×
20.08.2014
216.012.ebdf

СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ КАРБОНАТГИДРОКСИЛАПАТИТА ИЗ МОДЕЛЬНОГО РАСТВОРА СИНОВИАЛЬНОЙ ЖИДКОСТИ ЧЕЛОВЕКА

Вид РИД

Изобретение

Юридическая информация Свернуть Развернуть
Краткое описание РИД Свернуть Развернуть
Аннотация: Изобретение относится к области медицины. Описан способ получения карбонатгидроксилапатита, приближенного к неорганическому матриксу костной ткани из модельного раствора синовиальной жидкости человека, в котором готовят модельную среду указанного состава: CaCl - 1.3431 г/л, NaHPO·12HO - 7.4822 г/л, NaCl - 2,8798 г/л, MgCl∙6HO - 0.4764 г/л, NaSO - 1.6188 г/л, КСl - 0.3427 г/л, осаждение проводят при концентрации карбонат-ионов 24 ммоль/л, температуре 22-25°С, значении рН 7.4±0,05 в течение 30 дней. Карбонатгидроксилапатит имеет мономодальное распределение частиц по размерам, при этом значение их среднего диаметра для КГА (42,38 мкм). Карбонат-ионы включены в структуру гидроксилапатита в позициях гидроксильных групп (ОН), что подтверждается данными ИК-спектроскопии и свидетельствует о том, что результатом синтеза является карбонатгидроксилапатит А-типа, который приближен к неорганическому матриксу костной ткани. 2 ил., 3 табл.
Основные результаты: Способ получения карбонатгидроксилапатита, приближенного к неорганическому матриксу костной ткани, из модельного раствора синовиальной жидкости человека, в котором готовят раствор состава: CaCl - 1.3431 г/л, NaHPO∙12HO - 7.4822 г/л, NaCl - 2,8798 г/л, MgCl∙6HO - 0.4764 г/л, NaSO - 1.6188 г/л, КСl - 0.3427 г/л, осаждение проводят при концентрации карбонат-ионов 24 ммоль/л, температуре 22-25°С, значении рН 7.4+0,05 в течение 30 дней.
Реферат Свернуть Развернуть

Изобретение относится к области медицины и созданию новых материалов биомедицинского назначения, которые могут быть использованы при создании биоактивных покрытий карбонатгидроксилапатита на имплантах, при создании бифазных композитов на основе карбонатгидроксилапатита и полимерной органической матрицы.

Известен способ приготовления шихты для керамического материала на основе карбонатгидроксиапатита (патент RU 2391317), заключающийся во взаимодействии водных растворов ацетата кальция с концентрацией 0,25-1,00 М и гидрофосфата калия с концентрацией 0,15-0,60 М в щелочной среде, обеспечиваемой KОН, взятым в 1,2-кратном избытке относительно количества, рассчитанного по реакции. Приготовленная таким образом шихта содержит 65-92% карбонатгидроксиапатита и 8-35% ацетата калия.

Наиболее близким по технической сущности к заявляемому является способ получения биосовместимых материалов для замещения костной ткани в среде синтетической жидкости (SBF), моделирующей состав плазмы крови человека (Jalota S., Bhaduri S.B., Tas А.С.Using a synthetic body fluid (SBF) solution of 27 mM НСО3- to make bone substitutes more osteointegrative. // Materials Science and Engineering, V. 28, 2008, р. 129-140). По данному способу синтез биоматериалов осуществлялся путем выдерживания коллагеновых губок (коллаген I типа) в растворе близком по составу и содержанию неорганических ионов к плазме крови человека при физиологических значениях температуры 37°С и рН=7,4 в течение 7 дней. При этом стабилизация рН модельного SBF раствора проводилась при помощи буферной смеси трис-гидрокиметил-аминометана и соляной кислоты (Трис-HCl), что также позволило провести эксперимент при постоянной концентрации одного из важных ионов плазмы крови НСО3- (27 ммоль/л). Способ позволяет получить композиты коллаген-апатит-фосфат кальция (коллаген-Ар-Сар) с наноразмерами частиц и высокой площадью поверхности, что способствует улучшению остеогенеза при замещении костных дефектов в живом организме. К недостаткам его следует отнести отсутствие возможности получения карбонатгидроксилапатита, основного компонента костной ткани человека.

Задачей заявляемого изобретения является разработка способа получения карбонатидроксилапатита из модельного раствора синовиальной жидкости человека.

Указанный технический результат достигается тем, что предложен способ получения карбонатгидроксилапатита, приближенного к неорганическому матриксу костной ткани из модельного раствора синовиальной жидкости человека, в котором готовят модельную среду указанного состава: СаСl2 - 1.3431 г/л, Na2HPO4∙12Н2О - 7.4822 г/л, NaCl - 2,8798 г/л, MgCl2∙6Н2O - 0.4764 г/л, Na2SO4 - 1.6188 г/л, KС1 - 0.3427 г/л, осаждение проводят при концентрации карбонат-ионов 24 ммоль/л, температуре 22-25°С, значении рН 7.4±0,05 в течение 30 дней.

Синтез карбонатгидроксилапатита осуществлялся из модельной среды, приближенной по ионно-электролитному составу, рН, ионной силы к синовиальной жидкости человека. Осаждение из растворов проводилось при значении рН 7.4±0,05, которое соответсвует 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 этом корректировка рН до требуемых физиологических значений осуществлялась путем добавления 20%-ого раствора NaOH или концентрированной НСl. Синтез проводили при температуре 22-25°С. Для получения карбонатсодержащих материалов на основе апатита в модельных опытах проводилось варьирование физиологической концентрации карбонат-ионов (СО32-) в интервале от 0 до 32 ммоль/л. 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). При этом содержание остальных минеральных составляющих соответствовало таковым для синовиальной жидкости человека (табл.1).

Таблица 1
Средние концентрации неорганических ионов синовиальной жидкости человека при разных значениях рН, ммоль/л
Компонент-ион (ммоль/л) рН
7.40±0.05
Кальций 12.1
Фосфаты 20.9
Натрий 140.0
Магний 1.10
Калий 4.60
Хлорид 103.0
Карбонат 0÷32.00
Сульфат 11.40

Для приготовления модельных растворов использовались соли (СаСl2, Na2HPO4∙12Н2O, MgCl2∙6Н2O, NaHCO3, Na2SO4, KСl, NaCl) 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. При этом полученная ионная сила отличалась от исходного значения не более чем на 0,03. Для получения достаточного количество твердой фазы использовали модельный раствор, пересыщенный относительно ионов кальция в 50 раз. Кристаллизация твердой фазы осуществлялась в течение 30 суток.

После вызревания осадка под маточным раствором в течение выбранного промежутка времени раствор фильтровали под вакуумом. Осадок высушивали при температуре ~100°С до постоянной массы для полного удаления химически не связанной воды. Взвешивали полученную твердую фазу и изучали методами РФА (Дрон-3М), ИК-Фурье-спектроскопии (ФТ-801, таблетки КВr) и дисперсионного анализа синтезированного карбонатгидроксилапатита на лазерном дифракционном анализаторе размеров частиц Shimadzu SALD-2101 (Laser Diffraction Particle Size Analyzer).

В жидких фазах фиксировали конечное значение рН и определяли химическими методами остаточные концентрации ионов кальция и магния (РД 52.24.403-94) и фосфат-ионов (ГОСТ 18309-72). В работе использовалась математическая обработка спектров с помощью программного пакета PeakFit_v 4.11. (Shi J., Klocke A., Zhang M., Bismayer U. Thermally-induced structural modification of dental enamel apatite: Decomposition and transformation of carbonate groups. European Journal of Mineralogy. 2005. Vol.17. P.769-775), заключающаяся в разложении спектральной области 400-650 см-1 на три элементарных полосы поглощения (распределение по Лоренцу, Р=0.99). По результатам разложения рассчитан параметр инфракрасного расщепления антисимметричного деформационного колебания ν4 связи О-Р-О, полученный как отношение интенсивностей двух пиков к интенсивности «впадины» между ними:

IRSF=I(564 см-1)+I(604 см-1)/I(584 см-1).

По его величине оценивалась степень кристалличности исследуемого минерала. По данным РФА во всем диапазоне варьирования концентраций карбонатов-ионов получены гидроксилапатит низкой кристалличности, для которого оценены параметры кристаллической решетки (табл.2)

Таблица 2
Кристаллографические параметры решетки апатитов
ССО32-. ммоль/л 0 8 16 24 32 Костная ткань ГА
α 9,68 9,75 9,74 9,76 9,72 9,41 9,43
с 6,49 6,37 6,39 6,64 6,38 6,89 6,89
с/α 0,67 0,64 0,65 0,68 0,66 0,73 0,73

Известно, что величины параметров α и с элементарной ячейки синтезированных образцов отличаются от таковой для костной ткани и стехиометричного гидроксилапатита (Улумбекова Э.Г., Челышева Ю.А. Гистология (введение в патологию). - М.: ГЭОТАР, 1997. - 960 с.) Параметр α образцов по сравнению с апатитом кости больше, а с напротив уменьшается. Такие характеристики кристаллической решетки характерны для нестехиометрических кальцийдефицитных гидроксилапатитов, в том числе карбонатсодержащих [Улумбекова Э.Г., Челышева Ю.А. Гистология (введение в патологию). - М.: ГЭОТАР, 1997. - 960 с.].

На фиг.1 представлены ИК-спектры образцов, синтезированного при: ССО32-=0 ммоль/л (1), ССО32-=8 ммоль/л (2), ССО32-=24 ммоль/л (3), ССО32-=32 ммоль/л (4)), полученные во всем диапазоне варьирования карбонат-ионов. Диапазон частот 3440-3400 см-1 соответствует валентным колебаниям νН2O; интервал 1680-1610 см-1 принадлежит деформационным колебаниям Н-О-Н в Н2О; 1480-1410 см-1 -асимметричным валентным колебаниям С-O в СО32- В-типа (ν3CO32-); 1090-1030 см1- - асимметричным валентным колебаниям υ3 Р-O в РО43-; 968-958 см-1 - полносимметричное валентное колебание υ1 и υ3 P-O в РО43-; 893-894 см-1 - колебания НРО42-; 875-879 см-1 - деформационное колебание О-С-О в СО32- А и В-типа (ν2 СO32-); 634-632 см-1 - либрационные полосы поглощения ОН-; 605-564 см-1 - деформационное колебание υ4 О-Р-О в РO43-.

Для каждого образца по ИК-спектрам были рассчитаны индексы кристалличности (табл.3), максимальная кристалличность (IRSF) отмечена у образца, синтезированного в отсутствии карбонатов (фиг.1). Необходимо отметить, что при концентрации карбонатов, равной 24 ммоль/л, наблюдается индекс кристалличности (IRSF) наиболее близкий к здоровой костной ткани человека (Лемешева С.А. Химический состав, свойства костного апатита и его аналогов: Дис.к.х.н., Омск 2009. 177 с). Следовательно, концентрация карбонатов-ионов (24 ммоль/л) обеспечивает получение карбонатгидроксилапатита, приближенного к неорганическому матриксу костной ткани человека.

Таблица 3

Данные химического анализа модельного раствора

ССО32- ммоль/л 0 8 16 24 32
Са/Р 0,42 0,33 0,25 0,20 0,06
mосадка 2,86 4,25 4,73 5,27 4,59
IRSF 7,18 6,68 6,05 5,23 6,77

Распределение частиц по размерам представлено на фиг.2. Распределение частиц синтетических фосфатов кальция по размерам является важным параметром при характеристике физико-химических свойств дисперсных систем. Согласно данным анализа дисперсного состава синтетических порошков для образцов карбонатгидроксилапатита характерно мономодальное распределение частиц по размерам, при этом значение их среднего диаметра для КГА (42,38 мкм).

Таким образом, заявляемый способ позволяет в условиях, моделирующих синовиальную жидкость (основного компонента сустава), получить карбонатгидроксилапатит, приближенный к неорганическому матриксу костной ткани человека.

Способ получения карбонатгидроксилапатита, приближенного к неорганическому матриксу костной ткани, из модельного раствора синовиальной жидкости человека, в котором готовят раствор состава: CaCl - 1.3431 г/л, NaHPO∙12HO - 7.4822 г/л, NaCl - 2,8798 г/л, MgCl∙6HO - 0.4764 г/л, NaSO - 1.6188 г/л, КСl - 0.3427 г/л, осаждение проводят при концентрации карбонат-ионов 24 ммоль/л, температуре 22-25°С, значении рН 7.4+0,05 в течение 30 дней.
СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ КАРБОНАТГИДРОКСИЛАПАТИТА ИЗ МОДЕЛЬНОГО РАСТВОРА СИНОВИАЛЬНОЙ ЖИДКОСТИ ЧЕЛОВЕКА
СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ КАРБОНАТГИДРОКСИЛАПАТИТА ИЗ МОДЕЛЬНОГО РАСТВОРА СИНОВИАЛЬНОЙ ЖИДКОСТИ ЧЕЛОВЕКА
Источник поступления информации: Роспатент

Showing 1-10 of 30 items.
27.05.2013
№216.012.4538

Термохимический датчик

Изобретение относится к газовому анализу и может быть использовано в газоанализаторах для определения концентрации водородсодержащих горючих газов в окружающей среде и позволяет расширить диапазон измерения концентрации водородсодержащих горючих газов до 100 об.%. Термохимический датчик...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002483297
Дата охранного документа: 27.05.2013
10.09.2013
№216.012.66e7

Способ получения модифицированного сорбента платиновых металлов

Изобретение относится к области химической технологии, в частности к способам получения сорбционных материалов. Способ заключается в нанесении полианилина на поверхность носителя в окислительных условиях. Для повышения емкости по платиновым металлам и увеличения селективности сорбент переводят...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002491990
Дата охранного документа: 10.09.2013
20.10.2013
№216.012.771a

Способ моделирования костной кристаллизации при коксартрозе in vitro

Изобретение относится к области экспериментальной медицины, в частности к области травматологии и ортопедии и конкретно к методам моделирования патологических процессов образования минеральных фаз при костных заболеваниях. Способ включает получение минеральных фаз, составляющих основу...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002496150
Дата охранного документа: 20.10.2013
20.02.2014
№216.012.a275

Испаритель для вакуумного нанесения тонких пленок металлов и полупроводников

Изобретение относится к технологии нанесения тонких пленок, а именно к испарителям, и может быть использовано для напыления пленок из драгоценных металлов и сплавов. Технический результат - повышение гравитационной стабильности расплава, уменьшение разбрызгивания, увеличение эффективной...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002507304
Дата охранного документа: 20.02.2014
20.05.2014
№216.012.c34e

Керамический материал

Изобретение относится к области криоэлектроники и может быть использовано при создании элементов наноэлектроники, активных элементов криоэлектронных схем, работающих в условиях космического вакуума и холода и использующих новые проводящие керамические материалы с очень малым температурным...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002515757
Дата охранного документа: 20.05.2014
20.07.2014
№216.012.e15a

Способ получения углеродминерального сорбента из сапропеля для очистки воды от многокомпонентных загрязнений

Изобретение относится к области получения сорбционных материалов для очистки сточных и природных вод. Сорбент получают путем термообработки сапропеля с содержанием минеральной составляющей 54-85%. Термообработку производят при температуре 300-350°C в воздушной среде. Полученный сорбент является...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002523476
Дата охранного документа: 20.07.2014
10.11.2014
№216.013.03b8

Способ получения биомиметического кальций-фосфатного покрытия на сплавах титана из модельного раствора синовиальной жидкости человека

Изобретение относится к области медицины и созданию новых материалов биомедицинского назначения, которые могут быть использованы при создании биоактивных кальций-фосфатных покрытий на имплантатах, при создании бифазных композитов на основе фосфатов кальция и сплавов титана. Заявлен способ...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002532350
Дата охранного документа: 10.11.2014
20.11.2014
№216.013.0781

Способ определения суммарного содержания фенолов в водах

Изобретение может быть использовано для определения суммарного содержания фенолов в природных и очищенных сточных водах. Способ включает отбор пробы, обработку пробы избытком диазотированной сульфаниловой кислоты в щелочной среде, измерение оптической плотности окрашенного раствора на...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002533322
Дата охранного документа: 20.11.2014
10.04.2015
№216.013.3acb

Способ получения порошкового материала на основе карбонатгидроксиапатита и брушита

Изобретение относится к области медицины, а именно к способу получения порошкового материала на основе карбонатгидроксиапатита и брушита, который может быть использован для создания новых керамических, композиционных материалов, цементных масс и лечебных паст для травматологии, ортопедии,...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002546539
Дата охранного документа: 10.04.2015
10.05.2015
№216.013.4b2a

Способ формирования тонкопленочных микромостиков

Изобретение относится к приборам с использованием сверхпроводимости, в частности к приборам с переходом между различными материалами с использованием эффекта Джозефсона. Указанный результат достигается тем, что предложен способ формирования тонкопленочных микромостиков, в котором наносят...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002550749
Дата охранного документа: 10.05.2015
Showing 1-10 of 37 items.
27.05.2013
№216.012.4538

Термохимический датчик

Изобретение относится к газовому анализу и может быть использовано в газоанализаторах для определения концентрации водородсодержащих горючих газов в окружающей среде и позволяет расширить диапазон измерения концентрации водородсодержащих горючих газов до 100 об.%. Термохимический датчик...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002483297
Дата охранного документа: 27.05.2013
10.09.2013
№216.012.66e7

Способ получения модифицированного сорбента платиновых металлов

Изобретение относится к области химической технологии, в частности к способам получения сорбционных материалов. Способ заключается в нанесении полианилина на поверхность носителя в окислительных условиях. Для повышения емкости по платиновым металлам и увеличения селективности сорбент переводят...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002491990
Дата охранного документа: 10.09.2013
20.10.2013
№216.012.771a

Способ моделирования костной кристаллизации при коксартрозе in vitro

Изобретение относится к области экспериментальной медицины, в частности к области травматологии и ортопедии и конкретно к методам моделирования патологических процессов образования минеральных фаз при костных заболеваниях. Способ включает получение минеральных фаз, составляющих основу...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002496150
Дата охранного документа: 20.10.2013
20.02.2014
№216.012.a275

Испаритель для вакуумного нанесения тонких пленок металлов и полупроводников

Изобретение относится к технологии нанесения тонких пленок, а именно к испарителям, и может быть использовано для напыления пленок из драгоценных металлов и сплавов. Технический результат - повышение гравитационной стабильности расплава, уменьшение разбрызгивания, увеличение эффективной...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002507304
Дата охранного документа: 20.02.2014
20.05.2014
№216.012.c34e

Керамический материал

Изобретение относится к области криоэлектроники и может быть использовано при создании элементов наноэлектроники, активных элементов криоэлектронных схем, работающих в условиях космического вакуума и холода и использующих новые проводящие керамические материалы с очень малым температурным...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002515757
Дата охранного документа: 20.05.2014
20.07.2014
№216.012.e15a

Способ получения углеродминерального сорбента из сапропеля для очистки воды от многокомпонентных загрязнений

Изобретение относится к области получения сорбционных материалов для очистки сточных и природных вод. Сорбент получают путем термообработки сапропеля с содержанием минеральной составляющей 54-85%. Термообработку производят при температуре 300-350°C в воздушной среде. Полученный сорбент является...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002523476
Дата охранного документа: 20.07.2014
10.11.2014
№216.013.03b8

Способ получения биомиметического кальций-фосфатного покрытия на сплавах титана из модельного раствора синовиальной жидкости человека

Изобретение относится к области медицины и созданию новых материалов биомедицинского назначения, которые могут быть использованы при создании биоактивных кальций-фосфатных покрытий на имплантатах, при создании бифазных композитов на основе фосфатов кальция и сплавов титана. Заявлен способ...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002532350
Дата охранного документа: 10.11.2014
20.11.2014
№216.013.0781

Способ определения суммарного содержания фенолов в водах

Изобретение может быть использовано для определения суммарного содержания фенолов в природных и очищенных сточных водах. Способ включает отбор пробы, обработку пробы избытком диазотированной сульфаниловой кислоты в щелочной среде, измерение оптической плотности окрашенного раствора на...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002533322
Дата охранного документа: 20.11.2014
20.11.2014
№216.013.0791

Способ нагрева и определения температуры образцов

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для нагрева и измерения температуры образцов, прозрачных в инфракрасной области излучения (ИК). Предложен способ определения температуры образцов, прозрачных в ИК-области, подвергаемых воздействию потоками заряженных частиц...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002533338
Дата охранного документа: 20.11.2014
10.04.2015
№216.013.3acb

Способ получения порошкового материала на основе карбонатгидроксиапатита и брушита

Изобретение относится к области медицины, а именно к способу получения порошкового материала на основе карбонатгидроксиапатита и брушита, который может быть использован для создания новых керамических, композиционных материалов, цементных масс и лечебных паст для травматологии, ортопедии,...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002546539
Дата охранного документа: 10.04.2015
+ добавить свой РИД