Хімія, фізика та технологія поверхні, 2018, 9 (3), 228-236.

Вплив розчинів хлористоводневої кислоти на розмір кристалітів гідроксіапатиту в порошках та їхню композитах з гіалуроновою кислотою



DOI: https://doi.org/10.15407/hftp09.03.228

A. P. Golovan, N. V. Borisenko, T. V. Krupskaya, V. V. Turov

Анотація


Сучасна медицина (стоматологія, ортопедія, травматологія) потребують створення нових композиційних материалів, подібних за структурою, хімічному складу та властивостям на природню кісткову тканин з покращенними характеристиками, такими як біоактивність та біосумісність. Перспективним напрямом є застосування композиційних матеріалів на основі гідроксиапатиту (ГАП) та біополімерів, зокрема білків та вуглеводів (гіалуронова кислота ГК). Дослідження композиційної біоресорбції in vitro з використанням розчинених зразків ГАП в буфері гідрохлоридної кислоти та в ізотонічному розчині показали, що підвищенна розчинність наноструктурованих ГАП-порошків дозволяє передбачити їхню високу біологічну активність. Одним з способів регулювання розміру частинок ГАП в біополімерній матриці може бути її утримання в кислому розчині (рН~5). Метою цієї роботи є вивчення процесів впливу кислого середовища (розчину гідрохлоридної кислоти) на розмір кристалітів ГАП та можливість її агрегації з утворенням складних наноструктурованих агломератів. Гідроксиапатит був отриманій шляхом «мокрого» синтезу. Композит на основі гідроксиапатиту та гіалуронової кислоти (ГАП/ГК) був створений з використанням просочення синтезованого порошку ГАП біополімерним розчином. Методом низькотемпературної 1Н ЯМР-спектроскопії досліджено процес впливу кислих середовищ (розчину гідрохлоридної кислоти) на розмір кристалів гідроксиапатиту та можливість його агрегації з утворенням складних наноагломератів. Идентифікація складу ГАП-порошків до та після обробки гідрохлоридною кислотою підтверждена з використанням рентгеновської та ІЧ-спектроскопії. Розмір кристалітів в порошках зменшується (величина питомої поверхні збільшується), при взаємодії з гідрохлоридною кислотою. Встановлено, що в композитній системі ГАП/ГК вплив розчину кислоти на розмір кристалітів мінімальний. Імовірно, це обумовлено формуванням стабільних кластерів адсорбованої води, які погано розчиняють кислоту. Даний ефект може бути використаний для створення біосумісних композитів, стабільних в кислому середовищі.


Ключові слова


гідроксіапатит; гіалуронова кислота; хлористоводнева кислота; композит

Повний текст:

PDF (Русский)

Посилання


1. Wang J., Liu C. Biomimetic collagen/hydroxyapatite composite scaffolds: fabrication and characterizations. J. Bionic Eng. 2014. 11(4): 600. https://doi.org/10.1016/S1672-6529(14)60071-8

2. Deen I., Zhitomirsky I. Electrophoretic deposition of composite halloysite nanotube–hydroxyapatite–hyaluronic acid films. J. Alloys Compd. 2015. 586(1): 531.

3. Kasavina B.K., Torbenko V.P. The life of the bone tissue. (Moscow: Science, 1979). [in Russian].

4. Golovan A.P., Rugal A.A., Gun'ko V.M., Barvinchenko V.N., Skubishevska-Ziyemba Ya., Lebeda R., Krupskaya T.V., Turov V.V. Modeling of bone tissue with nanocomposite systems based on hydroxyapatite – albumin - gelatin and their properties. Surface. 2010. 17(2): 244. [in Russian].

5. Krut'ko V.K., Kulak A.I., Lesnikovich L.A., Musskaya O.N., Safronova T.V., Ulasevich S.A. The influence of the conditions of hydroxyapatite gel maturation on composition xerogel. J. Appl. Chem. 2013. 86(2): 161. [in Russian].

6. Uvarova I.V., Gorbik P.P., Gorobec S.V., Ivashenko O.A., Ul'yanchich N.V. Nanomaterials of medical application. (Kyiv: Naukova Dumka, 2014). [in Ukrainian].

7. Fomin A.S., Komlev V.S., Barinov S.M., Fadeeva I.V., Rengini K. Synthesis of nanopowders of hydroxyapatite for medical applications. Perspective materials. 2006. 2: 51. [in Russian].

8. Schwarzenbach G., Flaschka G. Complexometric titration. (Moscow: Chemistry, 1970). [in Russian].

9. Gun'ko V.M., Turov V.V. Nuclear magnetic resonance studies of interfacial phenomena. (CRC Press, Boca Raton., 2013). https://doi.org/10.1201/b14202

10. Mikhalovska L.I., Gun'ko V.M., Rugal A.A., Oranska O.I., Gornikov Yu.I., Morvan C., Domas C., Mikhalovsky S.V. Cottonised flax vs cotton fiber: Texture and adsorption capacity of dry, wetting and swollen samples. RSC Adv. 2012. 2(5): 2032. https://doi.org/10.1039/c2ra00725h

11. Landry M.R. Thermoporometry by differential scanning calorimetry: experimental considerations and applications. Thermochim. Acta. 2005. 433(1–2): 27. https://doi.org/10.1016/j.tca.2005.02.015

12. Gun'ko V.M., Turov V.V., Krupska T.V., Tsapko M.D., Skubiszewska-Zięba J., Charmas B., Leboda R. Effects of strongly aggregated silica nanoparticles on interfacial behaviour of water bound to lactic acid bacteria. RSC Adv. 2015. 5: 7734. https://doi.org/10.1039/C4RA15220D




DOI: https://doi.org/10.15407/hftp09.03.228

Copyright (©) 2018 A. P. Golovan, N. V. Borisenko, T. V. Krupskaya, V. V. Turov