Труды КНЦ (Технические науки вып. 1/2024(15))

Труды Кольского научного центра РАН. Серия: Технические науки. 2024. Т. 15, № 1. С. 337-342. Transactions of the Kola Science Centre of RA s . Series: Engineering Sciences. 2024. Vol. 15, No. 1. P. 337-342. Funding: state assignment for research of the ICS RAS (No. 1023032900385-8-1.4.3), subsidy from the Ministry of Education and Science of the Russian Federation. For citation: Cationic and anionic substitutions in the process of hydrothermal synthesis of hydroxyapatite / D. A. Repin [et а!.] // Transactions of the Kola Science Centre of RAS. Series: Engineering Sciences. 2024. Vol. 15, No. 1. P. 337-342. doi:10.37614/2949-1215.2024.15.1.056. Введение С о в р е м е н н а я м е д и ц и н а з а д а ё т т р е б о в а н и я к р а з р а б о т к е и в н е д р е н и ю н о в ы х ф у н к ц и о н а л ь н ы х м а т е р и а л о в с у н и к а л ь н ы м и с в о й с т в а м и . Г и д р о к с и а п а т и т C a 10 ( P O 4 ) 6 ( O H )2 ( Г А П ) я в л я е т с я о д н и м и з т а к и х м а т е р и а л о в . И з в е с т н о , ч т о Г А П п р е д с т а в л я е т с о б о й а н а л о г к о м п о н е н т а к о с т н о й т к а н и у ж и в ы х о р г а н и з м о в и н а х о д и т ш и р о к о е п р и м е н е н и е в с о з д а н и и к е р а м и ч е с к и х м а т е р и а л о в , и с п о л ь з у е м ы х д л я и м п л а н т а ц и и з у б н о й и к о с т н о й т к а н е й . Г А П о б л а д а е т х о р о ш е й б и о с о в м е с т и м о с т ь ю с ж и в ы м и о р г а н и з м а м и , н е т о к с и ч е н и н е п р о я в л я е т п а г у б н о г о в о з д е й с т в и я н а и м м у н н у ю с и с т е м у . О д н а к о Г А П , о б р а з у ю щ и й с я в р е з у л ь т а т е б и о л о г и ч е с к и х п р о ц е с с о в , н е с о о т в е т с т в у е т п р и в е д ё н н о й в ы ш е х и м и ч е с к о й ф о р м у л е и о б ы ч н о с о д е р ж и т н е к о т о р о е к о л и ч е с т в о п р и м е с е й ( к а т и о н н ы е и а н и о н н ы е з а м е щ е н и я ) , к о т о р ы е н е п о с р е д с т в е н н о в л и я ю т н а ф и з и к о - х и м и ч е с к и е и м е х а н и ч е с к и е с в о й с т в а , а т а к ж е н а б и о л о г и ч е с к у ю с о в м е с т и м о с т ь [ 1 - 3 ] . В д а н н о й р а б о т е м е т о д о м г и д р о т е р м а л ь н о г о с и н т е з а б ы л о с и н т е з и р о в а н о н е с к о л ь к о м о д и ф и к а ц и й г и д р о к с и а п а т и т а : н е з а м е щ ё н н ы й C a 10 ( P O 4 ) 6 ( O H ) 2 ; з а м е щ ё н н ы й п о к а т и о н у б а р и й - и с т р о н ц и й - ( B a Г А П , S r Г А П ) ; з а м е щ ё н н ы й п о а н и о н у к р е м н и й - ^ І Г А П ) . И з л и т е р а т у р ы и з в е с т н о , ч т о б е с п р и м е с н ы й г и д р о к с и а п а т и т о б л а д а е т р я д о м н е д о с т а т к о в , а и м е н н о н и з к о й с к о р о с т ь ю б и о р е з о р б ц и и и н и з к и м и м е х а н и ч е с к и м и х а р а к т е р и с т и к а м и . К а т и о н н о е з а м е щ е н и е с п о с о б с т в у е т с т а б и л и з а ц и и к р и с т а л л и ч е с к о й с т р у к т у р ы г и д р о к с и а п а т и т а [ 4 ] . В н е д р е н и е S i O ^ - - а н и о н а п р и в о д и т к п о в ы ш е н и ю с к о р о с т и о с т е о г е н е з а и у с к о р е н и ю о с т е о и н т е г р а ц и и [ 5 ] . Результаты исследований 1 . С и н т е з н е з а м е щ ё н н о г о г и д р о к с и а п а т и т а п р о в о д и л и с о г л а с н о у р а в н е н и ю [ 6 ] 1 0 C a ( N O 3 ) 2 + 6 ( N H 4 ) 2 H P O 4 + 8 N H 4 O H ^ C a w ( P O 4 ) 6 ( O H ) 2 + 2 0 N H 4 N O 3 + 6 H 2 O ( 1 ) В к а ч е с т в е и с х о д н ы х р е а к т и в о в и с п о л ь з о в а л и н и т р а т к а л ь ц и я , д и а м м о н и й ф о с ф а т , а м м и а к . К р а с т в о р у н и т р а т а к а л ь ц и я ( 0 , 1 5 М ) и д и а м м о н и й ф о с ф а т а ( 0 , 2 5 М ) д о б а в л я л и а м м и а к ( к о н ц . ) д л я д о с т и ж е н и я p H 1 1 - 1 2 ( п о и н д и к а т о р н о й б у м а г е ) . В т е ч е н и е ч а с а п р и п о с т о я н н о м п е р е м е ш и в а н и и м а г н и т н о й м е ш а л к о й к р а с т в о р у н и т р а т а к а л ь ц и я п р и т е м п е р а т у р е 3 0 ° С д о б а в л я л и р а с т в о р д и а м м о н и й ф о с ф а т а . П о с л е п е р е м е ш и в а н и я п о л у ч е н н ы й р а с т в о р е щ ё в т е ч е н и е ч а с а в ы д е р ж и в а л и п р и к о м н а т н о й т е м п е р а т у р е . Д а л е е р а с т в о р с о с а д к о м п о м е щ а л и в а в т о к л а в и в ы д е р ж и в а л и в м у ф е л ь н о й п е ч и п р и т е м п е р а т у р е 1 4 0 ° С в т е ч е н и е 2 4 ч . С и н т е з и р о в а н н ы е о б р а з ц ы п р о м ы в а л и д и с т и л л и р о в а н н о й в о д о й д о p H 7 ( п о и н д и к а т о р н о й б у м а г е ) , п о с л е ч е г о в т е ч е н и е 3 ч с у ш и л и в с у ш и л ь н о м ш к а ф у п р и т е м п е р а т у р е 3 0 0 ° С . 2 . С и н т е з б а р и й - , с т р о н ц и й з а м е щ ё н н ы х г и д р о к с и а п а т и т о в п р о в о д и л с я п о у р а в н е н и ю [ 7 ] ( 1 0 - x ) C a ( N O 3)2 + 6 ( N H 4 ) 2 H P O 4 + x ( B a / S r ) ( N O 3)2 + 8 N H 4 O H ^ ^ C a : 0 - x ( B a / S r ) x ( P O 4 ) 6 ( O H )2 + 6 H 2 O + + 2 0 N H 4 N O 3 , ( 2 ) г д е х р а в е н 1 . Р а с с ч и т а н н о е к о л и ч е с т в о с у х о г о н и т р а т а б а р и я / с т р о н ц и я р а с т в о р я л и в з а р а н е е п р и г о т о в л е н н о м р а с т в о р е н и т р а т а к а л ь ц и я . Д а л е е с и н т е з п р о в о д и л и а н а л о г и ч н о с и н т е з у н е з а м е щ ё н н о г о Г П А . 3 . С и н т е з к р е м н и й з а м е щ ё н н о г о г и д р о к с и а п а т и т а п р о в о д и л с я с о г л а с н о у р а в н е н и ю ( 3 ) [ 8 - 9 ] : 1 0 C a ( N O 3 ) 2 + ( 6 - x ) ( N H 4 ) 2 H P O 4 + x S i ( C 2 № O ) 4 + ( 8 - 2 x ) N H 4 O H ^ ^ C a 1 0 ( P O 4 ) 6 - x ( S i O 4 ) x ( O H ) 2 - x + 4 X C 2 H 5 O H + ( 6 - x ) H 2 O , ( 3 ) г д е х р а в е н 1 . © Репин Д. А., Балабанова Е. А., Тюрнина Н. Г., Тюрнина З. Г., 2024 338