STUDY OF THE POSSIBILITY OF OBTAINING BIOCOMOSITES BASED ON NANOSCALE HYDROXYAPATITE WITH METALS AND BIOGENIC ELEMENTS

Cover Page

Cite item

Full Text

Abstract

The article discusses the possibility of obtaining a hardened composite material with a porous structure based on nanostructured hydroxyapatite (HAP) synthesized by precipitation from a solution. The new material by the mechanochemical synthesis of hydroxyapatite with aluminum, silicon, nickel, hafnium and titanium was obtained. The synthesized samples are certified using modern physico-chemical methods of analysis. The influence of the qualitative and quantitative composition of the composite on the sintering processes and the strength characteristics of the studied samples is shown. It has been experimentally established that the system Ca 10( PO 4)6( OH )2 - Ti is the most promising for the development of biocomposites based on it. Composite materials of this composition with the content of the doping component (10-20 wt.%), have a dense uniform structure with a high degree of crystallinity, with developed porosity, are a promising material for further research in order to introduce it into medical practice. A patent application has been filed for the developed composite material.

About the authors

Ekaterina A. Bogdanova

Institute of Solid State Chemistry of the Ural Branch of RAS

Email: chemi4@rambler.RUS
Ekaterinburg, Russia

Vladimir M. Skachkov

Institute of Solid State Chemistry of the Ural Branch of RAS

Ekaterinburg, Russia

References

  1. Баринов, С.М. Биокерамика на основе фосфатов кальция / С.М. Баринов, В.С. Комлев. - М.: Наука, 2006. - 204 с.
  2. Dorozhkin, S.V. Calcium orthophosphate deposits: Preparation, properties and biomedical applications / S.V. Dorozhkin // Materials Science and Engineering: C. - 2015. - V. 55. - P. 272-326. doi: 10.1016/j.msec.2015.05.033.
  3. Tadic, D. A thorough physicochemical characterisation of 14 calcium phosphate-based bone substitution materials in comparison to natural bone / D. Tadic, M. Epple // Biomaterials. - 2004. - V. 25. - I. 6. - P. 987-994. doi: 10.1016/S0142-9612(03)00621-5.
  4. Глазов, И.Е. Осаждение гибридных нанокомпозитов гидроксиапатит / аутофибрин в слабощелочной среде / И.Е. Глазов, В.К. Крутько, Р.А. Власов и др. // Физико-химические аспекты изучения кластеров, наноструктур и наноматериалов. - 2021. - Вып. 13. - С. 818-828. doi: 10.26456/pcascnn/2021.13.818.
  5. Голованова, О.А. Кристаллизация нанокристаллического гидроксилапатита в присутствии альбумина / О.А. Голованова // Физико-химические аспекты изучения кластеров, наноструктур и наноматериалов.- 2022. - Вып. 14. - С. 71-81. doi: 10.26456/pcascnn/2022.14.071.
  6. Крутько, В.К. Композиты на основе кальцийфосфатной пенокерамики и геля гидроксиапатита / В.К. Крутько, Л.Ю. Маслова, О.Н. Мусская, А.И. Кулак // Физико-химические аспекты изучения кластеров, наноструктур и наноматериалов. - 2022. - Вып. 14. - С. 791-799. doi: 10.26456/pcascnn/2022.14.791.
  7. Пермяков, Н.В. Создание и исследование материала на основе гидроксиапатита и поликапролактона для экструзионной трехмерной печати / Н.В. Пермяков, А.И. Лебедева, Е.В. Мараева // Физико-химические аспекты изучения кластеров, наноструктур и наноматериалов. - 2022. - Вып. 14. - С. 838-844. doi: 10.26456/pcascnn/2022.14.838.
  8. Kim, H-W. Effect of CaF2 on densification and properties of hydroxyapatite-zirconia composites for biomedical applications / H-W. Kim, Y-J. Noh, Y-H. Koh, H-E. Kim, H-M. Kim // Biomaterials. - 2002.- V. 23. - I. 20. - P. 4113-4121. doi: 10.1016/s0142-9612(02)00150-3.
  9. Крутько, В.К. Композиты на основе кальцийфосфатной пенокерамики и геля гидроксиапатита / В.К. Крутько, Л.Ю. Маслова, О.Н. Мусская, А.И. Кулак // Физико-химические аспекты изучения кластеров, наноструктур и наноматериалов. - 2022. - V.14. - P. 791-799. doi: 10.26456/pcascnn/2022.14.791.
  10. Богданова, Е.А. Получение биокомозитов на основе наноразмерного гидроксиапатита с соединениями титана / Е.А. Богданова, В.М. Скачков, К.В. Нефедова // Физико-химические аспекты изучения кластеров, наноструктур и наноматериалов. - 2022. - Вып. 14. - С. 521-530. doi: 10.26456/pcascnn/2022.14.521.
  11. Богданова, Е.А. Разработка композиционных смесей на основе гидроксиапатита и биогенных элементов для формирования биоактивных покрытий / Е.А. Богданова, В.М. Скачков, К.В. Нефедова // Физико-химические аспекты изучения кластеров, наноструктур и наноматериалов. - 2022. - Вып. 14.- С. 771-780. doi: 10.26456/pcascnn/2022.14.771.
  12. Пат. 2406693 Российская Федерация, МПК C01B25/32. Способ получения суспензии гидроксиапатита / Сабирзянов Н.А., Богданова Е.А., Хонина Т.Г.; заявитель и патентообладатель Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт химии твердого тела УрО РАН.- № 2008140563/15; заявл. 13.10.08; опубл. 20.12.10, Бюл. № 35. - 5 с.
  13. Bogdanova, E.A. Formation of nanodimensional structures in precipitated hydroxyapatite by fluorine substitution / E.A. Bogdanova, V.М. Skachkov, I.S. Medyankina et al. // SN Applied Sciences. - 2020. - V. 2.- I. 9. - Art. № 1565. - 7 p. doi: 10.1007/s42452-020-03388-5.
  14. Богданова, Е.А. Влияние армирующих добавок на процессы спекания и упрочнения наноразмерного гидроксиапатита / Е.А. Богданова, И.М. Гиниятуллин, Д.И. Переверзев, В.М. Разгуляева // Физико-химические аспекты изучения кластеров, наноструктур и наноматериалов. - 2019. - Вып. 11. - С. 548-554. doi: 10.26456/pcascnn/2019.11.548.

Supplementary files

Supplementary Files
Action
1. JATS XML
Download

Согласие на обработку персональных данных

 

Используя сайт https://journals.rcsi.science, я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных») даю согласие на обработку персональных данных на этом сайте (текст Согласия) и на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика» (текст Согласия).