Синтез і дослідження ферум- та карбонатвмісних кальцію фосфатів апатитового типу

Abstract

Кальцію фосфати синтезовано у водних розчинах за мольних співвідношень: Ca²⁺ : Fe³⁺ : PO₄³⁻ : CO₃²⁻= 10 — y : х : (6 − z) : z (х = 0,1, 0,25, 0,5 та 1; z = 0, 0,3 та 0,5) і температури 25 ºС з подальшим їх нагріванням до 500 ºС впродовж 2 год. Методом порошкової рентгенографії встановлено формування фаз апатитового типу (гексагональна сингонія), параметри комірок для яких корелюють з кількістю феруму та карбонату в їх складі. Встановлено, що розміри частинок не залежать від співвідношення компонентів у вихідному розчині і знаходяться в межах значень 20—27 нм. Результати ІЧ-спектроскопії підтверджують реалізацію часткового заміщення фосфату на карбонат (Б-тип) у структурі апатитового типу. Дослідження біоактивності синтезованих ферум- та карбонатвмісних кальцію фосфатів in vitro виявило можливості регулювання характеру зміни рН середовища шляхом варіювання вмісту легувальних допантів, що в подальшому може забезпечувати різні вимоги, пов’язані з регулюванням рН середовища, у разі застосування таких синтетичних матеріалів.

Calcium phosphates have been synthesized from aqueous solutions at molar ratios: Ca²⁺ : Fe³⁺ : PO₄³⁻ : CO₃²⁻= 10 — y : х : (6 − z) : z (х = 0.1, 0.25, 0.5 and 1; z = 0, 0.3 and 0.5) and temperature 25 ºС with further heating to 500 ºС for 2 hours. According to X-ray power diffraction data, phases associated with apatite (hexagonal system) were obtained; phosphate cell parameters correlate with the amount of iron and carbonate in their composition. It was established that the particle sizes do not depend on the ratio of components in the initial solution and are within the range of 20-27 nm. FTIR spectroscopy results confirm the partial substitution of phosphate for carbonate (B-type) in the apatite-type structure. Th e study of bioactivity of synthesized iron- and carbonate-containing calcium phosphates in vitro has shown the possibility of regulating the pH of the medium by varying the content and nature of alloying elements, which in the future can meet various requirements related to pH regulation of the medium with the help of such synthetic materials.