Фундаментальное материаловедение

Изучение фазового состава двухкомпонентной системы: хлорид натрия и
гидроксиапатит
Стеклов М.Ю., Сафронова Т.В., Путляев В.И.
студент
МосковскийГосударственныый Университет им. М.В. Ломоносова, Москва, Россия
E-mail: Shimmy4@rambler.ru
Главная сфера применения керамических материалов на основе гидроксиапатита
Ca10(PO4)6(OH)2 (ГАП) – медицина, где биокерамика используется для замены костной
ткани. ГАП биосовместим с организмом человека, способен к биоинтеграции с костной
тканью, не проявляет отрицательного воздействия на иммунную систему, не токсичен и
характеризуется остеокондуктивным поведением.
Синтез ГАП в соответствии с реакцией взаимодействия хлорида кальция и
фосфата натрия обладает преимуществом реакции соосаждения, позволяющей точно
соблюдать соотношение Са/Р = 1,67, а синтезированный порошок содержит в качестве
сопутствующего продукта NaCl, который безусловно является биосовместимым. Синтез
ГАП на воздухе в присутствии NaOH (поставщика групп ОН - и регулятора уровня рН)
обеспечивает условия для протекания замещения групп РО4 3- на СО3 2- в структуре
апатита. Такое гетеровалентное замещение требует компенсации заряда, возможного
или за счет дефицита (вакансий) по Са 2+ или при замещении Са 2+ на Na 1+ (ионные
радиусы 1,06 и 0,98 Е соответственно).
Целью настоящей работы являлось изучение эволюции фазового состава системы
хлорид натрия - гидроксиапатит при нагревании, синтезированной из растворов по
реакции: 10CaCl2 + 6Na2HPO4 + 8NaOH → Ca10(PO4)6(OH)2 + 20NaCl + 6H2O.
Порошок после синтеза содержал 35% NaCl и 65% ГАП. Отпрессованные из
данного порошка образцы обжигали при различных температурах в интервале 500-
1200 о С с выдержкой при конечной температуре 6 часов.
Было установлено, что при высокотемпературной обработке происходит
формирование многофазной системы. По данным РФА обнаружены фазы ГАП, ренанита
NaCaPO4, NaCl. После обработки выше температуры 1000 о С фазовый состав материала
был представлен только фазой ренанита. Двойная соль NaCaPO4 имеет
апатитоподобную структуру и, по литературным данным, может быть использована в
качестве материала для костных имплантатов.
Работа была выполнена в рамках ФЦП «Исследования и разработки по
приоритетным направлениям развития научно-технологического комплекса России на
2007-2012 годы», Госконтракты № 02.513.11.3159 и № 02.513.11.3160, а также при
финансовой поддержке грантов РФФИ 07-08-00576, 08-03-00836.