Russian Journal of Biological Physics and Chemisrty Russian Journal of Biological Physics and Chemisrty АКТУАЛЬНЫЕ ВОПРОСЫ БИОЛОГИЧЕСКОЙ ФИЗИКИ И ХИМИИ 2499-9962 54824 10.29039/rusjbpc.2022.0488 Моделирование в биофизике Modelling in biophycis Моделирование в биофизике THE EFFCT OF EGG ALBUMIN ON CALCIUM CARBONATE BIOMINERALIZATION IN WATER SOLUTION Влияние альбумина яичного белка на биоминерализацию карбоната кальция в водных растворах Захаров Н. А. Zakharov N. A. zakharov@igic.ras.ru Коваль Е. М. Koval E. M. Гоева Л. В. Goeva L. V. Шелехов Е. В. Sheleckov E. V. Алиев А. Д. Aliev A. D. Киселев М. Р. Kisilev M. R. Матвеев В. В. Matveev V. V. Захарова Т. В. Zakharova T. V. Институт общей и неорганической химии им. Н.С. Курнакова РАН Москва Россия Kurnakov Institute of General and Inorganic Chemistry of Russian Academy of Sciences Moscow Russian Federation Институт общей и неорганической химии им. Н.С. Курнакова РАН Москва Россия Kurnakov Institute of Gentral and Inorganic Chemistry of Russian Academy of Sciences Moscow Russian Federation Институт общей и неорганической химии им. Н.С. Курнакова РАН Москва Россия Kurnakov Institute of Gentral and Inorganic Chemistry of Russian Academy of Sciences Moscow Russian Federation Национальный исследовательский технологический университет «МИСиС» Москва Россия National University of Science and Technology “MISiS” Moscow Russian Federation Институт физической химии и электрохимии им. А.Н. Фрумкина Москва Россия Frumkin Institute of physical chemistry and electrochemistry of Russian Academy of Sciences Moscow Russian Federation Институт физической химии и электрохимии им. А.Н. Фрумкина Москва Россия Frumkin Institute of physical chemistry and electrochemistry of Russian Academy of Sciences Moscow Russian Federation Институт физической химии и электрохимии им. А.Н. Фрумкина Москва Россия Frumkin Institute of physical chemistry and electrochemistry of Russian Academy of Sciences Moscow Russian Federation Российский университет транспорта «МИИТ» Москва Россия Russian University of Transport «MIIT» Moscow Russian Federation 25 03 2022 25 03 2022 7 1 87 91 20 03 2022 20 03 2022 https://rusjbpc.ru/en/nauka/article/54824/view

Актуальным является направление исследований, связанных с синтезом перспективных для применения в медицинской практике материалов на основе карбоната кальция (CaCO3, КК). Среди ряда известных полиморфных модификаций карбоната кальция (кристаллических безводных – кальцит, арагонит, ватерит; гидратированных – моно- (CaCO3·H2O) и гексагидрат- (CaCO3·6H2O); аморфной фазы КК) наибольший интерес для использования в качестве материалов таргетированной доставки лекарственных препаратов представляет ватерит. Приведены результаты моделирования биоминерализации карбоната кальция с участием альбумина яичного белка (АЛБ) в условиях осаждения из водных растворов в водной системе CaCl2-Na2CO3-АЛБ-Н2О и проведена оценка влияния содержания АЛБ в растворе на образование в составе продуктов синтеза фаз кальцита (К), арагонита (А) и ватерита (В). Продукты синтеза идентифицированы методами физико-химического анализа (химического, рентгенофазового, колебательной спектроскопии, электронной сканирующей и просвечивающей микроскопии) и установлены фундаментальные взаимосвязи состав – условия синтеза – структура – дисперсность – свойства для полученных продуктов синтеза. Обсуждены разработанные и реализованные подходы для направленного синтеза материалов с регулируемыми в ходе синтеза и последующей обработки свойствами на основе карбоната кальция медицинского назначения и варианты использования в медицинской практике синтезированных материалов.

Topical is the trend of investigation, that connected with synthesis of perspective for medical practice materials on the base of calcium carbonate (CaCO3, CC). Among a number of polymorphous modifications of calcium carbonates (crystalline anhydrous calcite, aragonite, vaterite; hydrated – mono- (CaCO3·H2O) hexahydrate- (CaCO3·6H2O); amorphous phase CC) the greatest interest for application as materials for targeted delivery of medical preparations presents vaterite. The results of biomineralization simulation of calcium carbonate with participation of egg white albumine (ALB) in conditions precipitation from water solutions in water system CaCl2-Na2CO3-ALB-H2O are considered and carried out assessment effect of ALB content in solution on formation in composition of synthesis products of phases calcite (C), aragonite (A) and vaterite (V) were realized. The synthesis products identified by methods of physical and chemical analysis (chemical, X-Ray, infrared spectral analysis, scanning- and translucent electron microscopy) and fundamental interactions composition – synthesis conditions – structure – properties for prepared synthesis products were estimated. Developed and realized approaches for directed synthesis materials with regulated in course of synthesis and following processing properties on the base of calcium carbonate for medical purposes and variants of applications in medical practice synthesized materials were considered.

 карбонат кальция синтез альбумин биоминерализация моделирование calcium carbonate synthesis albumin biomineralization simulation Работа выполнена в рамках государственного задания ИОНХ РАН в области фундаментальных научных исследований.

Kawano J., Shimobayashi N., Kitamura M. at al. Formation process of calcium carbonate from highly supersaturated solution. Journal of Crystal Growth, 2002, vol. 237, pp. 419-423. Kawano J., Shimobayashi N., Kitamura M. at al. Formation process of calcium carbonate from highly supersaturated solution. Journal of Crystal Growth, 2002, vol. 237, pp. 419-423. Wang Y., Moo Y.X., Chen C. at al. Fast precipitation of uniform CaCO3 nanospheres and their transformation to hollow hydroxyapatite nanospheres. J. Colloid Interf. Sci., 2010, vol. 352, pp. 393-400. Wang Y., Moo Y.X., Chen C. at al. Fast precipitation of uniform CaCO3 nanospheres and their transformation to hollow hydroxyapatite nanospheres. J. Colloid Interf. Sci., 2010, vol. 352, pp. 393-400. Xiang L., Xiang Y., Wen Y. at al. Formation of CaCO3 nanoparticles in the presence of terpineol. Materials Letters, 2004, vol. 58, pp. 959-965. Xiang L., Xiang Y., Wen Y. at al. Formation of CaCO3 nanoparticles in the presence of terpineol. Materials Letters, 2004, vol. 58, pp. 959-965. Mann S. Biomineralization principles and concepts in bioinorganic materials chemistry. Oxford University Press, 2001, 401 р. Mann S. Biomineralization principles and concepts in bioinorganic materials chemistry. Oxford University Press, 2001, 401 p. Dujardin E., Mann S. Bio-inspired materials chemistry. Advanced Materials, 2002, vol. 14, no. 11, pp. 1-14. Dujardin E., Mann S. Bio-inspired materials chemistry. Advanced Materials, 2002, vol. 14, no. 11, pp. 1-14. Hunter K.G. Interface aspects of biomineralization. Current Opinion Solid State & Materials Sci., 1996, vol. 1, pp. 430-435. Hunter K.G. Interface aspects of biomineralization. Current Opinion Solid State & Materials Sci., 1996, vol. 1, pp. 430-435.