Wpływ jonów SiO4 4- na strukturę chemiczną oraz właściwości fizyko-chemiczne syntetycznego nanokrystalicznego hydroksyapatytu

• Autorzy: Kolmas J. , Przybylski A. , Pajchel Ł. , Kołodziejski W.

Warianty tytułu

EN

Influence of SiO4 4- ions on the chemical structure and physicochemical properties of synthetic nanocrystalline hydroxyapatite

• Języki publikacji: PL EN

Abstrakty

PL

W pracy przedstawiono badania struktury chemicznej oraz morfologii nanokrystalicznych hydroksyapatytów: niedomieszkowanego oraz domieszkowanego jonami krzemianowymi SiO 4 4- . Próbki do badań uzyskano niekonwencjonalną techniką chemicznej kondensacji w fazie gazowej z wykorzystaniem niskociśnieniowego płomienia (CCVC). Do badań zastosowano mikroskopię elektronową TEM i SEM oraz metody spektroskopii NMR i IR w ciele stałym. Stwierdzono istotny wpływ jonów krzemianowych na strukturę chemiczną hydroksyapatytu.

EN

This paper reports a systematic investigation on Si-substituted and unsubstituted synthetic hydroxyapatites produced by the NanoSpray TM and combustion chemical vapor condensation (CCVC) process. The studies were focused on structural properties, crystal morphology and chemical composition of the samples. Various analytical methods, such as electron microscopy, high-resolution solid-state nuclear magnetic resonance (NMR) and infrared spectroscopy were used. A significant effect of silicate ions on the hydroxyapatite structure was found.

Słowa kluczowe

PL

krzem; hydroksyapatyt; NMR w ciele stałym; spektroskopia FTIR; mikroskopia elektronowa

EN

silicon; hydroxyapatite; solid state NMR; FTIR spectroscopy; electron microscopy

• Wydawca: Polish Society for Biomaterials in Cracow
• Czasopismo: Engineering of Biomaterials
• Rocznik: 2011
• Tom: Vol. 14, no. 106-108
• Strony: 54--61
• Opis fizyczny: Bibliogr. 29 poz., wykr., zdj.

Twórcy

autor

Kolmas J.

• Warszawski Uniwersytet Medyczny, Wydział Farmaceutyczny, Katedra i Zakład Chemii Nieorganicznej i Analitycznej, ul. Banacha 1, 02-097 Warszawa

autor

Przybylski A.

• Warszawski Uniwersytet Medyczny, Wydział Farmaceutyczny, Katedra i Zakład Chemii Nieorganicznej i Analitycznej, ul. Banacha 1, 02-097 Warszawa

autor

Pajchel Ł.

• Warszawski Uniwersytet Medyczny, Wydział Farmaceutyczny, Katedra i Zakład Chemii Nieorganicznej i Analitycznej, ul. Banacha 1, 02-097 Warszawa

autor

Kołodziejski W.

• Warszawski Uniwersytet Medyczny, Wydział Farmaceutyczny, Katedra i Zakład Chemii Nieorganicznej i Analitycznej, ul. Banacha 1, 02-097 Warszawa

Bibliografia

• [1] Dorozhkin S.V.: Calcium orthophosphates in nature, biology and medicine, Materials, 2, 2009, 399-498.
• [2] Ślósarczyk A.: Bioceramika hydroksyapatytowa, Biuletyn Ceramiczny 13, Ceramika, 51, Polskie Towarzystwo Ceramiczne, Kraków, 1997.
• [3] Boanini E., Gazzano, M., Bigi, A., Ionic substitutions in calcium phosphates synthesized at low temperature, Acta Biomaterialia, 6, 2010, 1882-1894.
• [4] Cazalbou S., Eichert D., Ranz X., Drouet C., Combes C., Harmand M.F., Rey C., Ion exchanges in apatites for biomedical applications, J Mater Sci Mater Med, 16, 2005, 405-409.
• [5] Veiderma M., Tonsuaadu K., Knubovets R., Peld M., Impact of anionic substitutions on apatite structure and properties, J Organomet Chem, 690, 2005, 2638-2643.
• [6] Carlisle E.M., The nutritional essentiality of silicon, Nutr Rev, 40(7), 1982, 193-198.
• [7] Schwarz K., Significance and function of silicon in warm blooded animals. Review and outlook. In: Bendz G., Lindqvist I., editors. Biochemistry of silicon and related problems, Plenum Press, New York, 1978.
• [8] Gibson I.R., Best S.M., Bonfield W., Chemical characterization of silicon-substituted hydroxyapatite, J Biomed Mater Res, 44, 1999, 422-428.
• [9] Kim S.R., Lee J.H., Kim Y.T., Riu D.H., Jung S.J., Lee Y.J., Chung S.C., Kim Y.H., Synthesis of Si, Mg substituted hydroxyapatites and their sintering behaviors, Biomaterials, 24, 2003, 1389-1398.
• [10] Bianco A., Cacciotti I., Lombardi M., Montanaro L., Si-substituted hydroxyapatite nanopowders: synthesis, thermal stability and sinterability, Mater Res Bull, 44, 2009, 345-354.
• [11] Palard M., Champion E., Foucaud S., Synthesis of silicate hydroxyapatite Ca10(PO4)6-x(SiO4)x(OH)2-x, J Solid State Chem, 181, 2008, 1950-1960.
• [12] Swihart M.T., Vapor-phase synthesis of nanoparticles, Curr Opinion Coll Interf Sci, 8, 2003, 127-133.
• [13] Chang W., Skandan G., Danforth S.C., Kear B.H., Hahn H., Chemical vapor processing and applications for nanostructured ceramic powders, Nanostruct Mater, 4, 1994, 507-520.
• [14] Loher S., Stark W.J., Maciejewski M., Baiker A., Pratsinis S.E., Reichardt D., Maspero F., Krumeich F., Günter D., Fluoroapatite and calcium phosphate nanoparticles by flame synthesis, Chem Mater, 17, 2005, 36-42.
• [15] Koutsopoulos S., Synthesis and characterization of hydroxyapatite crystals: a review study on the analytical methods, J Biomed Mater Res, 62(4), 2002, 600-612.
• [16] Rey C., Shimizu M., Collins B., Glimcher M.J., Resolution-enhanced Fourier transform infrared spectroscopy study of the environment of phosphate ions in the early deposits of a solid phase of calcium-phosphate in bone and enamel, and their evolution with age. I: Investigations in the upsilon 4 PO4 domain, Calcif Tissue Int, 46(6), 1990, 384-394.
• [17] Termine J.D., Posner A.S., Infra-red determination of the percentage of crystallinity in apatitic calcium phosphates, Nature, 211, 1966, 268-270.
• [18] Tian T., Jiang D., Zhang J., Lin Q., Synthesis of Si-substituted hydroxyapatite by a wet mechanochemical method, Mater Sci Eng C, 28, 2008, 57-63.
• [19] Brown P.W., Brent C., Hydroxyapatite and related materials, CRC press, Boca Raton, 1994.
• [20] Clasen A.B.S., Ruyter I.E., Quantitative determination of type A and type B carbonate in human deciduous and permanent enamel by means of Fourier Transform Infrared Spectrometry, Adv Dent Res, 11(4), 1997, 523-527.
• [21] Jarlbring M., Sandström D.E., Antzutkin O.N., Forsling W., Characterization of active phosphorus surface sites at synthetic carbonate-free fluorapatite using single-pulse 1H, 31P, and 31P CP MAS NMR, Langmuir, 22, 2006, 4787-4792.
• [22] Kolmas J., Ślósarczyk A., Wojtowicz A., Kolodziejski A., Estimation of the specific surface area of apatites in human mineralized tissue using 31P MAS NMR, Solid State NMR, 32, 2007, 53-58.
• [23] Kaflak-Hachulska A., Samoson A., Kolodziejski W., 1H MAS and 1H→31P CP/MAS NMR study of human bone mineral, Calcif Tissue Int, 73(5), 2003, 476-486.
• [24] Wilson E.E., Awonusi A., Morris M.D., Kohn D.H., Tecklenburg M.M.J., Beck L.W., Three structural roles of water in bone observed by solid-state NMR, Biophys J, 90(10), 2006, 3722-3731.
• [25] Kolmas J., Kolodziejski W., Concentration of hydroxyl groups in dental apatites: a solid state 1H MAS NMR study using inverse 31P→1H cross polarization, Chem Comm, 2007, 4390-4392.
• [26] Wopenka B., Pasteris J.D., A mineralogical perspective on the apatite in bone, Mater Sci Eng C, 25, 2005, 131-143.
• [27] Young R.A., Holcomb D.W., Role of acid phosphates in hydroxyapatite lattice expansion, Calcif Tissue Int, 36(1), 1984, 60-63.
• [28] Gillespie P., Wu G., Sayer M.J., Si complexes in calcium phosphate biomaterials, J Mater Sci Mater Med, 21, 2010, 99-108.
• [29] Gasqueres G., Bonhomme C., Maquet J., Babonneau F., Hayakawa S., Kanaya T., Osaka A., Revisiting silicate substituted hydroxyapatite by solid state NMR, J Mag Res Chem, 46(4), 2008, 432-346.