Диссертация

Диссертационная работа посвящена исследованию синтетических аналогов витлокита и стронциовитлокита Ca10.5−xM2+x(PO4)7 (M2+ = Cu, Ni, Co), Ca9.5–xSrxCu(PO4)7, Ca8−xSrxZnREE3+(PO4)7 (REE3+ = Sm, Eu) и их анион-замещенных производных Sr8MgEu(PO4)7−x(VO4)x. Объектами исследования являются поликристаллические твердые растворы на основе структурных типов β-Ca3(PO4)2 и β-Sr3(PO4)2, полученные твердофазным синтезом. Целью работы является установление закономерностей фазообразования при катионных и анионных замещениях, особенностей кристаллохимического строения и изучение физико-химических и биоактивных свойств новых фаз. Полученные соединения охарактеризованы методами рентгеновской дифракции, уточнением структур методом Ритвельда, генерации второй оптической гармоники, оптической эмиссионной спектроскопии с индуктивно связанной плазмой, люминесцентной спектроскопии, а также исследованы их биосовместимость и антибактериальные свойства. Установлено преимущественное заполнение позиции М5 катионами Cu2+, Ni2+ и Co2+. Методом ИСП-ОЭС изучено высвобождение катионов в модельных биологических средах (NaCl, Трис-HCl). Выявлено, что промежуточные составы смешанных кальций-стронциевых фосфатов полностью подавляют образование кальций- и стронций-апатитовой фазы. В Ca8−xSrxZnEu(PO4)7 с ростом содержания Sr2+ квантовый выход возрастает до 51% и 54% для крайних составов. Установлен оптимальный Cu-содержащий состав Ca9.17Cu1.33(PO4)7, обеспечивающий максимальный антибактериальный эффект при сохранении жизнеспособности клеток in vitro. При анионном замещении PO43− → VO43− возрастает ковалентность связи Eu−O, что подтверждается значениями параметров Джадда-Офельта и обеспечивает 12-кратное усиление фотолюминесценции. Выявлены два способа усиления люминесценции, что позволяет рассматривать полученные фосфаты и ванадаты как потенциальные материалы для медицинской визуализации и костных имплантатов.