Материалы на основе катион-замещенных трикальцийфосфатов

Cover Page

Cite item

Full Text

Open Access Open Access
Restricted Access Access granted
Restricted Access Subscription Access

Abstract

Настоящий обзор посвящен синтезу трикальцийфосфатов и гидроксиапатитов, допированных ионами серебра, стронция, цинка, магния, железа, меди, марганца, гадолиния, калия, натрия, силиката, одновременно двумя из вышеперечисленных ионов, а также получению, изучению фазового состава, микроструктуры и поведения в модельных жидкостях организма керамики, кальцийфосфатных цементов и композиционных материалов с полимерами, использующимися в медицине (метилцеллюлоза, альгинат натрия, поливиилпирролидон, полилактид).

Full Text

Restricted Access

About the authors

И. В. Фадеева

Институт металлургии и материаловедения им. А.А. Байкова Российской академии наук

Author for correspondence.
Email: fadeeva_inna@mail.ru
Russian Federation, Ленинский пр., 49, Москва, 119334

Д. В. Дейнеко

Московский государственный университет им. М.В. Ломоносова; Кольский научный центр Российской академии наук

Email: fadeeva_inna@mail.ru

химический факультет; Лаборатория арктической минералогии и материаловедения

Russian Federation, Ленинские горы, 1, Москва, 119991; ул. Ферсмана, 14, Апатиты, Мурманская обл., 184209

И. И. Преображенский

Московский государственный университет им. М.В. Ломоносова

Email: fadeeva_inna@mail.ru

факультет наук о материалах

Russian Federation, Ленинские горы, 1, Москва, 119991

В. Н. Лебедев

Московский государственный университет им. М.В. Ломоносова

Email: fadeeva_inna@mail.ru

химический факультет

Russian Federation, Ленинские горы, 1, Москва, 119991

References

  1. Баринов С.М., Комлев В.С. Подходы к созданию пористых материалов на основе фосфатов кальция, предназначенных для регенерации костной ткани // Неорган. материалы. 2016. Т. 52. № 4. С. 383–391. https://doi.org/10.7868/S0002337X16040023
  2. Bose S., Tarafder S. Calcium phosphate ceramic systems in growth factor and drug delivery for bone tissue engineering: a review // Acta Biomater. 2012. V. 8. № 4. P. 1401–1421. https://doi.org/10.1016/j.actbio.2011.11.017
  3. Samavedi S., Whittington A.R., Goldstein A.S. Calcium phosphate ceramics in bone tissue engineering: a review of properties and their influence on cell behavior // Acta Biomater. 2013. V. 9. № 9. P. 8037–8045. https://doi.org/10.1016/j.actbio.2013.06.014
  4. Fadeeva I.V., Gafurov M., Kiiaeva I.A., Orlinskii S., Kuznetsova L.M., Filippov Ya.Yu., Fomin A., Davydova G.A., Selezneva I.I., Barinov S.M. Tricalcium Phosphate Ceramics Doped with Silver, Copper, Zinc, and Iron (III) Ions in Concentrations of Less than 0.5 wt.% for Bone Tissue Regeneration // Bionanoscience. 2017. V. 7. № 2. P. 434–438. https://doi.org/10.1007/s12668-016-0386-7
  5. Cheng G., Deng C., Wu C., Yin H., Ruan Y., Sun Y., Xie Q., Wu X. Effects of Mn-doping on the structural evolution of β-Tricalcium Phosphate by Rietveld refinement and Raman spectroscopy // Mater. Lett. 2019. V. 235. P. 236–238. https://doi.org/10.1016/j.matlet.2018.10.031
  6. Yin X., Calderin L., Stott M. J., Sayer M. Density functional study of structural, electronic and vibrational properties of Mg- and Zn-doped tricalcium phosphate biomaterials // Biomaterials. 2002. V. 23. № 20. P. 4155–4163. https://doi.org/10.1016/S0142-9612(02)00199-0
  7. Dong G., Zheng Y., He L., Wu G., Deng C. The effect of silicon doping on the transformation of amorphous calcium phosphate to silicon-substituted α-tricalcium phosphate by heat treatment // Ceram. Int. 2016. V. 42. № 1. P. 883–890. https://doi.org/10.1016/j.ceramint.2015.09.013
  8. Khon V.E., Zagorodniy N.B., Mamonov V.E., Glasko E.N., Petrakova N., Shalbev A.N., Pkhakadze T.Ya., Komlev V.S. Study of Biocompatibility and Antibacterial Properties of Argentum-Tricalcium Phosphate In Vivo // N.N. Priorov J. Traumatol. Orthop. 2014. № 3. P. 56–61. https://doi.org/10.32414/0869-8678-2014-3-56-61
  9. Hoover S., Tarafder S., Bandyopadhyay A., Bose S. Silver doped resorbable tricalcium phosphate scaffolds for bone graft applications // Mater. Sci. Eng., C. 2017. V. 79. P. 763–769. https://doi.org/10.1016/j.msec.2017.04.132
  10. Chen S., Zhu P., Mao L., Wu W., Lin H., Xu D., Lu X., Shi J. Piezocatalytic Medicine: An Emerging Frontier using Piezoelectric Materials for Biomedical Applications // Adv. Mater. 2023. V. 35. № 25. https://doi.org/10.1002/adma.202208256
  11. Шпиняк С.П., Барабаш А.П., Лясникова А.В. Применение спейсеров в лечении инфекционных осложнений тотального эндопротезирования коленного сустава // Современные проблемы науки и образования. 2015. №. 5.
  12. Graziani G., Barbaro K., Fadeeva I.V., Ghezzi D., Fosca M., Sassoni E., Vadala G., Cappelletti M., Valle F., Baldini N., Rau J. V. Ionized jet deposition of antimicrobial and stem cell friendly silver-substituted tricalcium phosphate nanocoatings on titanium alloy // Bioact. Mater. 2021. V. 6. № 8. P. 2629–2642. https://doi.org/10.1016/j.bioactmat.2020.12.019
  13. Rau J.V., Fosca M., Graziani V., Egorov A.A., Zobkov Yu. V., Fedotov A.Yu., Ortenzi M., Caminiti R., Baranchikov A.E., Komlev V.S. Silver-Doped Calcium Phosphate Bone Cements with Antibacterial Properties // J. Funct. Biomater. 2016. V. 7. № 2. P. 10. https://doi.org/10.10.3390/jfb7020010
  14. Robu A., Antoniac A., Ciocoiu R., Grosu E., Rau J.V., Fosca M., Krasnyuk I.I., Pircalabioru G.G., Manescu V., Antoniac I.V., Gradinaru S. Effect of the Antimicrobial Agents Peppermint Essential Oil and Silver Nanoparticles on Bone Cement Properties // Biomimetics. 2022. V. 7. № 3. P. 137. https://doi.org/10.3390/biomimetics7030137
  15. Robu A., Antoniac A., Grosu E., Vasile E., Raiciu A.D., Iordache F., Antoniac V.I., Rau J.V., Yankova V.G., Ditu L.M., Saceleanu V. Additives Imparting Antimicrobial Properties to Acrylic Bone Cements // Materials. 2021. V. 14. № 22. P. 7031. https://doi.org/10.3390/ma14227031
  16. Fosca M., Streza A., Antoniac I.V., Vadalà G., Rau J.V. Ion-Doped Calcium Phosphate-Based Coatings with Antibacterial Properties // J. Funct. Biomater. 2023. V. 14. № 5. P. 250. https://doi.org/10.3390/jfb14050250
  17. Sedelnikova M.B., Komarova E.G., Sharkeev Y., Ugodchikova A.V., Tolkacheva T.V., Rau J.V., Buyko E., Ivanov V.V., Sheikin V.V. Modification of titanium surface via Ag-, Sr- and Si-containing micro-arc calcium phosphate coating // Bioact. Mater. 2019. V. 4. P. 224–235. https://doi.org/10.1016/j.bioactmat.2019.07.001
  18. Lyasnikova A.V., Markelova O.A. Dudareva O.A., Grishina I.P., Lyasnikov N.V. “Titanium–Silver-Substituted Calcium Phosphates” Plasma Coatings: Properties, Comparison, and Prospects of Application // Metallurgist. 2018. V. 62. № 7–8. P. 831–836. https://doi.org/10.1007/s11015-018-0726-7
  19. Krokhicheva P.A., Goldberg M.A., Fomin A.S., Khayrutdinova D.R., Antonova O.S., Baikin A.S., Konovalov A.A., Leonov A.V., Mikheev I.V., Merzlyak E.M., Kirsanova V.A., Sviridova I.K., Sergeeva N.S., Barinov S.M., Komlev V.S. Enhanced bone repair by silver-doped magnesium calcium phosphate bone cements // Ceram. Int. 2023. V. 49. № 11. P. 19249–19264. https://doi.org/10.1016/j.ceramint.2023.03.052
  20. Graziani V., Fosca M., Egorov A.A., Zobkov Yu.V., Fedotov A.Yu., Baranchikov A.E., Ortenzi M.A., Caminiti R., Komlev V.S., Rau J.V. Zinc-releasing calcium phosphate cements for bone substitute materials // Ceram. Int. 2016 V. 42. № 15. P. 17310–17316. https://doi.org/10.1016/j.ceramint.2016.08.027
  21. Fadeeva I.V., Goldberg M.A., Preobrazhensky I.I., Mamin G.V., Davydova G.A., Agafonova N.V., Fosca M., Russo F., Barinov S.M., Cavulu S., Rau J.V. Improved cytocompatibility and antibacterial properties of zinc-substituted brushite bone cement based on β-tricalcium phosphate // J. Mater. Sci.: Mater. Med. 2021. V. 32. № 9. P. 99. https://doi.org/10.1007/s10856-021-06575-x
  22. Krokhicheva P.A., Goldberg M.A., Fomin A.S., Khayrutdinova D.R., Antonova O.S., Baikin A.S., Leonov A.V., Merzlyak E.M., Mikheev I.V., Kirsanova V.A., Sviridova I.K., Akhmedova S.A., Sergeeva N.S., Barinov S.M., Komlev V.S. Zn-Doped Calcium Magnesium Phosphate Bone Cement Based on Struvite and Its Antibacterial Properties // Materials. 2023. V. 16. № 13. P. 4824. https://doi.org/10.3390/ma16134824
  23. Зуев Д.М., Климашина Е.С., Евдокимов П.В., Филиппов Я.Ю., Путляев В.И. Механические характеристики композиционных материалов на основе β-Ca3(PO4)2/поли(D, L-лактид)а и β-Ca3(PO4)2/поли(ε-капролактон)а // Материаловедение. 2018. Т. 5. С. 31–35. https://doi.org/10.1134/S2075113319010416
  24. Гольдберг М.А., Крохичева П.А., Хайрутдинова Д.Р., Фомин А.С, Ихлова А.М., Комлев В.С. Подходы к созданию инжектируемых костных цементов // Перспективные технологии и материалы. Севастополь. 2021. C. 137–139.
  25. Кульпина С.О., Форысенкова А.А. Брушитовый цемент на основе β-трикальцийфосфата с поливинилпирролидоном для реконструкции поврежденных костных тканей // Молодые ученые России. Сб. статей Всерос. науч.-практ. конф. Пенза. 2020. С. 14–20.
  26. Fadeeva I.V., Deyneko D.V., Knotko A.V., Olkhov A.A., Slukin P.V., Davydova G.A., Trubitsyna T.A., Preobrazhenskiy I.I., Gosteva A.N., Antoniac I.V., Rau J.V. Antibacterial Composite Material Based on Polyhydroxybutyrate and Zn-Doped Brushite Cement // Polymers. 2023. V. 15. № 9. P. 2106. https://doi.org/10.3390/polym15092106
  27. Fadeeva I.V., Lazoryak B.I., Davydova G.A., Murzakhanov F., Gabbasov B.F., Petrakova N., Fosca M., Barinov S.M., Vadala’ G., Uskokovic V., Zheng Y., Rau J.V. Antibacterial and cell-friendly copper-substituted tricalcium phosphate ceramics for biomedical implant applications // Mater. Sci. Eng., C. 2021. V. 129. P. 112410. https://doi.org/10.1016/j.msec.2021.112410
  28. Rau J.V., Wu V.M., Graziani V., Fadeeva I.V., Fomin A.S., Fosca M., Uskokovic V. The Bone Building Blues: Self-hardening copper-doped calcium phosphate cement and its in vitro assessment against mammalian cells and bacteria // Mater. Sci. Eng., C. 2017. V. 79. P. 270–279. https://doi.org/10.1016/j.msec.2017.05.052
  29. Фадеева И.В., Селезнева И.И., Давыдова Г.А., Фомин А.С., Антонова О.С., Филиппов Я.Ю., Баринов С.М. Керамика из железозамещенных трикальцийфосфатов // Доклады Академии наук. 2016. Т. 468. № 2. С. 171–174. https://doi.org/10.7868/S0869565216140139
  30. Uskoković V., Graziani V., Wu V.M., Fadeeva I.V., Fomin A.S., Presniakov I.A., Fosca M., Ortenzi M., Caminiti R., Rau J.V. Gold is for the mistress, silver for the maid: Enhanced mechanical properties, osteoinduction and antibacterial activity due to iron doping of tricalcium phosphate bone cements // Mater. Sci. Eng., C. 2019. V. 94. P. 798–810. https://doi.org/10.1016/j.msec.2018.10.028
  31. Fadeeva I.V., Deyneko D.V., Barbaro K., Davydova G.A., Sadovnikova M.A., Murzakhanov F.F., Fomin A.S., Yankova V.G., Antoniac I.V., Barinov S.M., Lazoryak B.I., Rau J.V. Influence of Synthesis Conditions on Gadolinium-Substituted Tricalcium Phosphate Ceramics and Its Physicochemical, Biological, and Antibacterial Properties // Nanomaterials. 2022. V. 12. № 5. P. 852. https://doi.org/10.3390/nano12050852
  32. Clayton J.A., Keller K., Qi M., Wegner J., Koch V., Hintz H., Godt A., Han S., Jeschke G., Sherwin M.S., Yulikov M. Quantitative analysis of zero-field splitting parameter distributions in Gd (III) complexes // Phys. Chem. Chem. Phys. 2018. V. 20. № 15. P. 10470–10492. https://doi.org/10.1039/C7CP08507A
  33. Van Rijt S., De Groot K., Leeuwenburgh S.C.G. Calcium Phosphate and Silicate-Based Nanoparticles: History and Emerging Trends // Tissue Eng., Part A. 2022. V. 28. № 11–12. P. 461–477. https://doi.org/10.1089/ten.tea.2021.0218
  34. Solonenko A.P., Blesman A.I., Polonyankin D.A., Gorbunov V.A. Synthesis of Calcium Phosphate and Calcium Silicate Composites // Russ. J. Inorg. Chem. 2018. V. 63. № 8. P. 993–1000. https://doi.org/10.1134/S0036023618080211
  35. Чайкина М.В., Булина Н.В., Просанов И.Ю., Ищенко А.В., Медведко О.В., Аронов А.М. Механохимический синтез гидроксилапатита с SiO44–-замещениями // Химия в интересах устойчивого развития. 2012. T. 20. № 4. C. 477–489.
  36. Сурменева М.А., Сурменев Р.А., Чайкина М.В., Качаев А.А., Пичугин В.Ф., Эппле М. Исследование фазового и элементного состава покрытий на основе кремнийсодержащего гидроксиапатита для медицинских имплантатов, полученных методом ВЧ-магнетронного распыления // Физика и химия обработки материалов. 2012. № 3. С. 51–60.
  37. Fadeeva I.V., Filippov Y.Y., Antonova O.S., Selezneva I.I., Fomin A.S., Barinov S.M., Davydova G.A., Shaposhnikov M.E., Poltavtseva R.A., Zaraiskii E.I., Mikheev A.Y., Akhemetov L.I. Synthesis of micro and nanosized bioresorbing silicon-substituted tricalcium phosphates for bone tissue engineering and their biological safety using mesenchymal stem cells // Nanosci. Technol.: Int. J. 2015. V. 6. № 4. P. 305–317. https://doi.org/10.1615/NanomechanicsSciTechnolIntJ.v6.i4.50
  38. Kannan S., Goetz-Neunhoeffer F., Neubauer J., Ferreira J. Cosubstitution of Zinc and Strontium in β-Tricalcium Phosphate: Synthesis and Characterization // J. Am. Ceram. Soc. 2011. V. 94. № 1. P. 230–235. https://doi.org/10.1111/j.1551-2916.2010.04070.x
  39. Sinusaite L., Popov A., Antuzevics A., Mazeika K., Baltrunas D., Yang J.C., Horng J.L., Shi S., Sekino T., Ishikawa K., Kareiva A., Zarkov A. Fe and Zn co-substituted beta-tricalcium phosphate (β-TCP): Synthesis, structural, magnetic, mechanical and biological properties // Mater. Sci. Eng., C. 2020. V. 112. P. 110918. https://doi.org/10.1016/j.msec.2020.110918
  40. Deyneko D.V., Fadeeva I.V., Borovikova E.Yu., Dzhevakov P.B., Slukin P.V., Zheng Y., Xia D., Lazoryak B.I., Rau J.V. Antimicrobial properties of co-doped tricalcium phosphates Ca3-2(MˊMˊˊ)(PO4)2 (M = Zn2+, Cu2+, Mn2+ and Sr2+) // Ceram. Int. 2022. V. 48. № 20. P. 29770–29781. https://doi.org/10.1016/j.ceramint.2022.06.237
  41. Макарова С.В., Булина Н.В., Чайкина М.В. Механохимический синтез цинк-силикат-замещенного гидроксиапатита // Наука. Технологии. Инновации. 2019. Т. 3. С. 98–101.
  42. Макарова С.В., Булина Н.В., Просанов И.Ю., Ищенко А.В., Чайкина М.В. Механохимический синтез апатита с одновременным замещением кальция на лантан и фосфата на силикат // Журн. неорган. химии. 2020. Т. 65. № 12. С. 1626–1632. https://doi.org/10.31857/S0044457X20120119
  43. Anand A., Sengupta S., Kaňková H., Švančárková A., Beltrán A.N., Galusek D., Boccaccini A.R., Galusková D. Influence of Copper-Strontium Co-Doping on Bioactivity, Cytotoxicity and Antibacterial Activity of Mesoporous Bioactive Glass // Gels. 2022. V. 8. № 11. P. 743. https://doi.org/10.3390/gels8110743
  44. Mukheem A., Shahabuddin S., Akbar N., Miskon A., Sarih N.M., Sudesh K., Khan N.A., Saidur R., Sridewi N. Boron Nitride Doped Polyhydroxyalkanoate/Chitosan Nanocomposite for Antibacterial and Biological Applications // Nanomaterials. 2019. V. 9. № 4. P. 645. https://doi.org/10.3390/nano9040645
  45. Unal S., Ekren N., Sengil A.Z., Oktar F.N., Irmak S., Oral O., Sahin Y.M., Kilic O., Agathopoulos S., Gunduz O. Synthesis, characterization, and biological properties of composites of hydroxyapatite and hexagonal boron nitride // J. Biomed. Mater. Res., Part B. 2018. V. 106. № 6. P. 2384–2392. https://doi.org/10.1002/jbm.b.34046
  46. Jodati H., Tezcaner A., Alshemary A.Z., Şahin V., Evis Z. Effects of the doping concentration of boron on physicochemical, mechanical, and biological properties of hydroxyapatite // Ceram. Int. 2022. V. 48. № 16. P. 22743–22758. https://doi.org/10.1016/j.ceramint.2022.04.058
  47. Aslan N., Aksakal B., Aksoy M. Boron-incorporated biocomposite coatings on 316L and NiTi alloys: Enhanced structural, antibacterial activity, and cell viability performances // Proc. Inst. Mech. Eng., Part H. 2022. V. 236. № 10. P. 1572–1580. https://doi.org/10.1177/09544119221122061
  48. Фадеева И.В., Фузайлова Ш., Дуденков И.В., Слукин П.В., Андреева Н.А., Кнотько А.В., Дейнеко Д.В. Брушитовый бор-содержащий цемент с антибактериальными свойствами // Перспективные материалы. 2024. T. 4. P. 31–37. https://doi.org/10.30791/1028-978X-2024-4-31-37
  49. Yilmaz B., Evis Z. Boron-Substituted Bioceramics: A Review // J. Boron. 2016. V. 1. № 1. P. 6–14.
  50. Rau J.V., Wu V.M., Graziani V., Fadeeva I.V., Fomin A.S., Fosca M., Uskoković V. The Bone Building Blues: Self-hardening copper-doped calcium phosphate cement and its in vitro assessment against mammalian cells and bacteria // Mater. Sci. Eng., C. 2017. V. 79. P. 270–279. https://doi.org/10.1016/j.msec.2017.05.052
  51. Фомин A.C., Фадеева И.В., Филиппов Я.Ю., Ковальков В.К., Григорьева М.А., Шворнева Л.И., Баринов С.М. Брушитовый цемент на основе β-трикальцийфосфата для ортопедии // Перспективные материалы. 2016. № 9. С. 45–50.
  52. Rau J.V., Fadeeva I.V., Fomin A.S., Barbaro K., Galvano E., Ryzhov A.P., Murzakhanov F., Gafurov M., Orlinskii S., Antoniac I., Uskoković V. Sic Parvis Magna: Manganese-Substituted Tricalcium Phosphate and Its Biophysical Properties // ACS Biomater. Sci. Eng. 2019. V. 5. № 12. P. 6632–6644. https://doi.org/10.1021/acsbiomaterials.9b01528
  53. Фадеева И.В., Фомин А.С., Баринов С.М., Давыдова Г.А., Селезнева И.И., Преображенский И.И., Русаков М.К., Фомина А.А., Волченкова В.А. Синтез и свойства марганецсодержащих кальцийфосфатных материалов // Неорган. материалы. 2020. Т. 56. № 7. С. 738–745. https://doi.org/10.31857/S0002337X20070052
  54. Русаков М.К., Фадеева И.В., Фомин А.С., Преображенский И.И. Марганец-содержащие кальцийфосфатные материалы для остеопластики // X конференция молодых ученых по общей и неорганической химии. Москва. 2020. T. 1. C. 157–158.
  55. Fadeeva I.V., Kalita V.I., Komlev D.I., Radiuk A.A., Fomin A.S., Davydova G.A., Fursova N.K., Murzakhanov F.F., Gafurov M.R., Fosca M., Antoniac I.V., Barinov S.M., Rau J.V. In Vitro Properties of Manganese-Substituted Tricalcium Phosphate Coatings for Titanium Biomedical Implants Deposited by Arc Plasma // Materials. 2020. V. 13. № 19. P. 4411. https://doi.org/10.3390/ma13194411
  56. Фадеева И.В., Волченкова В.А., Фомина А.А., Мамин Г.В., Шуртакова Д.В., Калита В.И. Исследование покрытий на титане из марганецсодержащего трикальцийфосфата, нанесенных плазменно-химическим методом // Неорган. материалы. 2021. Т. 57. № 9. С. 1018–1024. https://doi.org/10.31857/S0002337X21090074
  57. Fadeeva I.V., Deyneko D.V., Forysenkova A.A., Morozov V.A., Akhmedova S.A., Kirsanova V.A., Sviridova I.K., Sergeeva N.S., Rodionov S.A., Udyanskaya I.L., Antoniac I.V., Rau J.V. Strontium Substituted β-Tricalcium Phosphate Ceramics: Physiochemical Properties and Cytocompatibility // Molecules. 2022. V. 27. № 18. P. 6085. https://doi.org/10.3390/molecules27186085
  58. Rau J.V., Fadeeva I.V., Forysenkova A.A., Davydova G.A., Fosca M., Filippov Y.Yu., Antoniac A., D’Arco A., Di Fabrizio M., Petrarca M., Lupi S., Di Menno Di Bucchianco M., Yankova V.G., Putlayev V.I., Cristea M.B. Strontium Substituted Tricalcium Phosphate Bone Cement: Short and Long‐Term Time‐Resolved Studies and In Vitro Properties // Adv. Mater. Interfaces. 2022. V. 9. № 21. P. 2200803. https://doi.org/10.1002/admi.202200803
  59. Sedelnikova M.B., Sharkeev Y.P., Tolkacheva T.V., Khimich M.A., Bakina O.V., Fomenko A.N., Kazakbaeva A.A., Fadeeva I.V., Egorkin V.S., Gnedenkov S.V., Schmidt J., Loza K., Prymak O., Epple M. Comparative Study of the Structure, Properties, and Corrosion Behavior of Sr-Containing Biocoatings on Mg0.8Ca // Materials. 2020. V. 13. № 8. P. 1942. https://doi.org/10.3390/ma13081942
  60. Sedelnikova M.B., Sharkeev Yu., Komarova E.G., Kazakbaeeva A.A., Fadeeva I.V., Schmidt Ju., Valkovska V., Arāja A. Effect of the process voltage and electrolyte composition on the structure and properties of Sr-incorporated micro-arc calcium phosphate coatings formed on Mg–0.8Ca // AIP Conf. Proc. 2018. V. 2051. P. 020269. https://doi.org/10.1063/1.5083512
  61. Русаков М.К., Фадеева И.В., Фомин А.С., Баринов С.М. Керамика из барийзамещенных трикальцийфосфатов: синтез и свойства // Новые материалы и перспективные технологии. Москва. 2020. Т. 1. С. 421.
  62. Раджабова Г.Т., Русаков М.К. Керамические порошки из барий-и стронций-замещенных трикальцийфосфатов для медицины // Молодые ученые России. 2020. C. 21–26.
  63. Скальный А.В., Рудаков И.А. Биоэлементы в медицине. М.: Мир, 2004. С. 272.
  64. Артюкова А.Н., Лукина Ю.С., Сивков С.П., Свентская Н.В. Синтез и исследование свойств магнезиально-брушитовых биоцементов // Успехи в химии и хим. технологии. 2014. Т. 28. № 8. С. 11–14.
  65. Фадеева И.В., Шворнева Л.И., Баринов С.М., Орловский В.П. Синтез и структура магнийсодержащих гидроксиапатитов // Неорган. материалы. 2003. T. 39. № 9. C. 1102–1105.
  66. Подлягин В.A., Голубчиков Д.О., Путляев В.И. Исследование зависимости фащового состава порошков в системе MgO–CaO–P2O5 от условий синтеза для получения фазы витлокита // Сб. тез. XXII всерос. школы-конференции молодых ученых “Актуальные проблемы неорганической химии: энергия + ” Красновидово. 2023. C. 141–142.
  67. Кубарев О.Л. Формирование микроструктуры и свойств керамики на основе гидроксиапатита и трикальцийфосфата: дис. канд. хим. наук. 05.17.11. Москва. 2007. C. 124.
  68. Евдокимов П.В. Синтез двойных фосфатов Ca(3–x)М2x(PO4)2 (М = Na, K) для создания макропористой биокерамики со специальной архитектурой: дис. канд. хим. наук 02.00.21. Москва. 2014. C. 159.
  69. Орлов Н.К., Киселева А.К., Милькин П.А., Евдокимов П.В., Путляев В.И., Лиу Я. Экспериментальное изучение высокотемпературной области системы Ca3(PO4)2–CaKPO4–CaNaPO4 // Журн. физ. химии. 2021. Т. 95. № 7. С. 982–986. https://doi.org/10.31857/S0044453721070190
  70. Orlov N.K., Kiseleva A.K., Milkin P.A., Evdokimov P.V., Putlayev V.I., Günster J., Biesuz M., Sglavo V.M., Tyablikov A. Sintering of mixed Ca–K–Na phosphates: Spark plasma sintering vs flash-sintering // Open Ceram. 2021. V. 5. P. 100072. https://doi.org/10.1016/j.oceram.2021.100072
  71. Орлов Н.К., Киселева А.К., Милькин П.А., Евдокимов П.В., Путляев В.И., Günster J. Возможности реакционного спекания при получении прочной макропористой керамики на основе замещенных фосфатов кальция // Неорган. материалы. 2020. Т. 56. № 12. C. 1371–1379. https://doi.org/10.31857/S0002337X20120143
  72. Orlov N.K., Evdokimov P.V., Milkin P.A., Garshev A.V., Putlayev V.I., Grebenev V.V., Günster J. Phase equilibria in CaNaPO4–CaKPO4 system and their influence on formation of bioceramics based on mixed Ca–K–Na phosphates // J. Eur. Ceram. Soc. 2019. V. 39. № 16. P. 5410–5422. https://doi.org/10.1016/j.jeurceramsoc.2019.07.044
  73. Орлов Н.К., Путляев В.И., Евдокимов П.В., Сафронова Т.В., Климашина Е.С., Милькин П.А. Резорбция кальцийфосфатной биокерамики Ca3–xM2x(PO4)2 (M = Na, K) в модельных растворах // Неорган. материалы. 2018. Т. 54. № 5. C. 523–531. https://doi.org/10.7868/S0002337X18050147

Supplementary files

Supplementary Files
Action
1. JATS XML
Download
2. Fig. 1. Results of antimicrobial tests of four bacterial pathogen cultures and the fungus C. albicans on Ti plates in the presence and absence (CTR control) of Ag-TCP or TCP [12].

Download (172KB)
Indexing metadata
3. Fig. 2. X-ray powder diffraction pattern of Ag-TCP (peaks identified using PCPDF file #70-2065) (a) and X-ray powder diffraction data of Ag-TCP (b).

Download (225KB)
Indexing metadata
4. Fig. 3. Surface morphology of Ag-TCP thin films on Si plates after deposition for 10 (a–c), 20 (d–f), and 30 min (g–i) [12].

Download (897KB)
Indexing metadata
5. Fig. 4. Surface morphology of thin films on Ti alloy disks after 10 (a–c), 20 (d–f), and 30 min (g–i) deposition.

Download (705KB)
Indexing metadata
6. Fig. 5. Roughness (a) and AFM images (b–d) of samples depending on the deposition time; in images b and c – surface topography of samples deposited for 10 and 30 min (Si-10 and Si-30), respectively; in images d, d – surface topography of Si-20, the arrow in the figure (d) points to larger clusters already observed by FEG-SEM, determining the change in sample roughness [12].

Download (278KB)
Indexing metadata
7. Fig. 6. Surface microstructure of titanium after deposition of coatings from silver-containing GA (a), silver-containing TCP (b).

Download (499KB)
Indexing metadata
8. Fig. 7. Diffraction patterns of cements based on TCP (a) and Zn-TCP (b) before (1) and after (2) keeping in a physiological solution: * – β-Ca3(PO4)2 (TCP) (card [09–169]), – CaHPO4 2H2O (brushite) (card [72–713]), ^ – Ca10(PO4)6(OH)2 (HA) (card [72–1243]) [21].

Download (188KB)
Indexing metadata
9. Fig. 8. IR spectra of MCFC powders containing zinc ions [22].

Download (353KB)
Indexing metadata
10. Fig. 9. Microstructure of MCFC with different zinc content [22].

Download (936KB)
Indexing metadata
11. Fig. 10. Diffraction pattern of the PHB composite with Zn-BC [26].

Download (163KB)
Indexing metadata
12. Fig. 11. Diffraction patterns of β-TCP (black line) and Cu-TCP (red line) cements [28].

Download (118KB)
Indexing metadata
13. Fig. 12. IR spectra of TCP (blue line) and Cu-TCP (red line) [28].

Download (223KB)
Indexing metadata
14. Fig. 13. Microstructure of ceramics obtained by sintering at 1100°C: a – Fe-TCP1 (0.49 wt.% Fe), b – Fe-TCP2 (1.1 wt.% Fe) [29].

Download (111KB)
Indexing metadata
15. Fig. 14. Distribution of elements on a cleavage of a Fe-TCP2 ceramic sample (red – iron, violet – calcium, blue – phosphorus, green – oxygen) [29].

Download (218KB)
Indexing metadata
16. Fig. 15. Ceramic surface: a – Fe-TCP1, b – Fe-TCP2 [29].

Download (164KB)
Indexing metadata
17. Fig. 16. Metabolic activity of NCTC L929 cells according to the results of the MTT test during 48 h incubation with 3-day extracts from the materials: TCP 1100 (1), FeI 1100 (2), FeII 1100 (3), control (4), DMSO (5); * – statistically significant differences from the control according to the Mann–Whitney criterion (p < 0.05) [29].

Download (88KB)
Indexing metadata
18. Fig. 17. Mössbauer spectra of 57Fe (experimental hollow points) 0.1Fe-TCP (a) and 0.05Fe-TCP (b), recorded at T = 298 K [30].

Download (125KB)
Indexing metadata
19. Fig. 18. Cumulative iron release curve obtained for 0.05Fe-TCP cement (relative uncertainty for all parameters is 1%; χ2 = ∼0.001 for the estimated fit (a); comparison of compressive strength (measured at 5 days after molding for the estimated fit) of hardened cements prepared from TCP and 0.05Fe-TCP; *** = p < 0.001 (b) [21].

Download (133KB)
Indexing metadata
20. Fig. 19. Single-plane confocal optical micrographs of fluorescently stained MC3T3-E1 osteoblastic cells (cytoskeletal f-actin – red, nucleus – blue; TCP cement – green) upon interaction with 5 mg/mL of either control HA (a) or Fe-TCP cements with different Fe3+ concentrations: 0.49 (b), 1.1 wt.% (c) after 72-hour incubation with cements [30].

Download (335KB)
Indexing metadata
21. Fig. 20. EPR spectra of a TCP sample containing 0.001% gadolinium: the black line corresponds to the time between pulses τ = 0.18 μs, the spectrum shown by the red line is increased in amplitude by 4 times and corresponds to τ = 0.54 μs (a); the components of the EPR spectrum differ in the decay times T2 of the transverse magnetization: the component indicated by the blue line corresponds to T2 = 0.19 ± 0.01 μs, indicated by the red line – T2 = 1.0 ± 0.05 μs [22] (b).

Download (195KB)
Indexing metadata
22. Fig. 21. Two-dimensional spectrum of electron-nuclear interactions measured using the HYSCORE sequence: the dotted lines indicate the regions of expected interactions with nuclei 1H, 31P and isotopes 155Gd, 157Gd; B0 = 344.3 (a), 118.2 mT (b) [22].

Download (242KB)
Indexing metadata
23. Fig. 22. Microstructure of 0.1Gd-TCP samples after sintering at 1100°C, obtained using mechanical activation (a, c), precipitation from solutions followed by calcination (b, d) [31] (scale bar: a – 20 μm, b – 10 μm, c – 200 μm, d – 50 μm).

Download (382KB)
Indexing metadata
24. Fig. 23. IR spectra of gadolinium-substituted TCP synthesized by precipitation and heterophase methods after heat treatment at 900°C [31].

Download (193KB)
Indexing metadata
25. Fig. 24. Metabolic activity of NCTC L929 cells according to the results of the MTT test during incubation for 24 hours with 3-day extracts from materials with gadolinium content of 0, 0.51 and 5.06 wt.% (0, 0.01 and 0.1, respectively) [31].

Download (200KB)
Indexing metadata
26. Fig. 25. The number of DPSC cells seeded on the surface of samples of TCPos (1), TCPMA (2), 0.01Gd-TCPhos (3), 0.01Gd-TCPMA (4), 0.1Gd-TCPhos (5), 0.1Gd-TCPMA (6), control (7) (error bar – standard deviation) [31].

Download (160KB)
Indexing metadata
27. Fig. 26. Microstructure of ceramics sintered at 1100°C from powders of silicon-substituted TCPs obtained by precipitation from salt solutions (a), using mechanical activation (b) [37].

Download (291KB)
Indexing metadata
28. Fig. 27. Projections of the β-TCP structure along the [210] axis: layers with only B-columns (a), with A- and B-columns (b) [40].

Download (240KB)
Indexing metadata
29. Fig. 28. Polyhedra of Ca(4) and Ca(5) positions in β-TCP type structures [40].

Download (248KB)
Indexing metadata
30. Fig. 29. IR spectra of Cu-β-TCP (1), (Cu+Zn)-β-TCP (2), (Mn+Sr)-β-TCP (3), (Cu+Sr)-β-TCP (4) samples [40].

Download (136KB)
Indexing metadata
31. Fig. 30. SEM images of brushite cements: a – from β-TCP, b – from 0.29 B-TCP [48].

Download (192KB)
Indexing metadata
32. Fig. 31. SEM images of cements after exposure to physiological solution: a – TCP-based cement; b – B-TCP-based cement [48].

Download (381KB)
Indexing metadata
33. Fig. 32. Change in the level of CFU of the E. coli strain ATCC25922 upon exposure for 24 h to B-TCP-based cement samples, as well as in the control (C) [48].

Download (66KB)
Indexing metadata
34. Fig. 33. Diffraction patterns of TCP and MnTCP synthesis products after calcination at 100 (a), 650 (b), 750 (c) and 900°C (d), as well as GA (PDF #96-901-4314) and β-TCP (PDF #96-152-9467) [52].

Download (525KB)
Indexing metadata
35. Fig. 34. IR spectra of TCP and Mn-TCP samples calcined at 400 (a) and 900°C (b) [52].

Download (646KB)
Indexing metadata
36. Fig. 35. Normalized continuous X-band EPR spectra at room temperature for MnxCa3−x(PO4)2 [52].

Download (105KB)
Indexing metadata
37. Fig. 36. MTT test data for TCP and manganese-containing TCP [52].

Download (250KB)
Indexing metadata
38. Fig. 37. Fluorescent staining of control ADMSC and ADMSC differentiated into three different lineages: osteogenic, adipogenic, and chondrogenic, with and without the presence of TCP and Mn-TCP samples [52].

Download (680KB)
Indexing metadata
39. Fig. 38. Bacterial counts normalized to control for broths of various Gram-negative and Gram-positive microbes treated overnight (TCP and Mn-TCP powders in a ratio of 1:1000 w/v) [52].

Download (334KB)
Indexing metadata
40. Fig. 39. Diffraction patterns of Mn-TCP powders after firing at 900°C [53].

Download (140KB)
Indexing metadata
41. Fig. 40. Microstructure of cleavage of ceramics made of 0.01Mn-TCP (a–c) and 0.1Mn-TCP (d–e); firing temperatures of 1000 (a, d), 1100 (b, d), and 1200°C (c, f) [53].

Download (910KB)
Indexing metadata
42. Fig. 41. Diffraction patterns of TCP and Mn-TCP: a – powders before spraying, b – coatings after spraying [55].

Download (211KB)
Indexing metadata
43. Fig. 42. EPR spectra of Mn-TCP powders before (1) and after (2) X-ray irradiation [52].

Download (77KB)
Indexing metadata
44. Fig. 43. SEM images of TCP (a, b) and Mn-TCP (c, d) coatings [56].

Download (339KB)
Indexing metadata
45. Fig. 44. SEM images of TCP (a, b), 0.1Sr-TCP (c, d) and 0.5Sr-TCP (d, f) powders calcined at 900°C [57].

Download (746KB)
Indexing metadata
46. Fig. 45. SEM images of TCP (a, b), 0.1Sr-TCP (c, d) and 0.5Sr-TCP (d, f) ceramics sintered at 1100°C [57].

Download (633KB)
Indexing metadata
47. Fig. 46. Diffraction patterns of TCP and 0.5Sr-TCP samples sintered at 1100°C after holding in a physiological solution for 21 days [57].

Download (144KB)
Indexing metadata
48. Рис. 47. Дифрактограммы цементов через различные промежутки времени после смешивания [58]: а – цемент из β-ТКФ, б – цемент из Sr-ТКФ.

Download (333KB)
Indexing metadata
49. Fig. 48. SEM images of the microstructure of TCP and Sr-TCP cements at different times after mixing [58].

Download (372KB)
Indexing metadata
50. Fig. 49. Dependences of the current density on the duration of the deposition process of Sr-HA and Sr-TCP coatings on a substrate made of Mg0.8Ca alloy containing 80% calcium and 20% magnesium (a) as well as the roughness and thickness of the coatings on the applied voltage (b) [59].

Download (165KB)
Indexing metadata

Copyright (c) 2024 Russian Academy of Sciences

Согласие на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика»

1. Я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных»), осуществляя использование сайта https://journals.rcsi.science/ (далее – «Сайт»), подтверждая свою полную дееспособность даю согласие на обработку персональных данных с использованием средств автоматизации Оператору - федеральному государственному бюджетному учреждению «Российский центр научной информации» (РЦНИ), далее – «Оператор», расположенному по адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А, со следующими условиями.

2. Категории обрабатываемых данных: файлы «cookies» (куки-файлы). Файлы «cookie» – это небольшой текстовый файл, который веб-сервер может хранить в браузере Пользователя. Данные файлы веб-сервер загружает на устройство Пользователя при посещении им Сайта. При каждом следующем посещении Пользователем Сайта «cookie» файлы отправляются на Сайт Оператора. Данные файлы позволяют Сайту распознавать устройство Пользователя. Содержимое такого файла может как относиться, так и не относиться к персональным данным, в зависимости от того, содержит ли такой файл персональные данные или содержит обезличенные технические данные.

3. Цель обработки персональных данных: анализ пользовательской активности с помощью сервиса «Яндекс.Метрика».

4. Категории субъектов персональных данных: все Пользователи Сайта, которые дали согласие на обработку файлов «cookie».

5. Способы обработки: сбор, запись, систематизация, накопление, хранение, уточнение (обновление, изменение), извлечение, использование, передача (доступ, предоставление), блокирование, удаление, уничтожение персональных данных.

6. Срок обработки и хранения: до получения от Субъекта персональных данных требования о прекращении обработки/отзыва согласия.

7. Способ отзыва: заявление об отзыве в письменном виде путём его направления на адрес электронной почты Оператора: info@rcsi.science или путем письменного обращения по юридическому адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А

8. Субъект персональных данных вправе запретить своему оборудованию прием этих данных или ограничить прием этих данных. При отказе от получения таких данных или при ограничении приема данных некоторые функции Сайта могут работать некорректно. Субъект персональных данных обязуется сам настроить свое оборудование таким способом, чтобы оно обеспечивало адекватный его желаниям режим работы и уровень защиты данных файлов «cookie», Оператор не предоставляет технологических и правовых консультаций на темы подобного характера.

9. Порядок уничтожения персональных данных при достижении цели их обработки или при наступлении иных законных оснований определяется Оператором в соответствии с законодательством Российской Федерации.

10. Я согласен/согласна квалифицировать в качестве своей простой электронной подписи под настоящим Согласием и под Политикой обработки персональных данных выполнение мною следующего действия на сайте: https://journals.rcsi.science/ нажатие мною на интерфейсе с текстом: «Сайт использует сервис «Яндекс.Метрика» (который использует файлы «cookie») на элемент с текстом «Принять и продолжить».