Электрокинетические свойства гелей фосфатов кальция

Глазов И. Е.; Малаховский П. О.; Крутько В. К.; Мусская О. Н.; Кулак А. И.

Электрокинетические свойства гелей фосфатов кальция

Глазов И. Е., Малаховский П. О., Крутько В. К., Мусская О. Н., Кулак А. И.

2020

https://doi.org/10.29235/1561-8331-2020-56-4-419-428

Электрокинетические свойства гелей фосфатов кальция - дикальцийфосфата дигидрата (брушит), трикальцийфосфата, гидроксиапатита - определяли в различных средах. Диапазон полученных значений ζ -потенциалов от -29 до +21 мВ указывает на способность частиц фосфатов кальция к адсорбции как катионов (Mg2+, Ca2+), так и анионов (OH-, NO3-, CO32-, HPO42-). Значения ζ —потенциалов дикальцийфосфата дигидрата смещены в положительную область на 2-9 мВ относительно таковых для гидроксиапатита, а ζ —потенциалы трикальцийфосфата и гидроксиапатита отличаются незначительно на 1-3 мВ вследствие их апатитовой природы. В процессе созревания гидроксиапатита абсолютные значения ζ —потенциалов частиц увеличиваются от +6 до +22 мВ либо от -19 до -27 мВ, что обусловлено уменьшением содержания Ca2+ в маточном растворе, а не увеличением соотношения Ca/P дисперсной фазы. Согласно полученным данным, электрокинетические свойства частиц фосфатов кальция в большей степени определяются их кристаллической структурой, и в меньшей - Ca/P соотношением.

Глазов И. Е., Малаховский П. О., Крутько В. К., Мусская О. Н., Кулак А. И. Электрокинетические свойства гелей фосфатов кальция. Известия Национальной академии наук Беларуси. Серия химических наук. 2020;56(4):419-428. https://doi.org/10.29235/1561-8331-2020-56-4-419-428

Цитирование

Список литературы

1. Measurement and interpretation of electrokinetic phenomena / A. V. Delgado [et al.] // Journal of colloid and interface science. - 2007. - Vol. 309, N 2. - P. 194-224.

2. Dynamic light scattering and zeta potential of colloidal mixtures of amelogenin and hydroxyapatite in calcium and phosphate rich ionic milieus / V. Uskokovic [et al.] // Archives of oral biology. - 2011. - Vol. 56, N 6. - P 521-532. https://doi.org/10.1016/j.archoralbio.2010.11.011

3. Meyer, U. Principles of bone formation driven by biophysical forces in craniofacial surgery / U. Meyer, B. Kruse— Losler, H. P Wiesmann // British J. Oral Maxill. Surg. - 2006. - Vol. 44, N 4. - P 289-295. https://doi.org/10.1016/j.bjoms.2005.06.026

4. Surface properties of biomimetic nanocrystalline apatites; applications in biomaterials / C. Rey [et al.] // Prog. Cryst. Growth Char. Mater. - 2014. - Vol. 60. - P. 63-73. https://doi.org/10.1016/j.pcrysgrow.2014.09.005

5. Synthesis, identification and determination of impurities 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

6. Adaptative physico-chemistry of bio-related calcium phosphates / S. Cazalbou [et al.] // J. Mater. Chem. - 2004. -Vol. 14, N 14. - P. 2148-2153. https://doi.org/10.1039/b401318b

7. Phase transformations, ion-exchange, adsorption, and dissolution processes in aquatic fluorapatite systems / A. Bengtsson [et al.] // Langmuir. - 2009. - Vol. 25, N 4. - P. 2355-2362. https://doi.org/10.1021/la803137u

8. Somasundaran, P. Zeta potential of apatite in aqueous solutions and its change during equilibration / P. Somasundaran // J. Colloid Interface Sci. - 1968. - Vol. 27, N 4. - P. 659-666. https://doi.org/10.1016/0021-9797(68)90098-2

9. Uskokovic, V. Dynamic light scattering based microelectrophoresis: main prospects and limitations / V. Uskokovic // J. Disp. Sci. Tech. - 2012. - Vol. 33, N 12. - P. 1762-1786. https://doi.org/10.1080/01932691.2011.625523

10. Apatite enrichment by rare earth elements: a review of the effects of surface properties / C. L. Owens [et al.] // Adv. Colloid Interface Sci. - 2019. - Vol. 265. - P. 14-28. https://doi.org/10.1016/j.cis.2019.01.004

11. Borisov, V. M. Method of physicochemical assessment of interaction of reagents with the surface of mineral grains in flotation / V. M. Borisov // Khim. Prom. - 1954. - Vol. 19. - P. 336-338.

12. Hydrothermal synthesis of hydroxyapatite nanorods in the presence of sodium citrate and its aqueous colloidal stability evaluation in neutral pH / X. Jin [et al.] // J. Colloid Interface Sci. - 2015. - Vol. 443. - P. 125-130. https://doi.org/10.1016/j.jcis.2014.12.010

13. Knowles, J. C. Characterisation of the rheological properties and zeta potential of a range of hydroxyapatite powders / J. C. Knowles, S. Callcut, G. Georgiou // Biomaterials. - 2000. - Vol. 21, N 13. - P. 1387-1392.

14. Isoelectric point and adsorption activity of porous g-C3N4 / B. Zhu [et al.] // Appl. Surf. Sci. - 2015. - Vol. 344. -P. 188-195. https://doi.org/10.1016/s0142-9612(00)00032-6

15. 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

16. 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

17. 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

18. Kokubo, T. How useful is SBF in predicting in vivo bone bioactivity? / T. Kokubo, H. Takadama // Biomater. - 2006. -Vol. 27, N 15. - P. 2907-2915. https://doi.org/10.1016/j.biomaterials.2006.01.017

19. Koutsopoulos, S. Synthesis and characterization of hydroxyapatite crystals: a review study on the analytical methods / S. Koutsopoulos // J. Biomed. Mater. Res. - 2002. - Vol. 62, N 4. - P. 600-612. https://doi.org/10.1002/jbm.10280

20. Infra-red investigation of dicalcium phosphates / I. Petrov [et al.] // Spectrochimica Acta Part A: Molecular Spectroscopy. - 1967. - Vol. 23, N 10. - P. 2637-2646. https://doi.org/10.1016/0584-8539(67)80155-7

21. Tas, A. C. Chemical processing of CaHPO4<2H2O: its conversion to hydroxyapatite / A. C. Tas, S. B. Bhaduri // J. Am. Ceram. Soc. - 2004. - Vol. 87, N 12. - P. 2195-2200. https://doi.org/10.1111/j.1151-2916.2004.tb07490.x

22. Correa, T. H. A. Calcium pyrophosphate powder derived from avian eggshell waste / T. H. A. Correa, J. N. F. Holanda // Ceramica. - 2016. - Vol. 62, N 363. - P. 278-280. https://doi.org/10.1590/0366-69132016623631986

23. New data on Zn2P2O7 phase transformations / M. A. Petrova [et al.] // J. Sol. State Chem. - 1995. - Vol. 119, N 2. -P. 219-223. https://doi.org/10.1016/0022-4596(95)80035-n

24. Sakae, T. Historical review of biological apatite crystallography / T. Sakae, H. Nakada, J. P. LeGeros // J. Hard Tiss. Biol. - 2015. - Vol. 24, N 2. - P. 111-122. https://doi.org/10.2485/jhtb.24.111

25. Dorozhkin, S. V. Calcium orthophosphates (CaPO4): occurrence and properties / S. V. Dorozhkin // Progr. Biomater. -2016. - Vol. 5, N 1. - P. 9-70. https://doi.org/10.1007/s40204-015-0045-z

26. Lide, D. R. CRC handbook of chemistry and physics: a ready-reference book of chemical and physical data / D. R. Lide - 89th ed. - Boca Raton: CRC press, 2008-2009.

27. Fahami, A. Synthesis, bioactivity and zeta potential investigations of chlorine and fluorine substituted hydroxyapatite / A. Fahami, G. W. Beal, T. Betancourt // Mater. Sci. Eng.: C. - 2016. - Vol. 59. - P. 78-85. https://doi.org/10.1016/j.msec.2015.10.002

28. Hitmi, N. OH- reorientability in hydroxyapatites: effect of F- and Cl- / N. Hitmi, C. LaCabanne, R. A. Young // J. Phys. Chem. Sol. - 1988. - Vol. 49, N 5. - P. 541-550. https://doi.org/10.1016/0022-3697(88)90065-0

29. Durst, R. A. Tris/Tris^ HCl: a standard buffer for use in the physiologic pH range / R. A. Durst, B. R. Staples // Clin. Chem. - 1972. - Vol. 18, N 3. - P. 206-208. https://doi.org/10.1093/clinchem/18.3.206

30. Bell, L. C. The point of zero charge of hydroxyapatite and fluorapatite in aqueous solutions / L. C. Bell, A. M. Posner, J. P. Quirk // J. Colloid Interface Sci. - 1973. - Vol. 42, N 2. - P. 250-261. https://doi.org/10.1016/0021-9797(73)90288-9

31. Barros, L. A. F. Floatability of apatites and gangue minerals of an igneous phosphate ore / L. A. F. Barros, E. E. Ferreira, A. E. C. Peres // Mineral. Eng. - 2008. - Vol. 21, N 12-14. - P. 994-999. https://doi.org/10.1016/j.mineng.2008.04.012

32. Adsorption of Ni2+, Cd2+, PO43- and NO3- from aqueous solutions by nanostructured microfibrillated cellulose modified with carbonated hydroxyapatite / S. Hokkanen [et al.] // Chem. Eng. J. - 2014. - Vol. 252. - P. 64-74. https://doi.org/ 10.1016/j.cej.2014.04.101

33. Phosphoric acid and phosphates / K. Schrodter [et al.] // Ullmann’s encyclopedia of industrial chemistry. - 2000. https://doi.org/10.1002/14356007.a19_465.pub3

34. Vignoles, M. Occurrence of nitrogenous species in precipitated B-type carbonated hydroxyapatites / M. Vignoles, G. Bonel, R. A. Young // Calcif. Tissue Int. - 1987. - Vol. 40, N 2. - P. 64-70. https://doi.org/10.1007/bf02555707

Источник

Информация

Автор

Глазов И. Е. Институт общей и неорганической химии, Национальная академия наук Беларуси
Малаховский П. О. Научно-исследовательский институт физико-химических проблем, Белорусский государственный университет
Крутько В. К. Институт общей и неорганической химии, Национальная академия наук Беларуси
Мусская О. Н. Институт общей и неорганической химии, Национальная академия наук Беларуси
Кулак А. И. Институт общей и неорганической химии, Национальная академия наук Беларуси

Страницы

419-428

Год издания

2020

Ключевые слова

Коллекции

Известия Национальной академии наук Беларуси. Серия химических наук