Синтез гидроксиапатита кальция и его примение для получения биологически растворимых матриц на основе полимерных волокон

  • А.С. Чекиева Казахский Национальный Технический Исследовательский Университет им. К.И.Сатпаева, ул.Сатпаева 22а, 050013, Алматы, Казахстан
  • Ч.Б. Даулбаев Институт проблем горения, ул. Богенбай Батыра 172, 050012, Алматы, Казахстан; Казахский Национальный Университет им. аль-Фараби, пр. аль-Фараби 71, 050040, Алматы, Казахстан
  • Ф.Р. Султанов Институт проблем горения, ул. Богенбай Батыра 172, 050012, Алматы, Казахстан; Казахский Национальный Университет им. аль-Фараби, пр. аль-Фараби 71, 050040, Алматы, Казахстан
  • Б. Бакболат Институт проблем горения, ул. Богенбай Батыра 172, 050012, Алматы, Казахстан; Казахский Национальный Университет им. аль-Фараби, пр. аль-Фараби 71, 050040, Алматы, Казахстан
  • Р.И. Гадыльшина Казахский Национальный Университет им. аль-Фараби, пр. аль-Фараби 71, 050040, Алматы, Казахстан
Ключевые слова: Гидроксиапатит кальция, яичная скорлупа, электроспиннинг, полимерные пленки

Аннотация

В данной работе рассматривается возможность синтеза гидроксиапатита кальция (ГАП) с использованием биогенных источников карбоната кальция, а именно кальцита в скорлупе куриного яйца. Порошки ГАП были синтезированы методом осаждения из водного раствора. Данный метод синтеза позволил получить порошки ГАП с чистотой 95%. В ходе экспериментальных работ было обнаружено, что время обработки ультразвуком обеспечивает частицам однородности больше, чем длительная термообработка. Синтезированный порошок ГАП был применен для получения биологически растворимых пленок на основе полимерных волокон. Пленки были получены методом электроформирования. В раствор пленок в разных концентрациях был добавлен лекарственный препарат, в частности амоксициллин. Экспериментальные работы показали, что толщина пленок зависит от концентрации лекарственного вещества. Сканирующая электронная микроскопия (SEM) и рентгеновская дифракция (XRD) были применены для исследования характеристик ГАП и пленок.

Литература

1 C.R.M. Black, V. Goriainov, D. Gibbs, J. Kanczler, R.S. Tare, R.O.C. Oreffo, Bone tissue engineering // Curr. Mol. Biol. Reports 1 – 2015. – P.132–140.
2 Matsuda T., Yamanaka C. and Ikeda M. ESR study of Gd3+ and Mn2+ ions sorbed on hydroxyapatite // Appl. Radiat. Isotopes – 2005.– №62.– P.353-357.
3 Журнал: Thakur P., Moore R.C. and Chopin G.R., Sorption of U(VI) species on hydroxyapatite // Radiochim. Acta – 2005.– №93.– P.385-391.
4 Книга: Martini F.H., Fundamentals of Anatomy & Physiology – San Francisco: Pearson Benjamin Cummings, 2006.
5 Книга: Park J.B., Bronzino. J.D., Biomaterials Principles and Applications – Boca Raton: CRC Press, 2003.
6 Журнал: Cazalbou S, Eichert D, Ranz X, Drouet C, Combes C, et al. Ion exchanges in apatites for biomedical applications // J Mater Sci: Mater Med – 2005.– №16.– P.405-409.
7 Журнал: Jiang.M., Terra.J., Rossi.A.M., Morales.M.A., Baggio Saitovitch. E.M., et al. Fe2+/Fe3+ substitution in hydroxyapatite // Theory and experiment. Phys Rev B, Condens Matter Mater: Phys – 2002.– №66.– P. 224-107.
8 Журнал: Wang J, Nonami T, Yubata K ., Synthesis, structure and photophysical properties of iron containing hydroxyapatite prepared by a modified pseudo-body solution // J Mater Sci: Mater Med. – 2008.– №19.– P. 2663-2667.
9 Журнал: Prakash K.H., Kumar.R., Ooi C.P., Sritharan.T., Cheang.P., et al. Wet Chemical Synthesis and Magnetic Property Studies of Fe (III) Ion Substituted Hydroxyapatite // MCB –2006.– №3.– P. 177-178.
10 Журнал: Qu H, Vasiliev AV, Aindow M, Wei M., Incorporation of Fluorine Ions in Hydroxyapatite by a pH Cycling Method // J Mater Sci Mater Med. – 2005.– №16.– P.447-453.\
11 Журнал: Rogers, W.J.; Basu, P. Factors regulating macrophage endocytosis of nanoparticles: Implications for targeted magnetic resonance plaque imaging // Atherosclerosis – 2005.– №178.– P. 67–73.
12 Журнал: Ganesh C. Ingavle, Marissa Gionet-Gonzales, Charlotte E. Vorwald, et al., Injectable mineralized microsphere-loaded composite hydrogels for bone repair in a sheep bone defect model // Biomaterials –2019.– №197.– P.119–128.
13 Журнал: Wouter Habraken, Pamela Habibovic, Matthias Epple, et al., Calcium phosphates in biomedical applications: materials for the future // Materials Today –2016.– №19.– P. 69-87.
14 Журнал: Yau-Hung Chen, Hung-Yin Tai, Earl Fu, et al., Guided bone regeneration activity of different calcium phosphate/chitosan hybrid membranes // International Journal of Biological Macromolecules – 2019.– №126.– P.159–169.
15 Журнал: Daulbayev, C., Mitchell, G., Zakhidov, A., Sultanov, F., Mansurov, Z. Obtaining of biologically soluble membranes based on polymeric nanofibres and hydroxyapatite of calcium // Eurasian Chemico-Technological Journal, 2018, 20(2), P. 119-124
16 Журнал: S. Chen, S. Pujari-Palmer, S. Rubino, V. Westlund, M. Ott, H. Engqvist, W. Xia, Highly repeatable synthesis of nHA with high aspect ratio // Mater Lett. – 2015.– №159.–P. 163-167.
17 Журнал: K. Prabakaran, S. Rajeswari, Spectroscopic investigations on the synthesis of nano hydroxyapatite from calcined eggshell by hydrothermal method using cationic surfactant as template // Spectrochim. Acta A – 2009.– №74.– P. 1127–1134.
18 Журнал: W.-F. Ho, H.-C. Hsu, S.-K. Hsu, C.-W. Hung, S.-C. Wu, Calcium phosphate bioceramics synthesized from eggshell powders through a solid state reaction // Ceram. Int. – 2013.– №39.– P. 6467–6473.
19 Книга: W.J. Stadelman, Egg and egg products, in: F.J. Francis (Ed.), Encycl. Food Sci. Technol., John Wiley & Sons – New York, 2000.– P. 593–599.
20 Журнал: F. Sultanov, C. Daulbayev, B. Bakbolat, O. Daulbayev, M. Bigaj, Z. Mansurov, K. Kuterbekov, K. Bekmyrza. Aligned composite SrTiO3/PAN fibers as 1D photocatalyst obtained by electrospinning method // Chemical Physics Letters. –2019. –V. 737.
Опубликован
2020-09-29