Пошук академічних текстів

Інформація × Реєстраційний номер 0820U100642, Дисертація доктора філософії На здобуття Доктор філософії Дата захисту 22-12-2020 Статус Запланована Назва роботи МОДИФІКУВАННЯ КАЛЬЦІЙ ФОСФАТІВ ЙОНАМИ МЕТАЛІВ ТА ЇХ ВЛАСТИВОСТІ Здобувач Лівіцька Оксана Володимирівна, Керівник Слободяник Микола Семенович Опонент Копілевич Володимир Абрамович Опонент В'юнов Олег Іванович Рецензент Тітов Юрій Олександрович Рецензент Дзязько Олександр Григорович Опис Виконана робота присвячена синтезу складнозаміщених кальцій фосфатів, що містять у своєму складі йони різновалентних металів (Cu2+, Zn2+, Cs+ чи Sr2+), дослідженню хімічних, термічних, механічних і біологічних властивостей синтезованих сполук і створенню композитів на основі фаз апатитового типу, оцінці перспектив їх майбутнього практичного застосування. Вперше із використанням двох синтетичних підходів (співосадження з водних розчинів та сорбції з використанням попередньо синтезованих наночастинок складнозаміщених кальцій фосфатів) досліджено особливості формування Cu2+, Zn2+ та Cu2+/Zn2+-вмісних кальцій фосфатів апатитового та вітлокітового структурних типів. Встановлено основні закономірності утворення зазначених фосфатів за мольних співвідношень вихідних компонентів (Са/Р = 1.67, CО32-/РО43- = 1, Ca/MII = 50 і 100 та Ca/(Cu+Zn) = 50)) при 20 °С в умовах співосадження системи Na+-Ca2+-M2+-NO3--CO32--PO43- (M2+ – Cu2+, Zn2+). Згідно результатів ІЧ та РФА для цих зразків, формуються фази апатитового типу і встановлено реалізацію Б-типу заміщення фосфату на карбонат. Фосфати (до 2 % мас. двовалентного металу) одержано у вигляді сферичних частинок з розмірами в межах 10-30 нм. Вперше досліджено вплив мікрохвильового опромінювання протягом 30 хв на характеристики синтезованих фосфатів. Показано, що відпал зразків при 700 С призводить до агрегації частинок та збільшення ступеня їх кристалічності. Синтез купрум- та цинквмісних кальцій фосфатів також було здійснено в умовах сорбції з використанням попередньо синтезованого Na+, CO32-–вмісного кальцій фосфату з розчинів нітратів двовалентних металів різної концентрації (0.002, 0.02 та 0.1 моль/л) з подальшим їх відпалом при 700 °С. Встановлено, що вміст сорбованого йону двовалентного металу збільшується по мірі зростання його концентрації у вихідному розчині та досягає до 6 % мас. При цьому в залежності від кількості сорбованого йону реалізується формування двох типів фаз: апатитового типу для зразків синтезованих при с(М2+) = 0.002 моль/л у вихідному розчині чи вітлокітового типу – при с(М2+) = 0.1 моль/л. Вперше досліджено «включення» йонів цезію у кристалічну решітку кальцій фосфатів в умовах формування фосфатної матриці (під час співосадження) і сорбції на матрицях складнозаміщених кальцій фосфатів апатитового та вітлокітового структурних типів. Встановлено, що в умовах співосадження у системі M+-Ca2+-Cs+-PO43--CO32--NO3- (M+ – Na, K) (CO32-/PO43- = 1.0 і 2.0 та Са/Р = 1.67) незалежно від природи лужного металу формуються фази апатитового типу з вмістом цезію 0.2-1.5 % мас. Для водних розчинів безкарбонатної системи M+-Ca2+-Cs+-PO43--NO3- (M+ – Na, K) при Са/Р = 1.67, CО32-/РО43- = 0, М+/Cs+ = 1.0 та 2.0 вперше відмічено, що додавання катіонів цезію сприяє стабілізації фази на основі -Са3(РО4)2 у суміші зі складним кальцій фосфатом вітлокітового типу. Формування лише складнозаміщених кальцій фосфатів вітлокітового типу (-Са3(РО4)2) реалізується в присутності катіонів калію за значення К+/Cs+ = 2.0. Досліджено сорбційні властивості синтезованих наночастинок натрій- та калійвмісних кальцій фосфатів вітлокітового та апатитового структурних типів щодо йонів цезію з його нітратних розчинів різних концентрацій (0.05, 0.1 і 0.25моль/л). Встановлено, що кількість сорбованого цезію збільшується при зростанні його концентрації у вихідному розчині. Показано, що фазовий склад одержаних кальцій фосфатів після сорбції і нагрітих до 700 °С залежить від типу та складу вихідної матриці. Синтез стронційвмісних фосфатів здійснювали методом співосадження з водних розчинів системи M+-М2+-PO43--CO32--NO3- (M+ – Na, K, M2+ – Sr, Ca/Sr) при мольних співвідношеннях M2+/Р = 1.67, CO32-/PO43- = 0 та 1.0. Встановлено, що додавання катіонів кальцію у вихідні розчини при утворенні фосфатів стронцію в умовах співосадження сприяє збільшенню ступеня зв’язування стронцію (до 90 % мас.) у формі фосфатів вітлокітового та апатитового типів. Досліджено антимікробну дію наночастинок хімічно модифікованих кальцій фосфатів апатитового типу різного складу (Na+,CO32-–НАР, Na+, Zn2+,CO32-–НАР та Na+,Cu2+,CO32-–НАР), отриманих методом співосадження щодо штамів Staphylococcus aureus, Pseudomonas aeruginosa та Streptococcus pyogenes. Було встановлено інгібуючий вплив зразків у вигляді суспензій (5-20 мМ) на ріст даних умовно патогенних мікроорганізмів. Також виявлено вплив розмірів частинок на антимікробні властивості фосфатів на прикладі Na+,CO32-–НАР і показано вищий антагоністичний ефект зразку з частинками з розмірами в нанодіапазоні. Синтезовані фосфати пригнічують біоплівкоутворення культурами Staphylococcus aureus і Pseudomonas aeruginosa, а їхня активність залежить від здатності до адгезії на поверхні бактеріальних клітин. Створено гібридні композити на основі синтезованих Cu2+, Zn2+ та Cu2+/Zn2+-вмісних кальцій фосфатів апатитового типу з альгінатом та показано покращення їх механічних властивостей у порівнянні з відповідними для фосфатної компоненти. Дата реєстрації 2020-12-30 Додано в НРАТ 2020-12-30 Закрити