Синтез гідроксидапатиту низькотемпературним способом

Сучасна наука ставить однією з головних своїх цілей продовження тривалості людського життя. Захворювання кісткової тканини займають одну з перших позицій у рейтингу проблем, що найбільш часто зустрічаються у людей похилого віку. Існують різні способи зімітувати кісткову тканину за допомогою різноманітних матеріалів. Найбільш перспективним з них є створення штучної кістки. При цьому штучна кістка повинна якомога точніше відповідати необхідній частині скелета за механічними властивостями. Перспективним в ортопедії для цих цілей вважається застосування гідроксидапатиту (ГАП). Гідроксидапатит прекрасно сумісний з м’язовою тканиною і шкірним покровом. Після імплантації ГАП може безпосередньо зростатися з кістковою тканиною в організмі [1]. Таким чином, синтез гідроксидапатиту з метою створення на його основі штучної кістки є вельми актуальним.

Для отримання гідроксидапатиту використовують різні методи, такі як: хімічне осадження, золь-гель метод, гідротермальний спосіб, твердофазний метод тощо. Залежно від методу синтезу, може бути отриманий порошок з різною морфологією, питомою поверхнею, стехіометрією і ступенем кристалічності. Але, на жаль, практично всі перелічені методи включають стадію термообробки за високих температур: твердофазний та хімічне осадження – на рівні 900-1200°С, золь-гель метод близько 500°С, гідротермальний метод – 200-300°С [2]. Тому досі ще актуальним залишається розробка відтворюваного методу синтезу ГАП за низьких температур.

Метою даної роботи було отримання гідроксидапатиту низько-температурним методом. Для цього, на підставі літературних джерел [3], було обрано метод хімічного осадження із сахаратних розчинів.

Синтез реалізовували наступним чином. Спочатку було одержано розчин сахарату кальцію, далі в отриманий та нагрітий до 40°С розчин при постійному перемішуванні додавали гідрофосфат амонію і після цього аміак (25%) до pH 10. Отриману суміш витримували 30 хвилин і залишали на старіння. Після старіння утворений осад фільтрували та сушили за температури 80°С.

Отриманий порошок аналізували дифракційним методом аналізу, який проводився на дифрактометрі Rigaku Ultima IV. Аналіз було проведено автоматично пакетом програм PDXL з використанням баз даних ICDD/PDF-2 і COD та стандартної карточки ICDD 01-076-0694 (ГАП). Отримана дифрактограма наведена на рисунку 1.

Рисунок 1 – Дифрактограма отриманого зразка.

В результаті проведеного аналізу дифрактограми шляхом співставлення піків із стандартною карткою на ГАП виявлено, що всі одержані піки притаманні чистому ГАП.

Отже, метод хімічного осадження з використання сахарози дозволяє отримати чисту фазу ГАП без додаткової стадії прожарювання.

1. Войтко З.О., Знак Д.А., Донцова Т.А. Синтез гідроксидапатиту з використанням сахаридів // Збірка тез доповідей VII Міжнародної конференції студентів, аспірантів та молодих вчених з хімії та хімічної технології (11-13 квітня 2018 р., м. Київ) / Укладач Гайдай О. В. – с. 22.
2. Yoshimura M., Suda H. Hydrothermal processing of hydroxyapatite: past, present and future // in: Hydroxyapatite and related materials, P.W. Brown, B. Constantz editors. 1994. CRC Press Inc. P. 45-72.
3. Сафронова Т.В. Синтез нанокристалического гидроксиапатита кальция из сахаратов кальция и гидрофосфата аммония / Т.В. Сафронова, В.И. Путляев, А.И. Сергеева, Э.В. Куненков, академик Ю.Д. Третьяков // Доклады академии наук. 2009. Том 426, № 4, с. 491 – 496.