RU2580633C1 - СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ Sr-СОДЕРЖАЩЕГО КАРБОНАТГИДРОКСИЛАПАТИТА ИЗ МОДЕЛЬНОГО РАСТВОРА СИНОВИАЛЬНОЙ ЖИДКОСТИ ЧЕЛОВЕКА - Google Patents
СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ Sr-СОДЕРЖАЩЕГО КАРБОНАТГИДРОКСИЛАПАТИТА ИЗ МОДЕЛЬНОГО РАСТВОРА СИНОВИАЛЬНОЙ ЖИДКОСТИ ЧЕЛОВЕКА Download PDFInfo
- Publication number
- RU2580633C1 RU2580633C1 RU2015104517/15A RU2015104517A RU2580633C1 RU 2580633 C1 RU2580633 C1 RU 2580633C1 RU 2015104517/15 A RU2015104517/15 A RU 2015104517/15A RU 2015104517 A RU2015104517 A RU 2015104517A RU 2580633 C1 RU2580633 C1 RU 2580633C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- producing
- containing carbonate
- synovial fluid
- hydroxylapatite
- human synovial
- Prior art date
Links
Landscapes
- Pharmaceuticals Containing Other Organic And Inorganic Compounds (AREA)
Abstract
Изобретение относится к области медицины, в частности к способу получения Sr-содержащего карбонатгидроксилапатита из модельного раствора синовиальной жидкости человека. Способ получения Sr-содержащего карбонатгидроксилапатита включает получение неорганического вещества, в искусственно созданной среде для этого готовят модельную среду указанного состава: СaСl2 - 1.3431-0,8059 г/л, Na2HPO4·12Н2O - 7.4822 г/л, NaCl - 2,8798 г/л, MgCl2·6Н2O - 0.4764 г/л, Na2SO4 - 1.6188 г/л, КСl - 0.3427 г/л, при концентрация ионов Sr - 0+0,2686 г/л, проводят осаждение при значении pH7.4 в течение 7 дней, полученный осадок фильтруют, сушат при температуре 100°C в течение 4 часов. Осуществление изобретения позволяет получить Sr-содержащий карбонатгидроксилапатит, который в дальнейшем может быть использован для адресной доставки лекарственных средств. 5 табл.
Description
Изобретение относится к области медицины и созданию новых материалов биомедицинского назначения, которые могут быть использованы при создании бифазных композитов на основе Sr-содержащего карбонатгидроксилапатита, которые могут быть использованы для адресной доставки лекарственных препаратов.
Известен способ получения карбонатгидроксилапатита, приближенного к неорганическому матриксу костной ткани (патент RU 2526191 C1), из модельного раствора синовиальной жидкости человека, в котором готовят раствор состава: CaCl2 - 1.3431 г/л, Na2HPO4·12H2O - 7.4822 г/л, NaCl - 2,8798 г/л, MgCl2·6H2O - 0.4764 г/л, Na2SO4 - 1.6188 г/л, KCl - 0.3427 г/л, осаждение проводят при концентрации карбонат-ионов 24 ммоль/л, температуре 22-25°C, значении pH 7.4+0,05 в течение 30 дней.
Наиболее близким по технической сущности к заявляемому является способ получения Sr-содержащего гидроксилапатита с различным замещением ионов кальция на ионы стронция (Capuccini С, Torricelli Р, Boanini Е, Gazzano М, Giardino R, Bigi А. Interaction of Sr-doped hydroxyapatite nanocrystals with osteoclast and osteoblast-like cells // J Biomed Mater Res A. 2009 Jun; 89(3): 594-600). По данному способу синтез кристаллов Sr-содержащего гидроксилапатита проводили в инертной атмосфере N2 путем добавления по каплям 50 мл 0,65 М (NH4)2HPO4 раствора к 50 мл 1.08 М Ca(NO3)2·4H2O при pH 10. pH корректировали раствором NH4OH. Осадок выдерживали в реакционном растворе в течение 5 ч при 90°C при постоянном перемешивании, затем центрифугировали при 10000 оборотах в минуту в течение 10 мин и повторно промывали дистиллированной водой, свободной от CO2. Продукт сушили при 37°C в течение ночи.
Способ позволяет получать нанокристаллы Sr-содержащего гидроксилапатита с различным содержанием стронция в гидроксилапатите от 0-10% масс. К недостаткам метода следует отнести отсутствие возможности получения Sr-содержащего карбонатгидроксилапатита, на всех этапах синтеза приняты меры, исключающие попадания карбонат-ионов в структуру получаемых кристаллов.
Задачей заявляемого изобретения является разработка способа получения Sr-содержащего карбонатгидроксилапатита из модельного раствора синовиальной жидкости человека, который в дальнейшем может быть использован для адресной доставки лекарственных средств.
Указанный технический результат достигается тем, что предложен способ получения Sr-содержащего карбонатгидроксилапатита из модельного раствора синовиальной жидкости человека, приближенного к неорганическому матриксу кости, включающий получение неорганического вещества, в искусственно созданной среде для этого готовят модельную среду указанного состава: CaCl2 - 1.3431-0,8059 г/л, Na2HPO4·12H2O - 7.4822 г/л, NaCl - 2,8798 г/л, MgCl2·6H2O - 0.4764 г/л, Na2SO4 - 1.6188 г/л, KCl - 0.3427 г/л, при концентрация ионов Sr - 0÷0,2686 г/л, проводят осаждение при значении pH 7.4, в течение 7 дней, полученный осадок фильтруют, сушат при температуре 100°C в течение 4 часов.
Синовиальная жидкость является биологической средой, уникальной по биофизическим, физико-химическим свойствам и составу и выполняет в суставах ряд функций: метаболическую (обменную), барьерную (защитную), протекторную (биомеханическую). Метаболическая функция синовиальной жидкости играет большую роль в лечении больных с костными патологиями, выполняя роль носителя различных неорганических и органических ионов, которые могут встраиваться в структуру костного апатита и способствовать изменению его биофизических, структурных и морфологических особенностей. Так, в последнее время на основании экспериментальных и клинических исследований были получены доказательства того, что соединения стронция и препараты на его основе стимулируют процесс образования костной ткани, подавляют процесс ее разрушения.
Синтез Sr-содержащего карбонатгидроксилапатита осуществлялся из модельной среды, приближенной по ионно-электролитному составу, pH, ионной силе к синовиальной жидкости человека. Осаждение из растворов проводилось при значении pH 7.4, что соответствует физиологическому значению кислотности синовии в норме [Лунева С.Н. Биохимические изменения в тканях суставов при дегенеративно-дистрофических заболеваниях и способы биологической коррекции: Дис. … д-ра биол. наук. Курган. 2003. 297 с.]. При это корректировка pH до требуемых физиологических значений осуществлялась путем добавления 20%-ного раствора NaOH или концентрированной HCl. Данные концентрационные диапазоны соответствуют содержанию ионов в синовиальной жидкости человека [Кирсанов А.И. Концентрация химических элементов в разных биологических средах человека. Клиническая лабораторная диагностика. 2001. №3. С. 16-20] представлены в табл. 1.
Для приготовления модельных растворов использовались соли (CaCl2, Na2HPO4·12H2O, MgCl2·6H2O, NaHCO3, Na2SO4, KCl, NaCl, SrCl2·6H2O) марки ч.д.а, х.ч. и дистиллированная вода. Соли и их количество подбирались таким образом, чтобы концентрации их ионов в растворе и ионная сила были максимально приближены к данным параметрам моделируемой системы, а именно синовиальной жидкости. Для получения Sr-содержащих материалов на основе карбонатгидроксилапатита в модельные опыты добавляли различное содержание стронция и кальция, при этом их концентрация варьировалась в интервале от 0 до 100 масс. % от максимально возможной концентрации кальция. В качестве источников ионов Sr2+ были использованы неорганическая соль SrCl26·H2O. Кристаллизация твердой фазы осуществлялась в течение 7 суток, при t=22-25°C. Осадок высушивали при температуре ~100°C.
Анализ надосадочной жидкости проводился химическими методами для установления остаточных концентраций ионов кальция и фосфат ионов в фильтрате. Соотношение Ca/Р оценивали по разнице начальных и конечных концентраций ионов в системе. На основе данных о содержаниях кальция и фосфора в твердой фазе определяли соотношение Ca/Р. При увеличении содержания стронция в исходном растворе наблюдается закономерное снижение Ca/Р коэффициента, непостоянство стехиометрического отношения можно объяснить возможными изоморфными замещениями в катионной подрешетке.
Согласно результатам РФА полученные материалы в составе содержат гидроксилапатит и брушит. С увеличением количества ионов стронция в твердой фазе происходит увеличение доли брушита и уменьшение доли гидроксилапатита в осадке. В табл. 2 приведены размеры кристаллитов фосфата кальция при варьировании концентраций Sr для образцов, рассчитанные по данным порошковой дифрактометрии с помощью формулы Селякова-Шеррера.
В табл. 3 приведена зависимость удельной поверхности от концентрации стронция в исходном модельном растворе. Для полученных образцов были определены удельные площади поверхности порошков ГА. В интервале концентраций от 0 до 50.0% масс. стронция обнаружено уменьшение удельной поверхности частиц. Это может быть обусловлено образованием брушита, что согласуется с результатами РФА.
Для определения качественного состава синтезированного материала использовалась ИК-спектроскопия. Все ИК-спектры порошков характеризуются наличием полос валентных колебаний OH-групп в области длин волн 3570-3730 см-1 и деформационных колебаний при 3000-3600 см-1 - О-H групп, участвующих в образовании водородных связей. Можно также отметить полосы деформационных колебаний υ4 О-Р-O в
640-550 см-1, асимметричных валентных колебаний υ3 Р-O в
; 1060-1030 см-1, деформационных колебаний О-С-O в
870-879 см-1.
В табл. 4 представлена зависимость Ca/Р и массы от концентраций кальция и стронция. Из данных табл. 4 видно, что при высоких концентрациях Sr в исходном растворе (60-100 масс. %) преобладает фосфат кальция с соотношением Са/Р≈0,5, при содержании 30-50 масс. % образуется октакальциевый фосфат (Са8(HPO4)2(PO4)4·5H2O с соотношением Са/Р≈1,2, при содержании стронция 20-30 масс. % кристаллизуется кальций-дефицитный гидроксилапатит (Са9(HPO4)(PO4)5(ОН)) с соотношением Ca/Р<1,67. А при минимальных содержаниях Sr образуется гидроксилапатит (Ca10(PO4)6(ОН)2) с соотношением Ca/Р≈1,67. Таким образом, оптимальным диапазоном концентрации ионов стронция для получения карбонатгидроксилапатита является 0÷0,2686, г/л (WSr, масс. % до 20%).
Кроме того, отмечено, что при понижении концентрации кальция и увеличении стронция уменьшается масса образующейся твердой фазы.
В полученных твердых фазах с помощью атомно-эмиссионого анализа было определено содержание стронция. В табл. 5 представлено содержание Sr в полученных осадках. Результаты этого анализа показывают, что в состав полученных образцов входит стронций (табл. 5).
При этом концентрации стронция в осадках прямо пропорционально зависит от концетрации стронций-содержащих агентов в исходном модельном маточном растворе.
Таким образом, заявляемый способ позволяет в условиях, моделирующих синовиальную жидкость, получить Sr-замещенный карбонатгидроксилапатит, приближенный к неорганическому матриксу кости.
Claims (1)
- Способ получения Sr-содержащего карбонатгидроксилапатита из модельного раствора синовиальной жидкости человека, приближенного к неорганическому матриксу кости, включающий получение неорганического вещества, в искусственно созданной среде для этого готовят модельную среду указанного состава: CaCl2 - 1.3431 - 0, 8059 г/л, Na2HPO4·12H2O - 7.4822 г/л, NaCl - 2,8798 г/л, MgCl2·6H2O - 0.4764 г/л, Na2SO4 - 1.6188 г/л, KCl - 0.3427 г/л, при концентрация ионов Sr - 0÷0,2686 г/л, проводят осаждение при значении pH 7.4 в течение 7 дней, полученный осадок фильтруют, сушат при температуре 100°C в течение 4 часов.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2015104517/15A RU2580633C1 (ru) | 2015-02-10 | 2015-02-10 | СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ Sr-СОДЕРЖАЩЕГО КАРБОНАТГИДРОКСИЛАПАТИТА ИЗ МОДЕЛЬНОГО РАСТВОРА СИНОВИАЛЬНОЙ ЖИДКОСТИ ЧЕЛОВЕКА |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2015104517/15A RU2580633C1 (ru) | 2015-02-10 | 2015-02-10 | СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ Sr-СОДЕРЖАЩЕГО КАРБОНАТГИДРОКСИЛАПАТИТА ИЗ МОДЕЛЬНОГО РАСТВОРА СИНОВИАЛЬНОЙ ЖИДКОСТИ ЧЕЛОВЕКА |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2580633C1 true RU2580633C1 (ru) | 2016-04-10 |
Family
ID=55794182
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2015104517/15A RU2580633C1 (ru) | 2015-02-10 | 2015-02-10 | СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ Sr-СОДЕРЖАЩЕГО КАРБОНАТГИДРОКСИЛАПАТИТА ИЗ МОДЕЛЬНОГО РАСТВОРА СИНОВИАЛЬНОЙ ЖИДКОСТИ ЧЕЛОВЕКА |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2580633C1 (ru) |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2611412C2 (ru) * | 2015-08-10 | 2017-02-21 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Омский государственный университет им. Ф.М. Достоевского" | Способ моделирования процесса кристаллизации кальцификатов сосудов из аналога раствора плазмы крови человека в условиях, близких к физиологическим, in vitro |
RU2640924C1 (ru) * | 2017-01-20 | 2018-01-12 | федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Омский государственный университет им. Ф.М. Достоевского" | Способ биомиметического синтеза Sr - содержащего карбонатгидроксилапатита, модифицированного брушитом |
RU2650637C1 (ru) * | 2017-01-20 | 2018-04-16 | федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Омский государственный университет им. Ф.М. Достоевского" | Способ биомиметического синтеза Sr-содержащего карбонатгидроксилапатита, допированного брушитом |
Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2526191C1 (ru) * | 2013-05-31 | 2014-08-20 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Омский государственный университет им. Ф.М. Достоевского" | Способ получения карбонатгидроксилапатита из модельного раствора синовиальной жидкости человека |
RU2532350C1 (ru) * | 2013-07-12 | 2014-11-10 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Омский государственный университет им. Ф.М. Достоевского" | Способ получения биомиметического кальций-фосфатного покрытия на сплавах титана из модельного раствора синовиальной жидкости человека |
RU2546539C1 (ru) * | 2014-03-20 | 2015-04-10 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Омский государственный университет им. Ф.М. Достоевского" | Способ получения порошкового материала на основе карбонатгидроксиапатита и брушита |
-
2015
- 2015-02-10 RU RU2015104517/15A patent/RU2580633C1/ru not_active IP Right Cessation
Patent Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2526191C1 (ru) * | 2013-05-31 | 2014-08-20 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Омский государственный университет им. Ф.М. Достоевского" | Способ получения карбонатгидроксилапатита из модельного раствора синовиальной жидкости человека |
RU2532350C1 (ru) * | 2013-07-12 | 2014-11-10 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Омский государственный университет им. Ф.М. Достоевского" | Способ получения биомиметического кальций-фосфатного покрытия на сплавах титана из модельного раствора синовиальной жидкости человека |
RU2546539C1 (ru) * | 2014-03-20 | 2015-04-10 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Омский государственный университет им. Ф.М. Достоевского" | Способ получения порошкового материала на основе карбонатгидроксиапатита и брушита |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2611412C2 (ru) * | 2015-08-10 | 2017-02-21 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Омский государственный университет им. Ф.М. Достоевского" | Способ моделирования процесса кристаллизации кальцификатов сосудов из аналога раствора плазмы крови человека в условиях, близких к физиологическим, in vitro |
RU2640924C1 (ru) * | 2017-01-20 | 2018-01-12 | федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Омский государственный университет им. Ф.М. Достоевского" | Способ биомиметического синтеза Sr - содержащего карбонатгидроксилапатита, модифицированного брушитом |
RU2650637C1 (ru) * | 2017-01-20 | 2018-04-16 | федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Омский государственный университет им. Ф.М. Достоевского" | Способ биомиметического синтеза Sr-содержащего карбонатгидроксилапатита, допированного брушитом |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
Kobayashi et al. | Osteoconductive property of a mechanical mixture of octacalcium phosphate and amorphous calcium phosphate | |
Garbo et al. | Advanced Mg, Zn, Sr, Si multi-substituted hydroxyapatites for bone regeneration | |
Montes-Hernandez et al. | Nucleation of brushite and hydroxyapatite from amorphous calcium phosphate phases revealed by dynamic in situ Raman spectroscopy | |
Ren et al. | Synthesis, characterization and ab initio simulation of magnesium-substituted hydroxyapatite | |
He et al. | Effects of strontium substitution on the phase transformation and crystal structure of calcium phosphate derived by chemical precipitation | |
Rabadjieva et al. | Biomimetic transformations of amorphous calcium phosphate: kinetic and thermodynamic studies | |
Kim et al. | In situ synthesis of magnesium-substituted biphasic calcium phosphate and in vitro biodegradation | |
RU2580633C1 (ru) | СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ Sr-СОДЕРЖАЩЕГО КАРБОНАТГИДРОКСИЛАПАТИТА ИЗ МОДЕЛЬНОГО РАСТВОРА СИНОВИАЛЬНОЙ ЖИДКОСТИ ЧЕЛОВЕКА | |
Shiwaku et al. | Structural, morphological and surface characteristics of two types of octacalcium phosphate-derived fluoride-containing apatitic calcium phosphates | |
Sarda et al. | Interaction of folic acid with nanocrystalline apatites and extension to methotrexate (antifolate) in view of anticancer applications | |
Martínez-Casado et al. | Bioinspired citrate–apatite nanocrystals doped with divalent transition metal ions | |
Kapolos et al. | Formation of calcium phosphates in aqueous solutions in the presence of carbonate ions | |
Onoki et al. | New technique for bonding hydroxyapatite ceramics and magnesium alloy by hydrothermal hot-pressing method | |
Sakhno et al. | A step toward control of the surface structure of biomimetic hydroxyapatite nanoparticles: effect of carboxylates on the {010} P-rich/Ca-rich facets ratio | |
KR20140146161A (ko) | 아파타이트 결정 | |
Komlev et al. | Synthesis of octacalcium phosphate by precipitation from solution | |
Rabadjieva et al. | Precipitation and phase transformation of dicalcium phosphate dihydrate in electrolyte solutions of simulated body fluids: Thermodynamic modeling and kinetic studies | |
Spanos et al. | Seeded growth of hydroxyapatite in simulated body fluid | |
Rokidi et al. | The calcium phosphate− calcium carbonate system: growth of octacalcium phosphate on calcium carbonates | |
Zhang et al. | Phosphorylated/nonphosphorylated motifs in amelotin turn off/on the acidic amorphous calcium phosphate-to-apatite phase transformation | |
Sakae | Variations in dental enamel crystallites and micro-structure | |
Slimen et al. | Sintering of potassium doped hydroxy-fluorapatite bioceramics | |
RU2526191C1 (ru) | Способ получения карбонатгидроксилапатита из модельного раствора синовиальной жидкости человека | |
RU2640924C1 (ru) | Способ биомиметического синтеза Sr - содержащего карбонатгидроксилапатита, модифицированного брушитом | |
Izmailov et al. | Crystallization of carbonate hydroxyapatite in the presence of strontium ranelate |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20190211 |