Химический состав, свойства костного апатита и его аналогов

• Автор: Лемешева, Светлана Александровна
• Шифр специальности: 02.00.01
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2009
• Место защиты: Омск
• Количество страниц: 177 с. : ил.

Введение.

Гласа 1. Литературный обзор.

1.1 Химический состав костной ткани человека

1.1.1 Минеральный состав костной ткани

1.1.2. Элементный состав костной ткани

1.1.3 Органический состав костной ткани.

1.2 Этапы и механизмы минерализации костной ткани.

1.3 Возрастные особенности морфологии и химического состава костных тканей человека

1.4 Особенности состава костных тканей и характер их патогенных изменений.

1.5 Состав и роль внеклеточных биологических жидкостей в процессах образования костной ткани.

1.5.1 Плазма крови

1.5.2 Модельные аналоги внеклеточной жидкости.
1.5.3 Синовиальная жидкость.
1.5.4 Изменение состава биологических жидкостей вследствие коксартроза
Глава 2. Методические подходы и методы исследования костных тканей и синтезированных соединений
2.1 Условия пробоподготовки костных тканей человека для исследований
2.2 Методы и методики изучения состава костных тканей.
2.2.1 Методика проведения рентгенофазового анализа
2.2.2 Методика проведения ИКспектроскопии
2.2.3 Методика проведения ионнообменной жидкостной хроматографии
2.2 Методика экстракционного разделения составляющих костной ткани с сохранной структурой костного апатита .
2.3 Методы и методики исследования термических и парамагнитных свойств костных тканей
2.3.1 Методика проведения термического анализа
2.3.2 Методика проведения электронного парамагнитного резонанса.
2.4 Методы и методики исследования поверхностных свойств костных тканей.
2.4.1 Методика проведения электронной растровой сканирующей микроскопии
2.4.2 Методика проведения ИКмикроскопии
2.5 Методы и методики исследования элементного состава костных тканей
2.5.1 Методика проведения атомноабсорбционной спектроскопии
2.5.2 Методика проведения спекгрофотометрического определения фосфора
2.5.3 Методика проведения массспектроскопии с индуктивносвязанной плазмой ИСПМС.
2.6 Мегодика проведения экспериментального моделирования состава биологических жидкостей в условиях i vi
2.6.1 Моделирование неорганического состава синовиальной жидкости при физиологических значениях .
2.6.2 Изучение химического состава модельных твердых и жидких фаз.
Глава 3. Результаты химического и физикохимического исследования нормальных и измененных костных тканей человека.
3.1 Химический состав нормальных и патогенных костных тканей
3.1.1 Химический состав костных тканей по данным РФЛ
3.1.2 Химический состав костных тканей по данным ИКспекгроскопии.
3.2 Результаты экстракционного разделения составляющих костной ткани с сохранной структурой костного апатита
3.3 Состав нормальных и пораженных костных тканей по данным термического анализа
3.4 Химический состав и парамагнитные свойства костных тканей по данным метода электронного парамагнитного резонанса
3.5. Аминокислотное распределение в костных тканях по данным ионнообменной жидкостной хроматографии.
3.6 Микроморфология нормальных и патогенных костных тканей человека
3.7 Элементный состав нормальных и патогенных костных тканей по данным спектроскопических методов исследования.
3.7.1 Особенности атомного соотношения кальция и фосфора в нормальных и пораженных костных тканях.
3.7.2 Содержание макро и микроэлементов в костных тканях по данным массспектроскоиии с индуктивносвязанной плазмой ИСПМС.
3.8 Химические показатели, характеризующие степень поражения костных тканей и возможность использования неповрежденных участков для трансплантационных целей.
3.9 Влияние экологического состояния окружающей среды на элементный состав костной ткани человека
Глава 4. Фазообразование в биологических жидкостях организма человека и их
моделирование в условиях i vi на примере синовиальной жидкости
4.1 Теоретические основы моделирования образования минеральных фаз из биологических жидкостей организма человека
4.1 Л Описание условий осаждения малорастворимых соединений в модельных системах.
4.1.2 Основные положения термодинамической модели образования минеральных фаз из синовиальной жидкости человека и расчет критериев их осаждения
4.1.3 Результаты термодинамических расистов закономерностей образования минеральных фаз из синовиальной жидкости человека
4.2 Результаты экспериментального моделирования образования минеральных фаз
в прототипах синовиальной жидкости человека.
4.2.1 Результаты анализа твердых фаз. полученных в условиях модельного эксперимента.
4.2.2 Результаты анализа жидких сред, полученных в условиях модельного эксперимента.
Выводы
Список литературы


В телах длинных трубчатых костей в основном содержится компактное костное вещество. В эпифизах длинных костей головках бедренных костей, а также в коротких и широких костях преобладает губчатое костное вещество 1, 4, , , 2, 3. Уровень 7 Уровень, включающий все виды костей в организме 2, 3. ЗисЬапек АУ. УоБЫтига М. Основные компоненты костной ткани представлены нарис. По содержанию кальция можно судить о величине минеральной фракции кости. Общий азот характеризует количество органических компонентов. Таблица 1. Минеральный матрикс костной ткани представлен фосфатами кальция в виде кристаллического карбонатсодержащего гидроксиапатита биологический апатит или даллит 9, фазыпредшественника аморфного трикальций фосфата, воды 5, 9, , 9, 2. Кроме того, существуют мнения, о том, что минеральной фазой, из которой формируются костные кристаллы, помимо аморфного фосфата кальция, могут выступать такие фосфаты, как октакальция фосфат и брушит. Данные минералы встречаются в измененных костных и мягких тканях, в патогенных биоминеральных образованиях слюнные, зубные, почечные камни и т. В ряде исследований , отмечено возможное содержание таких фаз, как СаСОз, Са5С4, цитрата кальция, з. Данная точка зрения является спорной, поскольку по сравнению с основными малорастворимыми веществами образование их в костной ткани термодинамически маловероятно , . Костный апатит имеет ряд специфических особенностей, благодаря которым костная ткань является физиологически важным органоминеральным агрегатом 1,2, 3, , , , . Ранее существовало множество спорных точек зрения относительно морфологии кристаллов ГА. Предполагали, что они могут иметь форму пластинок, игл, нитей или лент 2, . В настоящее время стало общепринятым мнение о том, что кристаллы минерала имеют структуру тончайших, как фольга, иглообразных пластинок рис. Рис. Кристаллы ГА 1 на коллагеновой основе, 2 почечных камней 2 Для таких кристаллов ГА кости свойственен маленький размер табл. Они значительно меньше размеров кристаллов чистого ГА и близки к дентину зубной ткани, их масса примерно 2,5 6 г. Таблица 1. Благодаря данным размерам и форме кристаллов поверхность минеральной фазы костной ткани и дентина обладает большой метаболической активностью и наиболее растворима по сравнению с химически чистым ГА. На форму и размер кристаллов влияют половозрастные особенности организма человека. Так, по мнению У. М. Ньюман размеры кристаллов апатита костной ткани увеличиваются с возрастом. Костные нанокристаллы расположены параллельно друг другу внутри органического каркаса из упорядоченно ориентированных молекул коллагена. Такое их расположение определяет связь минерального и органического веществ костной ткани . Мнение об апатитовой основе данного биоминерального образования существует более 0 лет. Впервые подобная структура была определена в г. НарайСабо . Костный гидроксилапатиг является нестехиометричным минералом. Его атомное соотношение кальция к фосфору отклоняется от теоретического значения 1,, характерного для стехиометричного гидроксилапатита состава СаюР6ОН2 рис. Рис. Строение кристалла гидроксияапатита СаюР0Н2 В связи с чем, разные исследователи описывают его состав разными химическими формулами Са0. НхРО4,СОзОН2. Я. Кольман и К. Г. Рм 8 представляют его как комплексный катион СаСа3Р2, окруженный противоионами ОН, СО, НР2 или А. Г. Вересов Саю. НРхСуР6. Н2. У. и Н. Ньюман СаАНзОРОООН 2Са . СОз цитрат0з А. А. Кораго 9 Са5РН С Е. СаР4. НР С1. Н Уг СОз0. Поэтому атомарное соотношение для кристаллической костной основы также не является постоянным и составляет по данным , , 9 1, 1,. Такая изменчивость состава и стехиометрического отношения апатита костной ткани может быть вызвана различными причинами. О.В. ФранкКаменецкая и ряд других исследователей , , , , 3, 2 считают, что уменьшение количеств кальция возможно обусловлено наличием изоморфных замещений различными анионами и катионами в его кристаллической решетке. Прежде всего, способностью карбонат ионов замещать позиции ОН Атип Н С2 и Р3 Втип Са2 Р3 ОН оСа С2 оОН, Н или Са2 Р3 СО. Рис.