Синтез гидроксиапатита, замещенного ионами РЗЭ элементов (Lа3+, Cе3+)

Cover Page

Cite item

Full Text

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

Abstract

Осуществлен синтез замещенных апатитов с варьированием содержания ионов La3+ и Ce3+. Методами РФА и ИК-спектроскопией доказано образование замещенного гидроксиапатита (La-ГА, Ce-ГА). Показано изменение параметров кристаллических решеток синтезированных фаз, что свидетельствует о замещении ионов Ca2+ на ионы РЗЭ в структуре гидроксиапатита. Методом АЭС с ИСП доказано присутствие ионов РЗЭ в твердых фазах. При изучении резорбции синтезированных образцов выявлено, что катион-замещенные гидроксиапатиты менее растворимы, чем не допированный ГА.

Full Text

Restricted Access

About the authors

О. А. Голованова

Омский государственный университет им. Ф.М. Достоевского

Author for correspondence.
Email: golovanoa2000@mail.ru
Russian Federation, 644077, Омская область, г. Омск, пр. Мира, 55 а

References

  1. Баринов С. М., Комлев С.В. Биокерамика на основе фосфатов кальция. М.: Наука, 2005. С. 38-45.
  2. Dorozhkin S.V. Calcium orthophosphates (CaPO4): occurrence and properties. Review paper // Progres. Biomat. 2016. V. 5. P. 9–70.
  3. Mucalo M. Hydroxyapatite (HAp) for biomedical applications. // Amsterdam: Elsevier, 2015. 380 p.
  4. Doremus R.H. Review: Bioceramics // Journal of Material Science. 1992. V.27. P. 285-297.
  5. Yilmaza A. Y., Yilmaza S. Wet chemical precipitation synthesis of hydroxyapatite (HA) powders // Ceramics International, 2018. V. 44. No. 8. P. 9703–9710.
  6. Rodrı´guez-Lugo V., Karthik T. V. K., Mendoza-Anaya D., Rubio-Rosas E., Villasenor Ceron L. S., Reyes-Valderrama M. I. and Salinas-Rodrıguez E. Wet chemical synthesis of nanocrystalline hydroxyapatite flakes: effect of pH and sintering temperature on structural and morphological properties // Royal society open science, 2018. V. 5. No. 8. P. 1–12.
  7. Sophie Cox. Comparison of techniques for the synthesis of hydroxyapatite // Bioinspired Biomimetic and Nanobiomaterials, 2014. V. 1. No. 1. P. 37–47.
  8. Cawthray J. F., Creagh A. L., Haynes C. A., Orvig C. Ion exchange in hydroxyapatite with lanthanides // Inorganic Chemistry, 2015. V. 54. No. 4. P. 1440–1445.
  9. Guoqing Ma. Three common preparation methods of hydroxyapatite // Series materials Science and Engineering, 2018. V. 688. P. 1–12.
  10. Siqi Tang, Xunchang Fei. Refractory Calcium Phosphate-Derived Phosphorus Fertilizer Based on Hydroxyapatite Nanoparticles for Nutrient Delivery // ACS Appl. Nano Mater, 2021. V. 4. No. 2. P. 1364–1376.
  11. Suphatchaya Lamkhao, Manlika Phaya, Chutima Jansakun, Nopakarn Chandet, Kriangkrai Thongkorn, Gobwute Rujijanagul, Phuwadol Bangrak and Chamnan Randorn. Synthesis of hydroxyapatite with antibacterial properties using a microwave-assisted combustion method // Scientificc reports, 2019. V. 9. No. 1. P. 1–9.
  12. Noushin Nasiri and Christian Clarke. Nanostructured Gas Sensors for Medical and Health Applications: Low to High Dimensional Materials // National Library of Medicine, 2019. V. 9. No. 1. P. 449–457.
  13. Suja George, Dhiraj Mehta and Virendra Kumar Saharan. Application of hydroxyapatite and its modified forms as adsorbents for water defluoridation: an insight into process synthesis // Reviews in Chemical Engineering, 2020. V. 36. No. 3. P. 369–400.
  14. Thales R. Machadoa, Júlio C. Sczancoskia, Héctor Beltrán-Mirb, Máximo S. Lic, Juan Andrésd, Eloisa Cordoncillob, Edson Leitea, Elson Longoa. Structural properties and self-activated photoluminescence emissions in hydroxyapatite with distinct particle shapes // Ceramics International, 2018. V. 44. No. 1. P. 236–245.
  15. Kazin, P. E., Pogosova, M. A., Trusov, L. A., Kolesnik, I. V., Magdysyuk, O. V., & Dinnebier, R. E. Crystal structure details of La- and Bi-substituted hydroxyapatites: Evid ence for LaO + and BiO + with a very short metal–oxygen bond // Journal of Solid-State Chemistry 2016 V. 237. P. 349–357.
  16. Kulwinder Kaur, K.J. Singh, Vikas Anand, Nasarul Islam, Gaurav Bhatia, Namarta Kalia and Jatinder Singh Lanthanide (= Ce, Pr, Nd and Tb) ions substitution at calcium sites of hydroxyl apatite nanop articles as fluorescent bio probes: Experimental and Density Functional Theory Study, Ceramics International, 2017. V. 43. No. 13. P. 10097–10108.
  17. Wieszczycka, K., Staszak, K., Woźniak-Budych, M. J., & Jurga, S. Lanthanides and tissue engineering strategies for bone regeneration // Coordination Chemistry Reviews, 2019. V. 388. P. 248–267.
  18. Aleksandra Szcześ, Lucyna Hołysz, Emil Chibowski. Synthesis of hydroxyapatite for biomedical applications // Advances in Colloid and Interface Science, 2017. V. 249. P. 321–330.
  19. Mohammad Reza Maghsoodi, Larissa Ghodszad, Behnam Asgari Lajayer. Dilemma of hydroxyapatite nanoparticles as phosphorus fertilizer: Potentials, challenges and effects on plants // Environmental Technology & Innovation, 2020. V. 9. P. 1–14.
  20. Masahiro Okada and Tsutomu Furuzono. Hydroxylapatite nanoparticles: fabrication methods and medical applications // Science and technology of advanced materials, 2012. V. 13. P. 1–14.
  21. Yuguang Lv, Qi Shi, Yuling Jin, Hengxin Ren, Yushan Qin, Bo ь Wang, Shanshan Song. Preparation and Luminescent Properties of the antibacterial materials of the La3+ Doped Sm3+ – Hydroxyapatite // Journal of Physics, 2018. V. 986. P. 1–5.
  22. Gopi D., Sathishkumar S., Karthika A., & Kavitha L. Development of Ce3+/ Eu3+ dual-substituted hydroxyapatite coating on surgical grade stainless steel for improved antimicrobial and bioactive properties // Industrial & Engineering Chemistry Research, 2014. V. 53 No. 52. P. 20145–20153.
  23. Васильев Е.К. Качественный рентгенофазовый анализ. Новосибирск: Наука, 1986. 200 с.
  24. Егоров-Тисменко Ю. К. Кристаллография и кристаллохимия: учебник для вузов / Под ред. В.С.Урусова. 3-е изд. М.: КДУ. 2014. 588 с
  25. Tsyganova A.A., Golovanova O.A. Synthesis of a composite material based on a mixture of calcium phosphates and sodium alginate // Inorganic Materials. 2019. Т. 55. № 11. С. 1156 – 1161.

Supplementary files

Supplementary Files
Action
1. JATS XML
2. Fig. 1. Diffraction patterns of synthesized hydroxyapatite samples: fragment of the X-ray diffraction pattern of hydroxyapatite with the indication of the 2θ reflection angles and the corresponding hkl indices (a), with the addition of La3+ ions (б), with the addition of Ce3+ ions (в), line X-ray diffraction pattern of hydroxyapatite (г).

Download (163KB)
3. Fig. 2. IR spectra of synthesized hydroxyapatite samples: with the addition of La3+ ions (a), with the addition of Ce3+ ions (б).

Download (144KB)
4. Fig. 3. Micrographs of GA: without addition of REE ions (a); 2% La3+ (б); 5% La3+ (в), 2% Ce3+ (г); 5% Ce3+ (д).

Download (250KB)
5. Fig. 4. Kinetic curves of dissolution of hydroxyapatite samples in acetate buffer: with the addition of La3+ ions (a); with the addition of Ce3+ ions (б).

Download (126KB)
6. Fig. 5. Kinetic curves of dissolution of hydroxyapatite samples in HCl: with the addition of La3+ ions (a); with the addition of Ce3+ ions (б).

Download (116KB)

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».