V Международная студенческая научная конференция Студенческий научный форум - 2013
ИССЛЕДОВАНИЕ РАСТВОРИМОСТИ ГИДРОКСИАПАТИТА В РАЗЛИЧНЫХ ПИТЬЕВЫХ ВОДАХ
КомментарииПолная версия работы доступна во вкладке "Файлы работы" в формате PDF
В настоящее время гидроксиапатит получают искусственным путем, и сформировались многочисленные направления его применения в качестве источника кальция и фосфора для организма,
для замещения дефектов твердых тканей, в качестве составной части композитных биологических материалов и стимулятора естественных процессов остеогенеза и т.д..
Разрабатываются методы синтеза комбинированных гелей, содержащих гидроксиапатит, для создания фармацевтических композиций местного и наружного применения с ранозаживляющим, противовоспалительным и остеопластическим действием ; а также керамических материалов на основе гидроксиапатита.
Гидроксиапатит является труднорастворимым сильным электролитом, константа его растворимость при 298К составляет 1,6 . 10-58 . Для любого труднорастворимого электролита устанавливается динамическое равновесие между кристаллами электролита и его ионами в насыщенном растворе:
Са10(РО4)6(ОН)2(к) 10 Са2+ + 6 РО43- + 2 ОН-
Нарушение этого равновесия, в частности, в среде полости рта, может привести к процессам минерализации или деминерализации эмали зубов. На смещение гетерогенного равновесия влияет множество факторов: рН ротовой жидкости, ее состав, качество питьевой воды и т.д.
Цель исследования
Изучение растворимости гидроксиапатита в различных питьевых водах.
Материалы и методы исследования
Исследование проводили методом прямой кондуктометрии с использованием кондуктометра «Анион 7020» и методом адсорбционной спектроскопии на спектрофотометре LEKI модели LEKI SS 2109 UV в ультрафиолетовой области спектра от 200 до 300 нм. Водородный показатель исследуемых вод определяли на рН-метре (иономере «Анион 4100»), жесткость определяли методом трилонометрии. Навески гидроксиапатита (ГАП) брали на аналитических весах. Использовали гидроксиапатит состава Са5(РО4)3ОН в виде тонкодисперсного порошка со средним размером частиц 2,5 мкм, синтезированный в Институте ХТТ УрО РАН . Навеску указанного гидроксиапатита растворяли в 30 мл питьевой воды. Использовали следующие воды: 1 – дистиллированная, 2 – дистиллированная после размораживания, 3 – водопроводная вода, пропущенная через фильтр «Барьер», 4 – питьевая вода «Здравница», 5 – питьевая вода «Родниковая слеза», 6 – вода из скважины на Широкой Речке. Характеристики указанных вод представлены в таблице. Измеряли величину удельной электрической проводимости чистой воды и растворов ГАП в указанных водах. Для отдельных проб воды и растворов ГАП в них снимали спектры поглощения на спектрофотометре. Измерения проводили сразу после растворения ГАП, а также через 24, 48 и 72 часа. Для каждого типа воды опыт повторяли 4-6 раз. В таблице представлены средние значения полученных экспериментальныхданных с указанием стандартного отклонения. В таблице представлены также водородные показатели и данные по жесткости исследуемых вод, т.е. по содержанию в них ионов кальция и магния, по результатам объемного анализа.
Результаты исследования и их обсуждение
Для определения растворимости гидроксиапатита (ГАП) в различных водах на основе кондуктометрических измерений руководствовались следующим соотношением:
,
где: - молярная электропроводность, См м2 моль-;
- удельная электропроводность, См м-;
С – молярная концентрация раствора, моль л-.
Удельную электропроводность определяли экспериментально, молярную электропроводность приравнивали таковой при бесконечно большом разведении (λ∞) и рассчитывали по закону независимости подвижности ионов Кольрауша, поскольку раствор ГАП является очень разбавленным. Рассчитанные по указанной формуле молярные концентрации ГАП, а также растворимость ГАП (г/л) представлены в таблице.
Таблица
Характеристика различных питьевых вод и растворимость в них гидроксиапатита (ГАП)
|
Вид воды |
Жесткость, ммоль экв л- |
рН |
воды, мкСм см- |
раствора, мкСм см- |
, мкСм см- |
Растворимость ГАП |
|
|
моль л- |
г л- |
||||||
|
1 |
0 |
5,60 |
2,00 |
32,202,12 |
30,20 |
2,08.10-5 |
1,044.10-3 |
|
2 |
0 |
2,20 |
34,673,07 |
32,47 |
2,10.10-5 |
1,054.10-3 |
|
|
3 |
2,36 |
7,56 |
159,450,21 |
176,850,49 |
17,40 |
1,13.10-5 |
5,67.10-4 |
|
4 |
4,30 |
8,25 |
264,803,82 |
242,210,55 |
-22,59 |
- |
- |
|
5 |
0,60 |
6,78 |
15,850,07 |
34,600,00 |
18,75 |
1,21.10-5 |
6,07.10-4 |
|
6 |
2,80 |
7,91 |
194,86 8,00 |
189,1812,59 |
-5,68 |
- |
- |
Следует отметить, что непосредственно после добавления ГАП к воде удельная электрическая проводимость возрастает для всех типов вод. Далее, очевидно, после установления гетерогенного равновесия между твердой фазой и насыщенным раствором для вод № 4 и 6, как видно из таблицы, χ падает. Именно эти воды отличаются более высокой жесткостью, т.е. содержанием ионов кальция и магния и в целом солесодержанием, о чем свидетельствуют высокие значения электропроводности этих вод в чистом виде. И, как следует из эксперимента, именно в этих водах гидроксиапатит практически не растворяется. Следовательно, использование этих вод для питья не будет смещать равновесие « ГАП ротовая жидкость» вправо, т.е. в сторону его растворения.
Выводы
Исследована растворимость гидроксиапатита в питьевых водах различного состава. Показано, что в водах с высоким содержанием солей гидроксиапатит практически не растворяется.
Литература:
-
Леонтьев В.К. Биологически активные синтетические кальцийфосфатсодержащие материалы для стоматологии. Стоматология, 1996, 5, с. 4-6.
-
Новые материалы для медицины / Коллектив авторов. Екатеринбург: УрО РАН, 2006, с. 100-108.
-
Сабирзянов Н.А., Хонина Т.Г., Богданова Е.А., Яценко С.П., Ларионов Л.П., Саркисян Н.Г., Ронь Г.И. Синтез биологически активных гелей для лечения и профилактики поражений мягких и костных тканей. Химико-фармацевтический журнал, 2009, т. 43, №1, с. 23-25.
-
Лурье Ю.Ю. Справочник по аналитической химии. М.:Химия,1967,390 с.
-
Патент РФ № 2104924, 1998. Способ получения гидроксиапатита.