис. 10). Отмечено, что ИК-спектры поглощения КГАП 1.50 до и после сорбции ионов Cd2+ практические идентичные. На ИК-спектре КГАП после сорбции ионов РЬ2+ при волновых числах 2516 и 3638 см"1 исчезли полосы поглощения водородной связи О-Н как результат разрушения поверхностного гидратированного слоя КГАП.

Таким образом, можно утверждать, что механизм сорбции ионов тяжелых металлов на синтезированных образцах кальций-дефицитного КГАП в основном реализуется посредством изоморфного замещения ионов Са2+ на ионы тяжелых металлов.

Оценка резорбируемости КГАП «in vitro». Резорбтивная функция биоматериалов на основе гидроксиапатита имеет важное значение для успешного внедрения в организм. Они должны постепенно растворяться в межтканевой жидкости, а на их месте формируются новые костные ткани. Поэтому скорость резорбции этих материалов в значительной степени характеризует эффективность их замещения новообразующими костными тканями. В связи с этим, при разработке КГАП была поставлена задача достичь близости его химического состава к биоапатиту и, тем самым, добиться оптимальных резорбционных свойств.

Резорбируемость кальций-дефицитного КГАП зависит не только от его структуры, но и от величины удельной поверхности. Для независимой оценки вклада степени дефицитности исследуемых образцов КГАП были построены временные зависимости приведенных скоростей растворения образцов КГАП (рис. 11). Приведенную скорость растворения КГАП (w, ммоль.л"'.м2.мин"1) вычисляли на основе данных по определению изменения содержания ионов Са2+ в ходе растворения образцов в слабокислой среде:

АС

w =

A t.m.S

(5)

уд

где ДССа2+ - изменение содержания ионов Са2+ в ходе растворения, ммоль/л; Д1 -изменение времени, мин; 8уд - величина удельной поверхности (табл. 2), м2/г ; т - масса навески, г.

1-КГАП 1.50 2-КГАП 1.56 3 - КГАП 1.62 4-КГАП 1.67

100

120

140

160

Рис. 11. Кинетические зависимости приведенных скоростей растворения образцов КГАП в слабокислой среде Данные кривые более объективно отражают вклад степени дефицитности кальция в процесс резорбции. Отчетливо видно, что увеличение степени дефицитности кальция в структуре приводит к получению более резорбируемых частиц КГАП.

Оценка биосовместимости КГАП «in vivo». Оценки биосовместимых свойств КГАП «in vivo» проводились на базе НИУ «БелГУ» в НИЛ

«Физиология адаптационных процессов» под руководством доктора

биологических наук, профессора (Федоровой М.3.|

Сравнительное исследование биосовместимости КГАП и ГАП проведено на 18-ти беспородных лабораторных белых мышах (12 животных - опытные группы и 6 - ложно оперированные) с помощью метода «Подкожной инокуляции» (рис. 12).

Рис. 12. Плотная соединительнотканная капсула (а) и рыхлая волокнистая соединительная ткань (б), образовавшаяся вокруг порошка КГАП В ходе гистологического исследования зоны дефекта в группе животных, в которой был инокулирован КГАП было установлено, что образцы КГАП обладают повышенной биосовместимостью по сравнению с немодифицированным гидроксиапатитом. Биосовместимый КГАП не вызывают дегенеративных изменений в окружающих живых тканях.

Глава_5 посвящена опытно-промышленной апробации

нанокристаллического кальций-дефицитного КГАП и технологии его получения. По предложенной нами технологической схеме производства (рис. 13) в период с 6 октября по 10 октября 2014 года на ЗАО «Опытно-экспериментальном заводе «ВладМиВа», г. Белгород осуществлен выпуск опытно-промышленная партия КГАП.

Получение очищенном воды

Приготовление ае:шн •МС I Н в

Подготовки оборудования

Подготовка стерильных флаконов, пробок

Приготовление насыщенного раствора гидрокснла кальция

Приготовление раствора ортофосфорной кислоты заданной концентрации

Подготовка раствора _карбонага аммоння_

(Розлив гидрогеля КГАП в флаконы к укупорка

Вр1. Водоподготовка

Н ВР 2. Всиомогат ельные

работы

1

ВРЗ. | Подготовка сырья

1 ..... .......„......

Вр4. Получение гидрогеля КГАП

ТП4.1. Синтез КГАП

1

ТП4.2. Созревание и отстаивание КГАП

1

ТП5. Концентрирование продукта

ТП6. Сушка и фракционирование

1

тш. Расфасовка и укупорка флаконов

УМ08 Упаковка и маркировка

готовой продукции

Рис.

13. Технологическая схема получения нанокристаллического кальций-дефицитного КГАП

Для проверки соответствия образцов кальций-дефицитного КГАП опытно-промышленной партии техническим требованиям ТУ были использованы комплексные методы физико-химического анализа, в том числе ПЭМ, СЭМ, РФА, БЭТ и ИК-спектроскопии. На основании приведенных испытаний установлено, что физико-химические свойства полученного продукта полностью соответствуют нормативным техническим требованиям ТУ 2148-002-02079230-2011.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

1. Выявлено, что внедрение карбонат-ионов в структуру гидроксиапатита приводит к снижению среднего размера кристаллитов и увеличению удельной поверхности. При малом уровне содержания С032" (степень замещения у < 0.25) происходит преимущественное заполнение А-позиций в структуре ГАП (ГАП А-типа); при увеличении уровня содержании СОз2" (степень замещения у = 0.25-1.5) начинается заполнение Б-позиций с сохранением содержания С032" в А-позиций, т.е. образуется КГАП смешанного типа; при увеличении уровня содержания С032" выше 9.7 % (степень замещения у > 1.5) возможно образование вторичных фаз, в частности СаС03.

2. Показано, что карбонат-ионы в двух позициях А и Б удаляются из системы при различных интервалах температур термообработки. Карбонат-ионы в А-позициях удаляются при интервале более низких температур по сравнению с карбонат-ионами в Б-позициях. При температуре выше 650 °С начинается разложение КГАП с образованием СаСОз, причем источником С032" в карбонате кальция является СОз2" из позиции Б карбонатсодержащего гидроксиапатита.

3. Установлено, что на морфологию и коллоидно-химические свойства полученных частиц КГАП влияет ряд техно-химических параметров синтеза, таких как температура, время созревания, концентрации исходных ионов, скорость приливания и перемешивания реагентов, рН раствора и др. Существенное влияние на форму, размер кристаллов и удельную поверхность КГАП оказывается температура процесса синтеза.

4. Разработан новый способ получения нанокристаллического кальций-дефицитного КГАП смешанного типа с заданным уровнем содержания карбоната и управляемой степенью дефицитности кальция. Синтезированные кристаллы кальций-дефицитного КГАП имеют игольчатую форму длиной 75-150 нм и шириной 10-20 нм; Средний размер ОКР кристаллитов 8-74 нм; Величины удельной поверхности 90-185 м2/г.

5. Установлено, что отрицательный заряд поверхности КГАП может целенаправленно управляться варьированием степени дефицитности кальция. При этом, чем больше степень дефицитности кальция, тем выше значения отрицательного заряда.

6. В ходе изучения сорбционной активности КГАП по отношению к ионам тяжелых металлов, установлено, что полученные образцы КГАП обладают высокой сорбционной активностью, особенно в отношении к ионам

Pb2+ - до 1724 мг(РЬ2+)/г(КГАП). В результате сорбции ионов свинца на частицах КГАП образуется новая твердая фаза - гидроксилпироморфит, имеющий кристаллохимическую структуру аналогичную гидроксиапатиту. В результате сорбции ионов кадмия на частицах КГАП не отмечено появление новой фазы. Механизм сорбции ионов тяжелых металлов на синтезированных образцах кальций-дефицитного КГАП реализуется, в основном, за счет изоморфного замещения ионов Са2+ на ионы тяжелых металлов.

7. Показано, что кальций-дефицитные КГАП обладают повышенную биорезорбируемостью по сравнению со стехиометричным КГАП. При нормированной удельной поверхности биорезорбируемость порошков кальций-дефицитного КГАП увеличивается с возрастанием степени дефицитности кальция.

8. Сравнительные исследования по оценке биосовместимоси in vivo, проведенное на беспородных лабораторных белых мышах, выявили повышенную биосовместимость образца КГАП по сравнению с немодифицированным гидроксиапатитом. Биосовместимый КГАП не вызывает дегенеративных изменений в живых тканях, поэтому может быть успешно использован в качестве остеопластического биоматериала для восстановления костных тканей.

9. Осуществлен выпуск опытно-промышленной партии кальций-дефицитного КГАП по предложенной нами технологической схеме производства. Комплексные исследования образцов кальций-дефицитного КГАП опытно-промышленной партии показали, что их физико-химические свойства полностью соответствуют нормативным техническим требованиям по ТУ 2148-002-02079230-2011.

Основное содержание и результаты диссертации изложены в публикациях:

В рецензируемых научных журналах и изданиях, рекомендованных ВАК РФ:

1. Трубицын, М.А. Синтез модифицированных наногидроксиапатитов методом осаждения из растворов и исследование их резорбируемости / М.А. Трубицын, Н.Г. Габрук, И.И. Олейникова, В.Т. Ле, В.Д. Доан // Научные ведомости БелГУ, 2012,-Вып. 122.-№3.-С. 180-185.

2. Трубицын, М.А. Исследование резорбируемости и биосовместимости модифицированных наногидроксиапатитов / М.А. Трубицын, Н.Г. Габрук, C.B. Надеждин, В.Д. Доан, В.Т. Ле // Научно-практический рецензируемый журнал Нанотехнологии и Охрана Здоровья, 2013. - Том V. - Вып. 16. - № 3. - С. 44-48.

3. Доан, В.Д. Исследование сорбции ионов свинца нанокристаллическим Са-дефицитным карбонатсодержащим гидроксиапатитом из модельных водных растворов / В.Д. Доан, М.А. Трубицын, В.Т. Ле, Ф.К Нгуен, Е.А. Гудкова // Сорбционные и хроматографические процессы, 2015. - Т. 15. - Вып. 2. - С. 269-279.

Публикации в других изданиях:

4. Трубицын, М.А. Синтез перспективных материалов для костной хирургии и стоматологии на основе модифицированных наноразмерных гидроксиапатитов / М.А. Трубицын, Н.Г. Габрук, И.И. Олейникова, В.Т. Ле, В.Д. Доан // Фармаком, 2011. - №3. - С. 35-39.

5. Доан, В. Д. Получение наноразмерного кристаллического гидроксиапатита, модифицированного карбонат-ионами / В.Д. Доан, В.Т. Ле, Е.Т. Гулден // Научная инициатива иностранных студентов и аспирантов российских вузов: Сборник докладов IV Всероссийской научно-практической конференции (Томск, 24 - 26 мая 2011г.). - Томск: Издательство ТПУ, 2011.

- С. 337-340.

6. Трубицын, М.А. Синтез и исследование наногидроксиапатита, модифицированного карбонат-анионами / М.А. Трубицын, Н.Г. Габрук, И.И. Олейникова, В.Т Ле, В.Д. Доан // Экология - образование, наука, промышленность и здоровье: сборник докладов IV Международной научно-практической конференции. - Белгород: Изд-во БГТУ, 2011. - Ч. 1. - С. 312-316.

7. Трубицын, М.А. Синтез и исследование морфологии модифицированных наноразмерных гидроксиапатитов / М.А. Трубицын, Н.Г. Габрук, И.И. Олейникова, В.Т. Ле, В.Д. Доан, Г.Е. Термирханова // Вестник: серия химическая. КазНУ им. аль-Фараби, 2011. - Вып. 63. - №3. -С. 163-167.

8. Трубицын, М.А. Влияние параметров синтеза на физико-химические свойства карбонатсодержащего гидроксиапатита / М.А. Трубицын, Н.Г. Габрук, И.И. Олейникова, В.Д. Доан, В.Т. Ле // Фундаментальные и прикладные проблемы науки: Материалы VII Международного симпозиума.

- М.: РАН, 2012.. - Т. 3. - С. 41-48.

9. Доан Ван Дат. Влияние температуры синтеза на морфологию карбонатосодержащего наногидроксиапатита / В.Д. Доан, В.Т. Ле // Научная инициатива иностранных студентов и аспирантов российских вузов: Сборник докладов V Всероссийской научно-практической конференции (Томск, 25 - 27 апреля 2012г.).-Томск: Издательство ТПУ, 2012.-Т. 1. - С. 348-351.

10. Доан, В.Д. Исследование биосовместимости наногидроксиапатита, модифицированного карбонат-ионами / В.Д. Доан, В.Т. Ле // Научная инициатива иностранных студентов и аспирантов российских вузов // Научная инициатива иностранных студентов и аспирантов российских вузов: Сборник докладов VI Всероссийской научно-практической конференции (Томск, 24 - 26 апреля 2013г.). -Томск: Издательство ТПУ, 2013. -Т.1. - С. 58-62.

11. Доан Ван Дат. Оценка биорезорбируемости карбонатсодержащих наноразмерных гидроксиапатитов при различных температурах обработки / Доан Ван Дат, Ле Ван Тхуан // Научная инициатива иностранных студентов и аспирантов российских вузов: Сборник докладов VII Всероссийской научно-практической конференции / Томский политехнический университет (Томск, 23

- 25 апреля 2014г.). - Томск: Издательство ТПУ, 2014. - Т.2. - С. 199-203.

12. Trubitsyn М.А. Morphological, Physical and Chemical Characteristics of Biocompatible Nano-Sized Carbonate-Substituted Hydroxyapatite /

M.A.Trubitsyn, V.D. Doan, V.T. Le, N.G. Gabruk, I.I. Oleynikova, T.A. Shuteeva // Advanced Materials Research, 2014. - Vol. 1040. - P. 97-102.

13. Доан, В.Д. Особенности сорбционных свойств Са-дефицитого карбонатзамещенного гидроксиапатита в отношении ионов тяжелых металлов / В.Д. Доан, М.А. Трубицын, В.Т. Ле, Ф.К. Нгуен, Н.Н. Ле // Сорбционные и ионообменные процессы в нано- и супрамолекулярной химии: материалы Всероссийской научной конференции с международным участием (Белгород, 22-24 сентября 2014г.). - Белгород: ИД «Белгород» НИУ «БелГУ», 2014. -С. 41-45.

14. Trubitsyn М.А. Investigation of structural, crystallochemical and surface electrical properties of synthetic nano-sized calcium-deficient carbonated hydroxyapatite / M.A. Trubitsyn, Doan Van Dat, Le Van Thuan, Nguyen Phuc Cao // Adv. Environ. Biol., 2014.-Vol. 13. - №8. -C. 23-27.

15. Le, N.N. Adsorption efficiency of heavy metal ions on Ca-deficient carbonated hydroxyapatite / N.N. Le, V.Q. Do, M.A. Troubitsin, V.D. Doan, V.T. Le // The First International conference on scientific development in Europe. Proceedings of the Congress. - Vienna, 2015. - P. 16-23.

Доан Ван Дат

СИНТЕЗ И КОЛЛОИДНО-ХИМИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА КАЛЬЦИЙ-ДЕФИЦИТНОГО КАРБОНАТСОДЕРЖАЩЕГО ГИДРОКСИАПАТИТА

Специальность 02.00.11 - Коллоидная химия

Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

Подписано в печать 06.07.2015. Формат 60x84/16. Гарнитура Times. Усл. п. л. 1,0. Тираж 100 экз. Заказ №188. Оригинал-макет подготовлен и тиражирован в ИД «Белгород» НИУ «БелГУ» 308015, г. Белгород, ул. Победы, 85

2015673962

2015673962