Стабилизация аморфного состояния карбонат-фосфатов кальция фосфат-ионами

Аморфный карбонат-фосфат кальция с отношением Ca/P 1,83 получен жидкофазным осаждением из Ca²⁺, PO^3–₄, CO^2-₃  - содержащих растворов при pH 10 и стабилизирован дегидратацией этанолом с последующим прогревом при 400 °C. Присутствие PO^3–₄-ионов в структуре аморфного карбонат-фосфата кальция обуславливает его повышенную устойчивость к превращению в кристаллические фазы. Созревание в Ca²⁺, PO^3–₄ , CO^2-₃  − -содержащем маточном растворе при pH 10 в течение 4 сут способствует превращению аморфного карбонат-фосфата кальция в аморфный карбонат-фосфат кальция / карбонат-гидроксиапатит / кальцит. Совместное влияние PO^3–₄ и CO^2-₃  − - ионов в водной среде на превращение аморфного карбонат-фосфата кальция в карбонат-гидроксиапатит позволяет максимально стабилизировать аморфное состояние, обеспечивающее высокую степень биоактивности.

1. Uskoković, V. Disordering the disorder as the route to a higher order: incoherent crystallization of calcium phosphate through amorphous precursors / V. Uskoković // Cryst. Gr. Des. – 2019. – Vol. 19, N 8. – P. 4340–4357. https://doi.org/10.1021/ acs.cgd.9b00061

2. Introducing the crystalline phase of dicalcium phosphate monohydrate / B. Q. Lu [et al.] // Nature Comm. – 2020. – Vol. 11, N 1. – P. 1–8. https://doi.org/10.1038/s41467-020-15333-6

3. Additives control the stability of amorphous calcium carbonate via two different mechanisms: Surface adsorption versus bulk incorporation / Z. Zou [et al.] // Adv. Funct. Mater. – 2020. – Vol. 30, N 23. – Art. 2000003. https://doi.org/10.1002/ adfm.202000003

4. Use of amorphous calcium carbonate for the design of new materials / B. Cantaert [et al.] // ChemPlusChem. – 2017. – Vol. 82, N 1. – P. 107–120. https://doi.org/10.1002/cplu.201600457

5. Combes, C. Amorphous calcium phosphates: synthesis, properties and uses in biomaterials / C. Combes, C. Rey // Acta Biomater. – 2010. – Vol. 6, N 9. – P. 3362–3378. https://doi.org/10.1016/j.actbio.2010.02.017

6. Ibsen, C. J. S. Apatite formation from amorphous calcium phosphate and mixed amorphous calcium phosphate/amorphous calcium carbonate / C. J. S. Ibsen, D. Chernyshov, H. Birkedal // Chem. Europ. J. – 2016. – Vol. 22, N 35. – P. 12347–12357. https://doi.org/10.1002/chem.201601280

7. Sakae, T. Historical review of biological apatite crystallography / T. Sakae, H. Nakada, J. P. LeGeros // J. Hard Tiss. Biol. – 2015. – Vol. 24, N 2. – P. 111–122. https://doi.org/10.2485/jhtb.24.111

8. Dorozhkin, S. V. Multiphasic calcium orthophosphate (CaPO4) bioceramics and their biomedical applications / S. V. Dorozhkin // Ceram. Intern. – 2016. – Vol. 42, N 6. – P. 6529–6554. https://doi.org/10.1016/j.ceramint.2016.01.062

9. Низкотемпературное формирование и идентификация двухфазных карбонат-фосфатов кальция / И. Е. Глазов [и др.] // Журн. неорган. химии. – 2022. – Т. 67, № 11. – С. 1–13. https://doi.org/ 10.31857/S0044457X22600876

10. Жидкофазный синтез карбонат-гидроксиапатита / И. Е. Глазов [и др.] // Вес. Нац. акад. навук Беларусi. Сер. хiм. навук. – 2019. – Т. 55, № 4. – С. 391–399. https://doi.org/10.29235/1561-8331-2019-55-4-391-399

11. Structural role and spatial distribution of carbonate ions in amorphous calcium phosphate / O. F. Yasar [et al.] // J. Phys. Chem. – 2021. – Vol. 125, N 8. – P. 4675–4693. https://doi.org/10.1021/acs.jpcc.0c10355

12. Апатитные фосфаты кальция: жидкофазное формирование, термические превращения, терминология и идентификация / И.Е. Глазов [и др.] // Журн. неорган. химии. – 2022. – Т. 67, № 2. – С. 193–202. https://doi.org/10.31857/s0044457x22020040

13. Nanoscale Ion Dynamics Control on Amorphous Calcium Carbonate Crystallization: Precise Control of Calcite Crystal Sizes / M. P. Asta [et al.] // J. Phys. Chem. C. – 2020. – Vol. 124, N 46. – P. 25645–25656. https://doi.org/10.1021/acs.jpcc.0c08670

14. Koga, N. Thermally induced transformations of calcium carbonate polymorphs precipitated selectively in ethanol/water solutions / N. Koga, Y. Yamane, T. Kimura // Thermochim. Acta. – 2011. – Vol. 512, N 1–2. – P. 13–21. https://doi.org/10.1016/j. tca.2010.08.016

15. High surface area calcite / L. N. Schultz [et al.] // J. Cryst. Gr. – 2013. – Vol. 371. – P. 34–38. https://doi.org/10.1016/j. jcrysgro.2013.01.049