Особенности кристаллической структуры гидроксилапатита кальция в нативной костной ткани

Cover Page

Cite item

Full Text

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

Abstract

Рассмотрено влияния физиологических и патогенных факторов на кристаллическую структуру гидроксилапатита кальция Ca10(PO4)6(OH)2 в минерализованных костных тканях. На основе исследований методом рентгеновской дифракции проведен анализ постоянных элементарной ячейки биоапатита, ее деформации и размеров кристаллитов в различных группах костных тканей. Выявлены основные механизмы пространственно-временных изменений костных наноструктур. Показано, что наряду с нарушениями стехиометрии важную роль играют размеры кристаллитов, число атомов в области когерентного рассеяния которых отличается более чем на два порядка, и электростатические взаимодействия между несбалансированными зарядами нанокристаллитов и гидратных нанослоев минерального матрикса.

Full Text

Restricted Access

About the authors

А. А. Павлычев

Санкт-Петербургский государственный университет

Author for correspondence.
Email: a.pavlychev@spbu.ru
Russian Federation, г. Санкт-Петербург

К. О. Брыкалова

Санкт-Петербургский государственный университет

Email: a.pavlychev@spbu.ru
Russian Federation, г. Санкт-Петербург

А. В. Корнеев

Санкт-Петербургский государственный университет

Email: a.pavlychev@spbu.ru
Russian Federation, г. Санкт-Петербург

А. А. Черный

Национальный медицинский исследовательский центр травматологии и ортопедии им. Р.Р. Вредена

Email: a.pavlychev@spbu.ru
Russian Federation, г. Санкт-Петербург

Н. Н. Корнилов

Национальный медицинский исследовательский центр травматологии и ортопедии им. Р.Р. Вредена

Email: a.pavlychev@spbu.ru
Russian Federation, г. Санкт-Петербург

References

  1. Денисов-Никольский Ю.И., Миронов С.П., Омельяненко Н.П. и др. // Актуальные проблемы теоретической и клинической остеоартрологии. М.: ОАО “Типография “Новости”, 2005. 336 с.
  2. Докторов А.А., Денисов-Никольский Ю.И. // Бюл. эксперим. медицины. 1993. Т. 119 (1). С. 61.
  3. Pasteris J.D., Wopenka B., Valsami-Jones E. // Elements. 2008. V. 4. P. 97.
  4. Wopenka B., Pasteris J.D. // Mater. Sci. Eng. C. 2005. V. 25 (2). P. 131.
  5. Данильченко С.Н. // Вестник СумДУ. Сер. Физика, математика, механика. 2007. Т. 2. C. 33.
  6. Pavlychev A.A., Avrunin A.S., Vinogradov A.S. et al. // Nanotechnology. 2016. V. 27. P. 504002. https://doi.org/10.1088/27/50/504002
  7. Brykalova X.O., Kornilov N.N., Pavlychev A.A. // J. Mater. Chem. A. 2022. V. 10. P. 22686. https://doi.org/10.1039/D2TA02340G
  8. Frank-Kamenetskaya O.V., Kol’tsov A.B., Kuz’mina M.A. et al. // J. Mol. Struct. 2011. V. 992. P. 9. https://doi.org/10.1016/j.molstruc.2011.02.013
  9. Frank-Kamenetskaya O.V. // Minerals as Advanced Materials. Berlin: Springer, 2008. P. 241.
  10. Pavlychev A.A., Brykalova X.O., Cherny A.A. et al. // Crystals. 2023. V. 13. P. 381. https://doi.org/10.3390/cryst3030381
  11. Nelson D.G.A., Featherstone J.D.B. // Calcif. Tissue Int. 1982. V. 34. P. 69.
  12. Vignoles M., Bonel G., Holcomb D.W. et al. // Calcif. Tissue Int. 1988. V. 43. P. 33.
  13. Wolff J. Das Gesetz der Transformation der Knochen. Hirschwald, Berlin, 1892.
  14. Konashuk A.S., Brykalova X.O., Kornilov N.N. et al. // Emergent Materials. 2020. V. 3. P. 515. https://doi.org/10.1007/s42247-020-00105-1
  15. Born M., Wolf E. Principles of Optics. Oxford; London: Pergamon Press, 1964.
  16. Metzler R.A., Rez P. // J. Phys. Chem. B. 2014. V. 118. P. 6758. https://doi.org/10.1021/jp503565e
  17. Krüger P., Natoli C.R. // J. Phys: Conf. Ser. 2016. V. 712. P. 012007. https://doi.org/10.1088/1742-6596/712/1/012007
  18. Kalmey J.K., Lovejoy C.O. // Bone. 2002. V. 31. P. 327.
  19. Boyde A., Riggs C.M. // Bone. 1990. V. 11. P. 35.
  20. Carando S., Portigliatti-Barbos M., Ascenzi A. et al. // Bone. 1991. V. 12. P. 265.
  21. Hong S.I., Hasche L., Bowland S. // Gerontologist. 2009. V. 49. P. 1. https://doi.org/10.1093/geront/gnp006
  22. Brykalova X.O., Kornilov N.N., Rykov Y.A. et al. // J. Phys. Chem. Lett. 2020. V. 11. P. 7839. https://doi.org/10.1021/acs.jpclett.0c01722
  23. Brykalova X.O., Kornilov N.N., Cherny A.A. et al. // Eur. Phys. J. D. 2019. V. 73. P. 113. https://doi.org/10. 1140/epjd/e2019-100114-8
  24. Сустав: Морфология, клиника, диагностика, лечение // Под ред. В.Н. Павловой и др. М.: ООО “Издательство “Медицинское информационное агентство”, 2011. 552 с.
  25. Yucesoy B., Charles L.E., Baker B., Burchfiel C.M. // Work. 2015. V. 50. P. 261. https://doi.org/10.3233/WOR-131739
  26. JCPDS No 09-0432
  27. Аврунин А.С., Павлычев А.А., Денисов-Никольский Ю.И. и др. // Морфология. 2016. Т. 150. № 5. С. 77.
  28. Rui Qi Song, Cölfen H. //Adv. Mater. 2010. V. 22. P. 1301. https://doi.org/10.1002/adma.200901365

Supplementary files

Supplementary Files
Action
1. JATS XML
Download
2. Fig. 1. X-ray of the damaged OA of the knee joint: 1 is the intact area, 2 is the area of the sclerosed bone, 3 is the intermediate area, 4 is the distal side of the split (dotted line).

Download (15KB)
Indexing metadata
3. Fig. 2. Constants a and c of the SaONap unit cell. C is the range of values of a and c of synthesized crystals, ast and cst in the stoichiometric crystal of the CaONap are marked with a cross. The inscriptions I.1–I.4 correspond to the zone numbers in Fig. 1 II.1–II.3 – the average values of a and c for young, adult and mature bones, respectively.

Download (9KB)
Indexing metadata
4. Fig. 3. Spatiotemporal changes in constants a and c, volumetric and uniaxial compression of the unit cell of the SaONap depending on the parameter τ. Symbols I and II indicate the corresponding group of samples.

Download (61KB)
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».