Нанокомпозиты на основе апатитного трикальцийфосфата и аутофибрина

Глазов И. Е.; Крутько В. К.; Власов Р. А.; Мусская О. Н.; Кулак А. И.

Нанокомпозиты на основе апатитного трикальцийфосфата и аутофибрина

Глазов И. Е., Крутько В. К., Власов Р. А., Мусская О. Н., Кулак А. И.

2021

https://doi.org/10.29235/1561-8331-2021-57-4-413-423

Методом осаждения при соотношении Ca/P 1,50, pH 9 и времени созревания от 30 мин до 7–14 сут получены нанокомпозиты в аутофибриновой матрице на основе апатитного трикальцийфосфата. Резорбируемость нанокомпозитов определялась составом кальцийфосфатов, которые при длительном созревании формировались в виде кальцийдефицитного гидроксиапатита при соотношении Ca/P 1,66, а в биополимерной матрице образовывались более растворимые формы кальцийфосфатов при соотношении Ca/P 1,53–1,59. Установлено, что фибриновый сгусток стабилизировал наряду с апатитным трикальцийфосфатом фазу аморфного фосфата кальция, которая после 800 °С превращалась в резорбируемый α-трикальцийфосфат. Цитратная плазма затрудняла превращение апатитного трикальцийфосфата в стехиометрический гидроксиапатит, что также способствовало формированию после 800 °С резорбируемого β-трикальцийфосфата. Совокупное влияние времени созревания и биополимерной матрицы определяло кальцийфосфатный состав, физико-химические и морфологические свойства нанокомпозитов и возможность управления их резорбируемостью.

Глазов И. Е., Крутько В. К., Власов Р. А., Мусская О. Н., Кулак А. И. Нанокомпозиты на основе апатитного трикальцийфосфата и аутофибрина. Известия Национальной академии наук Беларуси. Серия химических наук. 2021;57(4):413-423. https://doi.org/10.29235/1561-8331-2021-57-4-413-423

Цитирование

Список литературы

1. A Review on the Synthesis and Properties of Hydroxyapatite for Biomedical Applications / V. G. DileepKumar [et al.] // J. Biomater. Sci., Polym. Ed. – 2021. – N just-accepted. – P. 1–29. https://doi.org/10.1080/09205063.2021.1980985

2. Ishikawa, K. Determination of the Ca/P ratio in calcium-deficient hydroxyapatite using X-ray diffraction analysis / K. Ishikawa, P. Ducheyne, S. Radin // J. Mater. Sci.: Mater. Med. – 1993. – Vol. 4, N 2. – P. 165–168. https://doi.org/10.1007/BF00120386

3. Synthesis, identification and impurities detection in bioactive hydroxyapatite / V. K. Tsuber [et al.] // Pharm. Chem. J. – 2006. – Vol. 40, N 8. – P. 455–458. https://doi.org/10.1007/s11094-006-0151-2

4. Uskoković, V. The role of hydroxyl channel in defining selected physicochemical peculiarities exhibited by hydroxyapatite / V. Uskoković // RSC Adv. – 2015. – Vol. 5, N 46. – P. 36614–36633. https://doi.org/10.1039/C4RA17180B

5. Zhang, H. Characterization and thermal behavior of calcium deficient hydroxyapatite whiskers with various Ca/P ratios / H. Zhang, M. Zhang // Mater. Chem. Phys. – 2011. – Vol. 126, N 3. – P. 642–648. https://doi.org/10.1016/j.matchemphys.2010.12.067

6. Synthesis of calcium orthophosphates by chemical precipitation in aqueous solutions: The effect of the acidity, Ca/P molar ratio, and temperature on the phase composition and solubility of precipitates / M. V. Nikolenko [et al.] // Proc. – 2020. – Vol. 8, N 9. – P. 1009. https://doi.org/10.3390/pr8091009

7. Martin, R. I. Aqueous formation of hydroxyapatite / R. I. Martin, P. W. Brown // J. Biomed. Mater. Res. – 1997. – Vol. 35, N 3. – P. 299–308. https://doi.org/10.1002/(SICI)1097-4636(19970605)35:3<299::AID-JBM4>3.0.CO;2-C

8. Synthesis, characterization and thermal behavior of apatitic tricalcium phosphate / A. Destainville [et al.] // Mater. Chem. Phys. – 2003. – Vol. 80, N 1. – P. 269–277. https://doi.org/10.1016/S0254-0584(02)00466-2

9. Carrodeguas, R. G. α-Tricalcium phosphate: Synthesis, properties and biomedical applications / R. G. Carrodeguas, S. De Aza // Acta Biomater. – 2011. – Vol. 7, N 10. – P. 3536–3546. https://doi.org/10.1016/j.actbio.2011.06.019

10. Combes, C. Amorphous calcium phosphates: synthesis, properties and uses in biomaterials / C. Combes, C. Rey // Acta Biomater. – 2010. – Vol. 6, N 9. – P. 3362–3378. https://doi.org/10.1016/j.actbio.2010.02.017

11. Heughebaert, J. C., Montel G. Conversion of amorphous tricalcium phosphate into apatitic tricalcium phosphate / J. C. Heughebaert, G. Montel // Calcif. Tiss. Int. – 1982. – Vol. 34. – P. S103–S108.

12. Solid state 31 NMR studies of the conversion of amorphous tricalcium phosphate to apatitic tricalcium phosphate / J. E. Roberts [et al.] // Calcif. Tiss. Int. – 1991. – Vol. 49, N 6. – P. 378–382. https://doi.org/10.1007/BF02555846

13. Электрокинетические свойства гелей фосфатов кальция / И. Е. Глазов [и др.] // Вес. Нац. акад. навук Беларусi. Сер. хiм. навук. – 2020. – Т. 56, № 4. – С. 419–428. https://doi.org/10.29235/1561-8331-2020-56-4-419-428

14. A review of fibrin and fibrin composites for bone tissue engineering / A. Noori [et al.] // Int. J. Nanomed. – 2017. – Vol. 12. – P. 4937–4961. https://doi.org/10.2147/IJN.S124671

15. Khodakaram-Tafti, A. An overview on autologous fibrin glue in bone tissue engineering of maxillofacial surgery / A. Khodakaram-Tafti, D. Mehrabani, H. Shaterzadeh-Yazdi // Dent. Res. J. – 2017. – Vol. 14, N 2. – P. 79–86.

16. Ehrenfest, D. M. D. Classification of platelet concentrates: from pure platelet-rich plasma (P-PRP) to leucocyte-and platelet-rich fibrin (L-PRF) / D. M. D. Ehrenfest, L. Rasmusson, T. Albrektsson // Trends in biotechnology. – 2009. – Vol. 27, N 3. – P. 158–167. https://doi.org/10.1016/j.tibtech.2008.11.009

17. Alam, S. A Comparative Study of Platelet-Rich Fibrin and Platelet-Rich Fibrin with Hydroxyapatite to Promote Healing of Impacted Mandibular Third Molar Socket / S. Alam, G. Khare, K. V. A. Kumar // J. Maxillofac. Oral Surg. – 2020. – P. 1–8. https://doi.org/10.1007/s12663-020-01417-9

18. Micro-architecture of calcium phosphate granules and fibrin glue composites for bone tissue engineering / D. Le Nihouannen [et al.] // Biomater. – 2006. – Vol. 13. – P. 2716–2722. https://doi.org/10.1016/j.biomaterials.2005.11.038

19. Гибридные биоматериалы на основе гидроксиапатита и компонентов крови / В. К. Крутько [и др.] // Вес. Нац. акад. навук Беларусi. Сер. хiм. навук. – 2019. – Т. 55, № 3. – С. 299–308. https://doi.org/10.29235/1561-8331-2019-55-3-299-308

20. Использование композиционных материалов на основе фибрина и гидрогеля гидроксиапатита в риносептопластике / Р. А. Власов [и др.] // Оториноларингология. Восточная Европа. – 2013. – № 3. – С. 29–32.

21. Синтез композиционных материалов на основе фосфатов кальция и компонентов крови / И. Е. Глазов [и др.] // Вес. Нац. акад. навук Беларусi. Сер. хiм. навук. – 2019. – Т. 55, № 2. – С. 135–141. https://doi.org/10.29235/1561-8331-2019-55-2-135-141

22. Effect of platelet-poor plasma additive on the formation of biocompatible calcium phosphates / I. E. Glazov [et al.] // Mater. Today Comm. – 2021. – Vol. 27, N 5. – P. 102224. https://doi.org/10.1016/j.mtcomm.2021.102224

23. Preparation of Bioactive Mesoporous Calcium Phosphate Granules / O. N. Musskaya [et al.] // Inorg. Mater. – 2018. – Vol. 54, N 2. – P. 117–124. https://doi.org/10.1134/S0020168518020115

24. Hydroxyapatite formation under combined treatment of a gel in the secondary maturation stage / S. A. Ulasevich [et al.] // Russian J. Gen. Chem. – 2015. – Vol. 85, N 1. – P. 1–6. https://doi.org/10.1134/S107036321501001

25. Doebelin, N. Profex: a graphical user interface for the Rietveld refinement program BGMN / N. Doebelin, R. Kleeberg // J. Appl. Crystallography. – 2015. – Vol. 48, N 5. – P. 1573–1580. https://doi.org/10.1107/S1600576715014685

26. Hydroxyapatite surface roughness: complex modulation of the osteoclastogenesis of human precursor cells / J. CostaRodrigues [et al.] // Acta Biomater. – 2012. – Vol. 8, N 3. – P. 1137–1145. https://doi.org/10.1016/j.actbio.2011.11.032

27. The α-helix to β-sheet transition in stretched and compressed hydrated fibrin clots / R. I. Litvinov [et al.] // Biophys. J. – 2012. – Vol. 103, N 5. – P. 1020–1027. https://doi.org/10.1016/j.bpj.2012.07.046

28. Жидкофазный синтез карбонат-гидроксиапатита / И. Е. Глазов [и др.] // Вес. Нац. акад. навук Беларусi. Сер. хiм. навук. – 2019. – Т. 55, № 4. – С. 391–399. https://doi.org/10.29235/1561-8331-2019-55-4-391-399

29. Chaair, H. Precipitation of stoichiometric apatitic tricalcium phosphate prepared by a continuous process / H. Chaair, J. C. Heughebaert, M. Heughebaert // J. Mater. Chem. – 1995. – Vol. 5, N 6. – P. 895–899. https://doi.org/10.1039/JM9950500895

30. Глазов, И. Е. Жидкофазное формирование незамещенного и карбонатзамещенного гидроксиапатита / И. Е. Глазов, В. К. Крутько, О. Н. Мусская // Тез. докл. XVIII Междунар. науч. конф. «Молодежь в науке – 2021». – Минск: Беларуская навука, 2021. – Ч. 2. – С. 363–366.

31. Reynolds, E. C. Casein phosphopeptide-amorphous calcium phosphate: the scientific evidence / E. C. Reynolds // Adv. Dent. Res. – 2009. – Vol. 21, N 1. – P. 25–29. https://doi.org/10.1177/0895937409335619

Источник

Информация

Автор

Глазов И. Е. Институт общей и неорганической химии Национальной академии наук Беларуси
Крутько В. К. Институт общей и неорганической химии Национальной академии наук Беларуси
Власов Р. А. Медицинский центр SANTE ООО «Медандровит»
Мусская О. Н. Институт общей и неорганической химии Национальной академии наук Беларуси
Кулак А. И. Институт общей и неорганической химии Национальной академии наук Беларуси

Страницы

413-423

Год издания

2021

Ключевые слова

Коллекции

Известия Национальной академии наук Беларуси. Серия химических наук