Влияние воды, различных включений и замещений на физико-химические свойства биоапатита и механические свойства минерализованных тканей

На основе результатов собственных исследований и данных литературы охарактеризованы влияние на физико-химические и механические свойства биоапатита, инкорпорации в его структуру и абсорбции на его поверхности различного рода ионов и воды, а также определены дальнейшие пути изучения механизмов межкритсталлитных взаимодействий в наномасштабе. Внутренняя структура кристаллитов апатита более гибкая, чем у большинства других минералов, и относительно легко приспосабливается к химическим замещениям, которые и определяют его биологически значимые характеристики, такие как размер, растворимость, твердость, хрупкость, деформируемость и тепловая стабильность. В этих условиях молекулы воды, включенные в структуру кристаллита и адсорбированные на его поверхности, являются стабилизирующим фактором. При сближении поверхностей кристаллитов на расстоянии <10 нм они связываются между собой через адсорбированную на их поверхности воду. Эта связь лежит в основе механических свойств костной ткани. Высказано предположение, что исследования с использованием сверхъярких источников рентгеновского излучения (синхротроны и рентгеновские лазеры на свободных носителях) позволят измерять локально ближнюю тонкую структуру рентгеновских спектров поглощения с высоким энергетическим разрешением. Это даст возможность на основе современных теоретических методов описания взаимодействия рентгеновского излучения с веществом представить характеристики электронной и атомной структуры, в том числе зарядов атомов, межатомные расстояния, координацию атомов, потенциалы межатомного взаимодействия и в результате сформировать общую наноуровневую модель с морфологически обоснованной структурой минерального матрикса с учетом механизмов его механического контроля.

гидроксиапатит, минеральный матрикс, кость, иерархическая организация, hydroxyapatite, mineral matrix, bones, hierarchic organization