Email this article Керамика на основе гадолиний-стронций-замещенного гидроксиапатита
- Authors: Fadeeva I.V.1, Mikhaylova A.B.1, Volchkova E.V.2, Konovalov A.A.1, Andreeva N.A.1, Antonova O.S.1, Baikin A.S.1, Fomin A.S.1, Davydova G.A.3, Barinov S.M.1
-
Affiliations:
- Institute of Metallurgy and Materials Science named after A. A. Baikov of the Russian Academy of Sciences
- MIREA — Russian Technological University
- Institute of Theoretical and Experimental Biophysics of the Russian Academy of Sciences
- Issue: Vol 61, No 3–4 (2025)
- Pages: 219-227
- Section: Articles
- URL: https://journals.rcsi.science/0002-337X/article/view/307433
- DOI: https://doi.org/10.31857/S0002337X25030119
- EDN: https://elibrary.ru/khihtp
- ID: 307433
Cite item
Open Access
Access granted
Subscription Access
Abstract
Методами осаждения из водных растворов солей, а также с использованием механоактивации синтезированы гидроксиапатит (ГА) и двойные (стронций и гадолиний)-замещенные ГА. Изучены их фазовый состав, удельная поверхность и ИК-спектры. Спеканием синтезированных порошков при 1100 и 1200°С получена керамика, исследованы ее прочность и микроструктура. Керамика, спеченная из порошков, синтезированных осаждением из водных растворов, характеризуется большей прочностью и более однородной структурой по сравнению со спеченной из порошков, полученных с использованием механоактивации. Биологические испытания керамик in vitro на стволовых клетках, выделенных из пульпы зуба, показали, что керамика, спеченная из порошков ГА и 0.1(Sr,Gd)ГА, синтезированных осаждением, не проявляет цитотоксичности и перспективна для использования в медицине при восстановлении поврежденной костной ткани.
About the authors
I. V. Fadeeva
Institute of Metallurgy and Materials Science named after A. A. Baikov of the Russian Academy of Sciences
Email: fadeeva_inna@mail.ru
Leninsky Ave., 49, Moscow, 119991 Russia
A. B. Mikhaylova
Institute of Metallurgy and Materials Science named after A. A. Baikov of the Russian Academy of Sciences
Email: fadeeva_inna@mail.ru
Leninsky Ave., 49, Moscow, 119991 Russia
E. V. Volchkova
MIREA — Russian Technological University
Email: fadeeva_inna@mail.ru
96 Vernadsky Ave, Moscow, 119571 Russia
A. A. Konovalov
Institute of Metallurgy and Materials Science named after A. A. Baikov of the Russian Academy of Sciences
Email: fadeeva_inna@mail.ru
Leninsky Ave., 49, Moscow, 119991 Russia
N. A. Andreeva
Institute of Metallurgy and Materials Science named after A. A. Baikov of the Russian Academy of Sciences
Email: fadeeva_inna@mail.ru
Leninsky Ave., 49, Moscow, 119991 Russia
O. S. Antonova
Institute of Metallurgy and Materials Science named after A. A. Baikov of the Russian Academy of Sciences
Email: fadeeva_inna@mail.ru
Leninsky Ave., 49, Moscow, 119991 Russia
A. S. Baikin
Institute of Metallurgy and Materials Science named after A. A. Baikov of the Russian Academy of Sciences
Email: fadeeva_inna@mail.ru
Leninsky Ave., 49, Moscow, 119991 Russia
A. S. Fomin
Institute of Metallurgy and Materials Science named after A. A. Baikov of the Russian Academy of Sciences
Email: fadeeva_inna@mail.ru
Leninsky Ave., 49, Moscow, 119991 Russia
G. A. Davydova
Institute of Theoretical and Experimental Biophysics of the Russian Academy of Sciences
Email: fadeeva_inna@mail.ru
Institutskaia St., 3, Pushchino, Moscow region, 142290 Russia
S. M. Barinov
Institute of Metallurgy and Materials Science named after A. A. Baikov of the Russian Academy of Sciences
Author for correspondence.
Email: fadeeva_inna@mail.ru
Leninsky Ave., 49, Moscow, 119991 Russia
References
- Sundarabharathi L., Chinnaswamy M., Ponnamma D., Parangusan H., Al-Maadeed M.A.A. La3+/Sr2+ dual-substituted hydroxyapatite nanoparticles as bone substitutes: synthesis, characterization, in vitro bioactivity and cytocompatibility // J. Nanosci. Nanotechnol. 2020. V. 20. № 10. P. 6344–6353. https://doi.org/10.1166/jnn.2020.18577
- Ressler A., Ivanković T., Polak B., Ivanišević I., Kovačić M., Urlić I., Hussainova I., Ivanković H. A multifunctional strontium/silver-co-substituted hydroxyapatite derived from biogenic source as antibacterial biomaterial // Ceram. Int. 2022. V. 48. № 13. P. 18361–18373. https://doi.org/10.1016/j.ceramint.2022.03.095
- Hidouri M., Kthiri K., Mehnaoui M., Boughzala K. Characterization, sintering and ionic conductivity strontium fluorbritholites co-doped with gadolinium and neodymium // Available at SSRN 4002175. https://doi.org/10.2139/ssrn.4002175
- Arreguin C.V., Maldonado L.F.S., Padron N.M., Ortiz R., Fernando Rosas F.H., Gómez J.R.A., Castillo R.V. Characterization and antimicrobial evaluation of gadolinium-doped hydroxyapatite for potential use as drug carrier system // Congr. Nac. Ing. Bioméd.. 2023. P. 139–147. https://doi.org/10.1007/978-3-031-46936-7_15
- Qi C., Lin J., Fu L.-H., Huang P. Calcium-based biomaterials for diagnosis, treatment, and theranostics // Chem. Soc. Rev. 2018. V. 47. № 2. P. 357–403. https://doi.org/10.1039/C6CS00746E
- Ressler A. Ivanković T., Polak B., Ivanišević I., Kovačić M., Urlić I., Hussainova I., Ivanković H. A multifunctional strontium/silver-co-substituted hydroxyapatite derived from biogenic source as antibacterial biomaterial // Ceram. Int. 2022. V. 48. № 13. P. 18361–18373. https://doi.org/10.1016/j.ceramint.2022.03.095
- Naruphontjirakul P., Tsigkou O., Li S., Porter A.E., Jones J.R. Human mesenchymal stem cells differentiate into an osteogenic lineage in presence of strontium containing bioactive glass nanoparticles // Acta Biomater. 2019. V. 90. P. 373–392. https://doi.org/10.1016/j.actbio.2019.03.038
- Peng S., Liu X.S., Wang T., Li Z., Zhou G., Luk K.D., Guo X.E., Lu W.W. In vivo anabolic effect of strontium on trabecular bone was associated with increased osteoblastogenesis of bone marrow stromal cells // J. Orthop. Res. 2010. V. 28. № 9. P. 1208–1214. https://doi.org/10.1002/jor.21127
- Mariappan A., Pandi P., Rani K.B., Neyvasagam K. Study of the photocatalytic and antibacterial effect of Zn- and Cu-doped hydroxyapatite // Inorg. Chem. Commun. 2022. V. 136. № 4. P. 109128. https://doi.org/10.1016/j.inoche.2021.109128
- Фадеева И.В., Шворнева Л.И., Баринов С.М., Орловский В.П. Синтез и структура магнийсодержащих гидроксиапатитов // Неорган. материалы. 2003. Т. 39. № 9. С. 1102–1105.
- Fadeeva I.V., Lazoryak B.I., Davidova G.A., Murzakhanov F.F., Gabbasov B.F., Petrakova N.V., Fosca M., Barinov S.M., Vadalà G., Uskoković 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
- Petricek V., Dusek M., Palatinus L., Petrícek V., Dušek M., Palatinus L. Crystallographic computing system JANA2006: General features // Z. Kristallogr. — Cryst. Mater. 2014. V. 229. P. 345–352. https://doi.org/10.1515/zkri-2014-1737
- 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
- Duta L., Oktar F.N., Stan G.E., Popescu-Pelin G., Serban N., Luculescu C., Mihailescu I.N. Novel doped hydroxyapatite thin films obtained by pulsed laser deposition // Appl. Surf. Sci. 2013. V. 265. P. 41–49. https://doi.org/10.1016/j.apsusc.2012.10.077
- Kuriakose T.A., Kalkura S.N., Palanichamy M., Arivuoli D., Dierks K., Bocelli G., Betzel C. Synthesis of stoichiometric nano crystalline hydroxyapatite by ethanol-based sol–gel technique at low temperature // J. Cryst. Growth. 2004. V. 263. № 1–4. P. 517–523. https://doi.org/10.1016/j.jcrysgro.2003.11.057
- Berzina-Cimdina L., Borodajenko N. Research of calcium phosphates using Fourier transform infrared spectroscopy // Infrared Spectrosc.: Mater. Sci., Eng. Technol. 2012. V. 12. № 7. P. 251–263. https://doi.org/10.5772/36942
- Cheng Z.H., Yasukawa A., Kandori K., Ishikawa T. FTIR study of adsorption of CO2 on nonstoichiometric calcium hydroxyapatite // Langmuir. 1998. V. 14. № 23. P. 6681–6686. https://doi.org/10.1021/la980339n
- Раджабова Г.Т., Русаков М.К. Керамические порошки из барий- и стронций-замещенных трикальцийфосфатов для медицины // Молодые ученые России. 2020. № 3. С. 21–26.
- 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.I., 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
- Оксидная керамика и огнеупоры. Спекание и ползучесть / Бакунов В.С., Беляков А.В., Лукин Е.С., Шаяхметов У.Ш. М.: Российский химико-технологический университет им. Д.И. Менделеева, 2007. 583 с.
- Баринов С.М., Гурин А.Н., Петракова Н.В., Фадеева И.В., Фомин А.С. Керамика из цинкзамещенных гидроксиапатитов для остеопластики // Материаловедение. 2015. № 9. С. 54–56.
Supplementary files
