Forskere undersøger uorganiske biomaterialer med antimikrobielle egenskaber

Et team af forskere fra Lobachevsky University Department of Solid State Chemistry under Dr. Evgeny Bulanov har udviklet en ny metode til opnåelse af vismutholdig apatit og har undersøgt dens krystalstruktur og termodynamiske egenskaber med det formål at modellere dens adfærd under serviceforhold.

Materialer baseret på forbindelser med en krystallinsk struktur af apatit har en lang række anvendelser, fra gødning til ioniske ledere. Dette skyldes det faktum, at næsten ethvert element i det periodiske system kan inkorporeres i strukturen af ​​sådanne stoffer, hvilket resulterer i en ændring i materialets ydeevneegenskaber.

Hydroxyapatit med formlen Ca ₅ (PO ₄ ) 3OH anvendes bredt inden for medicin som grundlag for materialer, der bruges til at genoprette knoglevæv. Det ligner kemisk og strukturelt knoglens uorganiske komponent.

Undersøgelserne af denne forbindelse og dens analoger er blevet udført ved UNN Department of Solid State Chemistry i cirka 10 år. En af de seneste præstationer er introduktionen af ​​vismutatomer i forbindelsens krystalstruktur. Bismut og dets forbindelser udviser antimikrobiel aktivitet, derfor, vismutholdig apatit kan bruges til at fremstille et materiale, der kombinerer biokompatibilitet og antimikrobielle egenskaber.

For at få stoffet, der blev foreslået en fastfasesynteseskema, hvilket gjorde det muligt at reducere procesens temperatur væsentligt sammenlignet med litteraturdataene. Forfining af den krystallinske struktur af forbindelsen blev udført ved Rietveld -metoden, der muliggjorde bestemmelse af fordelingen af ​​atomer langs krystallografiske positioner. Det er nødvendigt at kende denne fordeling for senere at forklare stoffets egenskaber.

Evgeny Bulanov, seniorforsker ved UNN Department of Solid State Chemistry, understreger, at det i tilfælde af biomaterialer ikke kun er vigtigt at finde måder at skaffe et stof på, men også at vide, hvordan materialet vil opføre sig under driftsbetingelser.

"Termodynamisk modellering kan give svaret på dette spørgsmål. De eksperimentelt fastlagte termodynamiske funktioner for vismutholdig apatit vil blive brugt til at analysere mulige transformationer af stoffet, der allerede er implanteret i menneskekroppen. Det er nødvendigt for at forudsige mulige negative konsekvenser (ødelæggelse af materialet forårsaget af en ændring i dets fasesammensætning), "Noterer Evgeny Bulanov.

Lobachevsky-universitetets forskere har opdaget en række unormale ændringer i egenskaberne af materialerne i lavtemperaturregionen, som kræver yderligere undersøgelse:dannelsen af ​​en overbygning i området 173 K, og en stigning i varmekapaciteten ved temperaturer under 8 K.