Субструктура та дефектність кристалів біогенного апатиту - Автореферат

СУБСТРУКТУРА ТА ДЕФЕКТНІСТЬ КРИСТАЛІВ БІОГЕННОГО АПАТИТУ АВТОРЕФЕРАТ дисертації на здобуття наукового ступеня кандидата фізико-математичних наукРобота виконана в Інституті прикладної фізики НАН України, м. Науковий керівник: доктор фізико-математичних наук, професор Суходуб Леонід Федорович, Інститут прикладної фізики НАН України, заступник директора з наукової роботи, завідувач відділу біофізики та мас-спектрометрії. Офіційні опоненти: доктор фізико-математичних наук, професор Брик Олександр Борисович, Інститут геохімії, мінералогії та рудоутворення НАН України (м. доктор фізико-математичних наук, старший науковий співробітник Михайлов Ігор Федорович, Харківський національний технічний університет “ХПІ”, головний науковий співробітник кафедри фізики металів та напівпровідників. Захист відбудеться “24” червня 2004 року о 14 годині на засіданні спеціалізованої вченої ради Д 55.051.02 у Сумському державному університеті за адресою: 40007, м.Отримання найбільш повної і точної інформації про структуру, субструктуру та дефекти кристалічної будови біоапатиту має сприяти розширенню сучасних знань про особливості нормальної та патологічної мінералізації живої тканини для забезпечення ефективного впливу на ці процеси. Крім того, вивчення нанокристалічних твердотільних обєктів, що утворюються у біологічних тканинах, відкриває можливості розроблення нових матеріалів і технічних систем на принципах будови і функціонування біосистем. Дослідження у цій області відповідають новому міждисциплінарному науковому напрямку - фізиці нанорозмірних кристалічних частинок біологічного походження, які характеризуються дальнім порядком кристалічної решітки, складною ультраструктурною організацією та потребують вивчення із застосуванням методичних підходів фізики твердого тіла. На сьогоднішній день зрозуміло, що визначення функціональної ролі дефектів кристалічної будови біоапатиту є необхідним етапом на шляху до розроблення нового покоління біоімплантатів з широким спектром властивостей для застосування при великій різноманітності клінічних випадків. Мета роботи полягає у визначенні структурних і субструктурних особливостей біоапатиту кісткової тканини та зясуванні характеру змін цих параметрів у модельних умовах для подальшого встановлення функціональної ролі дефектів кристалічної будови.Перший розділ містить огляд літератури стосовно структури, складу, дефектності та морфології кристалів біоапатиту і його штучних аналогів, що дає можливість узагальнити наявні літературні дані про обєкт подальших досліджень. З аналізу літературних даних зазначено, що у переважній більшості робіт, повязаних із встановленням розмірів кристалітів біоапатиту шляхом аналізу розширення дифракційних ліній, автори відмічають вплив на форму ліній не тільки дрібнодисперсного фактору, а і мікродеформацій решітки, але обмежуються кількісним визначенням лише першого із них або як інтегральний параметр використовують обернену ширину дифракційних ліній (“кристалічність”). Виходячи із відомостей про залежність розчинної здатності та термоактивованих процесів від дефектності та розмірів кристалів біоапатиту, зроблено висновок про можливість отримання нових даних щодо властивостей та мікроструктури біоапатиту шляхом дослідження змін структурних та субструктурних параметрів при названих процесах. Другий розділ “Методика експериментів та методи обробки результатів” містить дані про методику отримання зразків біогенного та синтетичного апатиту, які досліджувалися у роботі; інструментальні методи досліджень; аналітичні методи визначення параметрів субструктури полікристалів; умови експериментів та обробки даних. Із застосуванням зазначених методів було визначено параметри субструктури біоапатиту кількох плоских орієнтованих зразків одного кісткового фрагмента та здійснено порівняльний аналіз отриманих результатів.Вперше методи дослідження профілю дифракційних ліній, такі, як гармонічний Фурє-аналіз, звичайна апроксимація та апроксимація потрійною конволюцією, були застосовані для визначення розмірів кристалітів (L) та мікродеформацій кристалічної решітки (e) біомінералу кісткової тканини. Обмеженість названих методів в умовах низької кристалічності біоапатиту було подолано шляхом використання орієнтованих зразків, що характеризуються природною текстурою, та порошкоподібних зразків на початкових стадіях рекристалізації.

ОСНОВНИЙ ЗМІСТ РОБОТИ