Характеристика и сравнение биогенных гидроксиапатитов аналитическими методиками

Full Text

Обоснование. Эмаль наших зубов на 95–97 % [1] состоит из неорганических веществ, основным компонентом которых является гидроксиапатит, на 70–75 % — дентин, на 60–70 % — костная ткань [2]. Когда этих кристаллов недостаточно, развиваются такие процессы, как кариес, переломы, системные заболевания скелета и т. д.

Использовать гидроксиапатит в качестве остеопластического, реминерализирующего и остеокондуктивного материала российские ученные догадались еще в 90-е годы [3–5]. Синтезированные гидроксиапатиты, помимо отторжения, проявляли низкую скорость биорезорбции и относительно слабую остеоиндукцию. В то время как биогенный гидроксиапатит является полным аналогом минеральной матрицы костной ткани человека [6].

Цель — характеризация биогенных гидроксиапатитов губчатого и компактного вещества костной ткани человека и млекопитающих по показателям «Подлинность», «Морфология кристалличности» и «Оптическая активность».

Методы. С помощью аналитических методик мы провели сравнительный анализ биогенных гидроксиапатитов губчатого и компактного вещества костной ткани человека и млекопитающих (Bos taurus L., Sus scrofa domestica L., Capra hircus L. и Oryctolagus cuniculus domesticа L.). Аналитические методы (метод нарушенного полного внутреннего отражения, счетно-фотометрический метод, определение осмоляльности и поляриметрия) представлены в Государственной фармакопее XV версии [7]: ОФС.1.2.1.1.0002.15 «Спектрометрия в инфракрасной области», ОФС.1.4.2.0006.15 «Невидимые механические включения в лекарственных формах для парентерального применения», ОФС.1.2.1.0003.15 «Осмолярность» и ОФС.1.2.1.0018.15 «Поляриметрия».

Результаты. Методом нарушенного полного внутреннего отражения было показано, что биокомпозитный материал представляет собой однофазовый гидроксиапатит.

Кристаллическое фазовое состояние гидроксиапатита в 2 раза превышает аморфное состояние губчатого вещества по отношению к компактному у человека и козы, компактного вещества по отношению к губчатому у коровы, свиньи и кролика. Высокоориентированные структуры имеют образцы гидроксиапатита губчатого вещества человека и компактного вещества кролика.

В образцах гидроксиапатита костной ткани человека и свиньи более 90 % составляют частицы размером 5–10 мкм, более 60–80 % — в образцах коровы, кролика и козы, остальные частицы размером 10–25 мкм составляют наименьшую группу, в образцах коровы, кролика и свиньи также отмечено около 1 % частицы размером 25–50 мкм. По сравнению с человеческим гидроксиапатитом образцы млекопитающих богаты частицами размером 5–10 мкм и в среднем превышают показатель в 10 раз, а фракция 10–25 в среднем в 22 раза.

Оптическая активность гидроксиапатита губчатого вещества человека была почти в 3 раза больше, чем у компактного, у свиньи в 1,7 раза, а оптическая активность гидроксиапатита компактного вещества коровы в 1,5 раз больше губчатого, у образцов козы и кролика не обнаружено значимой разницы.

Выводы. У человека и млекопитающих, таких как корова, коза, свинья и кролик, можно предсказать более интенсивное образование кристаллов и содержание частиц определенного размера для губчатого или компактного вещества костных тканей. Это может помочь в будущем при выборе более подходящего материала для самых разных целей: компактное вещество подойдет больше для создания ортопедических материалов, а губчатое — для заживления костных ран или восстановления эмали зубов.

About the authors

Самарский национальный исследовательский университет имени академика С.П. Королева

Author for correspondence.
Email: icanvikstan.2008@yandex.ru

магистрант 2-го курса, группа 4202-060401D, биологический факультет

Russian Federation, Самара

References

Supplementary files