815

Литвинов С.Д., Судакова Т.В
Рентгенографическое исследование продуктов синтеза фторзамещенного гидроксоапатита

We have studied the influence of F-concentration in a reaction medium on the fluorhydroxyapatite formation in the course of its synthesis on the collagen fibres by a directed diffusion. Fluorhydroxyapatite without the admixture of CaF is formed only at a concentration of F- 0.01 – 0.02 mol/l. With use of the increase of the F-content from 0.01M to 0.037M the parameter a of the elementary cell decreases from 9.5Å to 9.36Å, and the parameter c increases from 6.21Å to 6.69Å. The value 9.52Å is most likely determined by the inclusion of CO3 2- into the apatite structure in the position of the OH-groups. The average size of crystallites determined according to the Scherers formula changes from 10.62 nm to 16.99 nm, and the degree of crystallinity changes from 0.014 to 0.057%. Одна из актуальных проблем современной медицины – протезирование дефектных участков кости, обеспечивающее полную регенерацию нативной (биологической) ткани в зоне патологии. Она может быть решена с помощью биодеградируемых имплантационных материалов, способных не только замещать костную ткань, но и стимулировать ее рост. С этой целью синтезировали имплантационный материал, состоящий из коллагена и фторгидроксилапатита: кристаллы апатита образовывались на поверхности коллагеновых волокон и в пространстве между ними. Чем больше поверхность волокон, тем больше центров нуклеации образуется при синтезе материала. Это позволяет получать апатит с кристаллами нанометрических размеров. Синтез проводили в течение 12-16 часов при комнатной температуре с мольным соотношением Са2+ : РО43– в исходных растворах 1,67. Концентрацию иона F– варьировали следующим образом: 0,01 (обр.1), 0,02 (2), 0,037 (3), 0,04 (4), 0,06 (5), 0,08 (6), 0,1 моль/л. Взаимодействие происходило согласно гипотетической реакции: 10Са2+ + 6 РО43- + xF- +(2-x)OH- → Ca10(PO4)6(OH)(2-x)Fx. Синтезированные образцы промывали дистиллированной водой, сушили на воздухе и определяли содержание Ca2+, PO43–, F–. Образцы также исследовали ИК спектроскопией и рентгеновским фазовым анализом (РФА) на дифрактометре ДРОН-2, фильтрованное излучение CoK. Полученные рентгенограммы использовали для расчета параметров элементарной ячейки, размеров кристаллитов по формуле Шерера и степени кристалличности. Для этого использовали значение ширины пика, соответствующего отражению 002, на половине максимальной интенсивности. Результаты представлены в таблице 1. РФА показал, что независимо от содержания F– в реакционной среде все образцы в кристаллической фазе содержали вещество структуры апатита: d(Å) = 3,440; 2,814; 2,778; 2,720; 1,943; 1,841. Однако с увеличением содержания фторид-иона в реакционной смеси (0,037 моль/л и более) наряду с апатитом образовывался CaF2. Анализ параметра а (обр. 1-3) подтверждает включение F– в структуру апатита: с увеличением содержания F– параметр а уменьшается. Его постоянство в образцах 4-7 (9,41 Å) позволяет предположить, что в этих условиях фторгидроксилапатит не образуется, а смесь фторида кальция и гидроксилапатита с включением в структуру СО32–. Величина 9,52 Å обусловлена, видимо, включением в структуру иона СО32– по типу А (в позиции ОН– групп). Это также подтверждается ИК спектрами. В образцах 2-7 наблюдался смешанный А-В тип включения СО32– в структуру апатита. Этим, а также низкой степенью кристалличности, можно объяснить и отклонение параметра с от 6,88 Å и его увеличение от 6,21 до 6,69 Å. Химический анализ показал, что молярное отношение Са2+:РО43– =1,67 выполняется только для образца 1, состав которого может быть представлен формулой Ca10(PO4)6(СО3)х(OH)(1,91-х)F0,09.