×
10.05.2018
218.016.473f

Способ биомиметического синтеза Sr-содержащего карбонатгидроксилапатита, допированного брушитом

Вид РИД

Изобретение

Юридическая информация Свернуть Развернуть
Краткое описание РИД Свернуть Развернуть
Аннотация: Изобретение относится к области медицины и созданию новых материалов биомедицинского назначения. Способ биомиметического синтеза Sr-содержащего карбонатгидроксилапатита, модифицированного брушитом, приближенного к неорганическому матриксу кости, из модельного раствора синовиальной жидкости человека, включает получение неорганического вещества в искусственно созданной среде, для приготовления которой используют дистиллированную воду, CaCl - 0,6715 г/л, NaHPO⋅12HO - 7,4822 г/л, NaCl - 2,8798 г/л, NaHCO - 2,0160 г/л, MgCl⋅6HO - 0,4764 г/л, NaSO - 1,6188 г/л, KCl - 0,3427 г/л и SrCl⋅6HO в количестве, обеспечивающем концентрацию ионов Sr - 0, 6715 г/л. Проводят осаждение при значении рН=7,4 в течение 14 дней. Осадок фильтруют и сушат при температуре 100°С в течение 4 часов. Использование способа позволяет получить порошковый материал на основе Sr-содержащего карбонатгидроксилапатита и брушита, который может быть использован травматологами и ортопедами при лечении больных, страдающих остеопорозом и принимающих Sr-содержащие препараты, а также для разработки новых форм лекарственных препаратов, способствующих адресной доставке лекарственных средств. 2 табл., 2 ил.
Реферат Свернуть Развернуть

Изобретение относится к области медицины и созданию новых материалов биомедицинского назначения, а именно к способам получения смесей фосфатов кальция (ФК), которые являются биологически активными соединениями. Материалы на основе фосфатов кальция широко применяются для создания новых керамических, композиционных материалов, цементных масс и лечебных паст для травматологии, ортопедии, челюстно-лицевой хирургии и стоматологии, для регенерации поврежденных костных тканей посредством постепенного замещения материала новообразующейся костной тканью.

Известен способ получения наноразмерного порошка для биоматериалов на основе системы ГА - карбонат кальция (патент №2440149). В прототипе двухфазные смеси получали в результате химического осаждения из водных растворов гидрокарбоната и гидрофосфата аммония и водного раствора, содержащего взвесь гидроксида кальция, с последующей промывкой в этаноле, фильтрованием и сушкой до удаления жидкой фазы.

Согласно изобретению сразу после осаждения порошок подвергают старению в маточном растворе в течение не менее 14 суток. В результате получают продукт состава 75÷85 масс. % ГА и 15÷25 масс. % карбоната кальция, характеризующийся площадью удельной поверхности не менее 210 г/м2.

К недостаткам данного технического решения можно отнести наличие фазы CaCO3, которая, как известна не является составляющей нормальной костной ткани, трудность регулирования состава смеси и площади удельной поверхности и растворимости.

Наиболее близким по технической сущности к заявляемому является способ получения Sr-замещенного гидроксилапатита (Terra J, Dourado E.R.. Eon J.G., Ellis D.E., Gonzalez G., Rossi A.M. The structure of strontium-doped hydroxyapatite: an experimental and theoretical study // Phys Chem Chem Phys. 2009 Jan 21; 11(3): 568-77). По данному способу образцы стронция-замещенного гидроксилапатита были синтезировали с помощью добавления в водный раствор, содержащий Са(NO3)2 и Sr(NO3)2, по каплям (NH4)2HPO4 при скорости потока 5 мл /мин и температуре 90°C. Значение рН=10 поддерживалась NH4OH. После осаждения суспензию выдерживали в течение 3 ч.

Осадок затем отделяли фильтрованием и многократно промывали кипящей деионизированной водой и сушили при 100°С.

Способ позволяет получать нанокристаллы Sr-содержащего гидроксилапатита с различным содержанием стронция в гидроксилапатите. К недостаткам метода следует отнести отсутствие возможности получения смесей Sr-содержащего карбонатгидроксилапатита и брушита, синтез проводится при значении рН=10, исключающем образование кристаллов брушита.

Задачей заявляемого изобретения является разработка биомиметического синтеза порошкового материала на основе Sr-содержащего карбонатгидроксиапатита и брушита, который в дальнейшем может быть использован для адресной доставки лекарственных средств.

Указанный технический результат достигается тем, что предложен способ биомиметического синтеза Sr-содержащего карбонатгидроксилапатита, допированного брушитом, приближенного к неорганическому матриксу кости, из модельного раствора синовиальной жидкости человека, включающий получение неорганического вещества в искусственно созданной среде, для приготовления которой используют дистиллированную воду, CaCl2 - 0,6715 г/л, Na2HPO4⋅12H2O - 7,4822 г/л, NaCl - 2,8798 г/л, NaHCO3 - 2,0160 г/л, MgCl2⋅6H2O - 0,4764 г/л, Na2SO4 - 1,6188 г/л, KCl - 0,3427 г/л и SrCl2⋅6H2O в количестве, обеспечивающем концентрацию ионов Sr - 0,6715 г/л, проводят осаждение при значении рН=7.4, в течение 14 дней, полученный осадок фильтруют, сушат при температуре 100°С 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, рН, ионной силы к синовиальной жидкости человека. Осаждение из растворов проводилось при значении рН=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. 2003. 297 с.]. При этом корректировка рН 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]. При этом средние концентрации неорганических ионов синовиальной жидкости человека при разных значениях рН, ммоль/л представлены в таблице 1.

Для приготовления модельных растворов использовались соли (CaCl2, Na2HPO4⋅12H2O, MgCl2⋅6Н2О, NaHCO3, Na2SO4, KCl, NaCl, SrCl2⋅6Н2О) 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 порошкового материала на основе Sr-содержащего карбонатгидроксиапатита и брушита в модельные опыты добавляли ионы стронция, равные 50% от максимально возможной концентрации ионов кальция. В качестве источников ионов Sr2+ были использованы неорганическая соль SrCl2⋅6H2O. Кристаллизация твердой фазы осуществлялась в течение 7, 14 дней. Осадок высушивали при температуре ~100°C. Синтетические твердые фазы исследовали с применением комплекса физико-химических методов: РФА (D8 Advance, Bruker; программа TOPAS 3.0 (Bruker) - количественный фазовый анализ поликомпонентных образцов, расчет размеров кристаллитов (областей когерентного рассеяния - ОКР)). Идентификация фаз выполнялась с применением базы данных ICDD PDF для порошковой дифракции; ИК-Фурье-спектроскопия (Фурье-спектрометры IRPrestige-21, «Shimadzu», таблетки с KBr); элементный состав продуктов синтеза определен методом атомно-эмиссионого анализа (Varian 710-HS «Agilent Techologies»).

В полученных твердых фазах с помощью атомно-эмиссионого анализа было определено содержание ионов стронция. Результаты этого анализа показывают, что в состав полученных образцов входит стронций. При этом содержание ионов стронция в осадках коррелирует с фазовым составом полученных твердых фаз. Для определения качественного состава синтезированного материала использовалась ИК-спектроскопия.

На фиг. 1 представлены результаты ИК-спектров для образцов порошков 1 и 2, полученные при времени синтеза - 7 дней и 14 дней соответственно.

Все ИК-спектры полученных порошков характеризуются наличием полос валентных колебаний ОН-групп в области длин волн 3570-3730 см-1 и деформационных колебаний при 3000-3600 см-1 - О-Н групп, участвующих в образовании водородных связей. Можно также отметить полосы деформационных колебаний υ4 О-Р-O в РО43- 640-550 см-1, асимметричных валентных колебаний υ3 Р-O в РО43-; 1060-1030 см-1, деформационных колебаний О-С-O в СО32- 870-879 см-1. Установлено, что карбонат-ионы включены в структуру гидроксилапатита в позиция гидроксильных групп (ОН), что свидетельствует о том, что результатом синтеза является карбонатгидроксиланатит А-типа.

На фиг. 2 представлены результаты РФА для образцов порошков 1 и 2, полученных при времени синтеза 7 дней и 14 дней соответственно. По данным РФА обнаружены пики О - брушита - OCaHPO4(H2O)2 с моноклинной решеткой (пр. группа Ia(9)) и пики * - гидроксилапатита, широкие рефлексы плохо окристаллизованной фазы со структурой, близкой к гексагональной структуре.

Гидроксилапатит, как известно, относится к пространственной группе Р 63/m (176) с параметрами решетки а=9.424 , с=6.879 (01-074-0565). Так как в исходный состав синовиальной жидкости входят карбонат-ионы, то можно предположить, что образующееся соединение может являться Sr-Ca-карбонат-фосфат-гидратом с возможной формулой Са8-nSrnH2(РО)4⋅6Н2О⋅NaHCO3⋅Н2О. Что касается фазы брушита, то здесь можно отметить следующее: кроме того, что в образцах присутствует текстурирование в направлении [010], наблюдается размытие пиков с увеличением угла дифракции выше 30°. Полученные рентгенографические данные указывают на то, что при замещении Ca на Sr происходит увеличение параметров элементарной ячейки без изменения структуры и смещении отражений [002] и [300] в сторону малых углов 2θ. Установлено, что с увеличением времени выдерживания осадков под маточным раствором происходит превращение кинетически устойчивой фазы брушита в термодинамически более устойчивую Sr-содержащего карбонатгидроксилапатита.

Установлено, что в ходе синтеза возможно получение порошкового материала на основе Sr-содержащего карбонатгидроксиапатита и брушита. при фиксированном значении ионов стронций и кальция и варьировании времени синтеза, характеристики полученных порошков представлены в табл. 2.

Результаты данного исследования могут быть использованы травматологами и ортопедами при лечения больных, страдающих остеопорозом и принимающих Sr-содержащие препараты, а также для разработки новых форм лекарственных препаратов, способствующих адресной доставки лекарственных средств.

Способ биомиметического синтеза Sr-содержащего карбонатгидроксилапатита, допированного брушитом, приближенного к неорганическому матриксу кости, из модельного раствора синовиальной жидкости человека, включающий получение неорганического вещества в искусственно созданной среде, для приготовления которой используют дистиллированную воду, CaCl - 0,6715 г/л, NaHPO⋅12HO - 7,4822 г/л, NaCl - 2,8798 г/л, NaHCO - 2,0160 г/л, MgCl⋅6HO - 0,4764 г/л, NaSO - 1,6188 г/л, KCl - 0,3427 г/л и SrCl⋅6HO в количестве, обеспечивающем концентрацию ионов Sr - 0,6715 г/л, проводят осаждение при значении рН=7.4, в течение 14 дней, полученный осадок фильтруют, сушат при температуре 100°С в течение 4 часов.
Способ биомиметического синтеза Sr-содержащего карбонатгидроксилапатита, допированного брушитом
Способ биомиметического синтеза Sr-содержащего карбонатгидроксилапатита, допированного брушитом
Источник поступления информации: Роспатент

Showing 1-10 of 17 items.
26.08.2017
№217.015.e159

Способ получения гуминового сорбента из сапропеля для очистки сточных вод

Изобретение относится к технологии получения органоминеральных сорбентов, которые могут быть использованы для очистки водных растворов и сточных вод от тяжелых металлов. Навеску сапропеля обрабатывают щелочью с концентрацией 3,5%, полученный раствор отделяют от нерастворившейся...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002625576
Дата охранного документа: 17.07.2017
26.08.2017
№217.015.e483

Способ получения биомиметического кремний-содержащего кальций-фосфатного покрытия на сплавах титана из модельного раствора межклеточной жидкости человека

Изобретение относится к области медицины. Описан способ получения биомиметического кремний-содержащего кальций-фосфатного покрытия на сплавах титана из модельного раствора межклеточной жидкости человека, в котором предварительно готовят раствор состава: CaCl - 3.7424 г, MgCl - 0.6092 г, КНРO -...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002626604
Дата охранного документа: 28.07.2017
20.01.2018
№218.016.1e55

Способ моделирования процесса образования оксалатного мочевого камня

Изобретение относится к области медицины, а именно к методам экспериментального моделирования патологических процессов, протекающих в мочевой системе. Предлагаемый способ моделирования процесса образования оксалатного мочевого камня основан на выращивании камня в искусственно созданной...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002640923
Дата охранного документа: 12.01.2018
20.01.2018
№218.016.1e64

Способ биомиметического синтеза sr - содержащего карбонатгидроксилапатита, модифицированного брушитом

Изобретение относится к области медицины. Описан способ биомиметического синтеза Sr-содержащего карбонатгидроксилапатита, модифицированного брушитом, приближенного к неорганическому матриксу кости, из модельного раствора синовиальной жидкости человека, включающий получение неорганического...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002640924
Дата охранного документа: 12.01.2018
10.05.2018
№218.016.4638

Способ формирования тонких пленок аморфного кремния

Изобретение относится к способу формирования тонких пленок аморфного кремния и к устройству для его осуществления. Способ основан на осаждении продуктов разложения силансодержащей газовой смеси на нагретую подложку, которое выполняют в плазме ВЧЕ-разряда в разрядной камере изолированно...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002650381
Дата охранного документа: 11.04.2018
10.05.2018
№218.016.4714

Способ коррекции и профилактики нарушений зрения упражнениями с элементами бадминтона

Изобретение относится к медицине, а именно к офтальмологии, и может быть использовано при проведении коррекции и профилактики нарушений зрения, а именно миопии, гиперметропии, астигматизма, спазма аккомодации. Для этого не менее 4 раз в неделю в течение не менее 6 месяцев проводят тренировки с...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002650589
Дата охранного документа: 16.04.2018
13.10.2018
№218.016.914d

Способ определения суммарного содержания моноциклических ароматических углеводородов в водах

Изобретение относится к области аналитической химии применительно к определению суммарного содержания однотипных органических соединений, в частности углеводородов. Способ включает отбор пробы, экстракцию углеводородов, сорбционную очистку экстракта и хроматографический анализ экстракта,...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002669405
Дата охранного документа: 11.10.2018
29.05.2019
№219.017.638c

Пиридиновые производные бис(3,4-дигидрохиноксалин-2(1н)-она) и бис(3,4-дигидро-2н-бензо[b][1,4]оксазин-2-она), обладающие анальгетической активностью

Изобретение относится к новым соединениям (3Z,3'Z)-3,3'-[(2,6-диметилпиридин-3,5-диил)бис(2-оксоэтан-2-ил-1-илиден)]бис(3,4-дигидрохиноксалин-2(1H)-ону (Iа) и (3Z,3'Z)-3,3'-[(2,6-диметилпиридин-3,5-диил)бис(2-оксоэтан-2-ил-1-илиден)]бис(3,4-дигидро-2H-бензо[b][1,4]оксазин-2-ону (Ib) с общей...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002688217
Дата охранного документа: 21.05.2019
17.10.2019
№219.017.d696

Способ получения биомиметического кальций-фосфатного модифицированного желатином покрытия на сплавах титана из модельного раствора межклеточной жидкости человека

Изобретение относится к созданию новых материалов биомедицинского назначения. Способ получения биомиметического кальций-фосфатного модифицированного желатином покрытия на сплавах титана из модельного раствора межклеточной жидкости человека включает приготовление раствора состава: CaCl - 3,7424...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002702991
Дата охранного документа: 15.10.2019
18.10.2019
№219.017.d826

Способ формирования пустот в ионных кристаллах

Изобретение относится к использованию ударных волн для проведения химических реакций или для модификации кристаллической структуры веществ, в частности к способу формирования пустот в ионных кристаллах KBr. Способ заключается в том, что на поверхность пластины кристалла KBr особой чистоты...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002703254
Дата охранного документа: 15.10.2019
Showing 1-10 of 21 items.
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
20.08.2014
№216.012.ebdf

Способ получения карбонатгидроксилапатита из модельного раствора синовиальной жидкости человека

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...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002526191
Дата охранного документа: 20.08.2014
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
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
10.06.2015
№216.013.52f3

Способ получения гранул карбонатгидроксилапатита в матрице желатина

Изобретение относится к области медицины и созданию новых материалов биомедицинского назначения, которые могут быть использованы при создании бифазных композитов на основе карбонатгидроксилапатита и полимерной органической матрицы, при заполнении костных дефектов в травматологии и ортопедии,...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002552756
Дата охранного документа: 10.06.2015
10.07.2015
№216.013.5cf4

Способ получения нанокристаллического силикатзамещенного карбонатгидроксиапатита

Изобретение относится к области медицины, конкретно к способу получения нанокристаллического силикатзамещенного карбонатгидроксиапатита (КГА), который включает смешение растворов солей кальция, фосфата и силиката, отстаивание, фильтрование, промывку от маточного раствора и сушку, при этом...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002555337
Дата охранного документа: 10.07.2015
10.07.2015
№216.013.60fd

Способ лабораторного контроля уровня физической нагрузки на организм спортсмена-волейболиста

Изобретение относится к области спортивной медицины, а именно к методам лабораторной диагностики уровня физической нагрузки на организм спортсмена. Для этого определяют содержание кальция и белка в ротовой жидкости до и после физической нагрузки, а также через день после физической нагрузки....
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002556371
Дата охранного документа: 10.07.2015
10.02.2016
№216.014.c22d

Способ разделения органической и минеральной составляющей костной ткани

Изобретение относится к фармацевтической промышленности, а именно к способу разделения органической и минеральной составляющей костной ткани. Способ разделения органической и минеральной составляющей костной ткани, в котором подготавливают пластины губчатой костной ткани, из них получают...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002574935
Дата охранного документа: 10.02.2016
10.04.2016
№216.015.307c

Способ получения монофазного кристаллического кремний-замещенного гидроксилапатита

Изобретение относится к технологии получения кристаллического кремний-замещенного гидроксилапатита (Si-ГА), который может быть использован в ортопедии и стоматологии. Si-ГА получают методом осаждения из модельного раствора внеклеточной жидкости путем приготовления раствора состава: СаСl -...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002580728
Дата охранного документа: 10.04.2016
10.04.2016
№216.015.318d

Способ получения sr-содержащего карбонатгидроксилапатита из модельного раствора синовиальной жидкости человека

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...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002580633
Дата охранного документа: 10.04.2016
+ добавить свой РИД