Кристаллохимический дизайн материалов на основе гидроксилапатита с ионами переходных металлов тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 00.00.00, кандидат наук Корнеев Анатолий Вячеславович

• Корнеев Анатолий Вячеславович
• кандидат наук
• 2026

Оглавление диссертации кандидат наук Корнеев Анатолий Вячеславович

Оглавление

ОГЛАВЛЕНИЕ_2

ВВЕДЕНИЕ_5

ГЛАВА 1. ГИДРОКСИЛАПАТИТ С ИОНАМИ ПЕРЕХОДНЫХ МЕТАЛЛОВ: ПРИКЛАДНЫЕ АСПЕКТЫ (ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ)_13

1.1. Кристаллическая структура гидроксилапатита. Вариации состава,

нестехиометрия

1.2. Вхождение переходных металлов первого ряда ^ элементов) в гидроксилапатит

1.3. Свойства гидроксилапатитов с ионами переходных металлов и

их применение

1.3.1. Магнитные свойства

1.3.2. Фотокаталитические свойства

1.3.3. Антибактериальные свойства

1.4. Биомедицинские материалы на основе гидроксилапатита

ГЛАВА 2. МАТЕРИАЛЫ И МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ_29

2.1. Синтез серий гидроксилапатитов методом осаждения

2.1.1. Растворы с переменным содержанием карбонат-иона

2.1.2. Растворы с переменным содержанием ионов Мы, Fe, Со, N1, Zn

2.1.3. Растворы с переменным содержанием ионов Т1

2.2. Биологические образования, использованные для тестирования методики

по количественному определению карбонат-иона в апатите

2.3. Методы исследования

2.3.1. Вещественный состав и кристаллохимия

2.3.2. Магнитные свойства

2.3.3. Фотокаталитические свойства

2.3.4. Биологические свойства

ГЛАВА 3. КОЛИЧЕСТВЕННОЕ ОПРЕДЕЛЕНИЕ КАРБОНАТ-ИОНА В ГИДРОКСИЛАПАТИТАХ_39

3.1. Сравнение возможностей известных методов количественного

определения карбонат-иона в синтетических и биологических апатитах (по литературным данным)

3.2. Характеризация синтетических и биологических карбонат-апатитов

3.3. Разработка оптимального алгоритма количественного определения карбонат-иона в синтетических и биологических гидроксилапатитах

3.3.1. Выбор характеристик колебательных спектров и расчёт интегральных

интенсивностей

3.3.2. Регрессионные уравнения для количественного определения карбонат-иона. Оценка точности и достоверности

3.3.3. Определение содержания карбонат-иона в биологических апатитах

с помощью предложенного алгоритма. Оценка ошибок определения

3.4. Возможности предложенного алгоритма и его

практическое применение

ГЛАВА 4. КРИСТАЛЛОХИМИЯ, МАГНИТНЫЕ И БИОЛОГИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА ГИДРОКСИЛАПАТИТОВ С ДВУХВАЛЕНТНЫМИ ПЕРЕХОДНЫМИ МЕТАЛЛАМИ_58

4.1. ВХОЖДЕНИЕ ИОНОВ Ме2+ (М^ FE, Со, N1, ZN) В АПАТИТ

4.1.1. Характеризация продуктов синтеза комплексом методов

4.1.2. Предельные концентрации переходных металлов и стабильность

твёрдых растворов

4.2. МАГНИТНЫЕ СВОЙСТВА М^ FE, Со, Ш-СОДЕРЖАЩИХ ГИДРОКСИЛАПАТИТОВ

4.2.1. Характеризация магнитного поведения (полевые и

температурные зависимости)

4.2.2. Природа магнитных свойств Ме2+-гидроксилапатитов

4.3. Биологические свойства

4.3.1. Антибактериальные свойства

4.3.2. Цитотоксичность

4.4. Перспективы применения магнитных наночастиц апатита с переходными

МЕТАЛЛАМИ

4 ГЛАВА 5. КРИСТАЛЛОХИМИЯ И ФОТОКАТАЛИТИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА

ГИДРОКСИЛАПАТИТОВ, СИНТЕЗИРОВАННЫХ ИЗ Т1-СОДЕРЖАЩИХ

РАСТВОРОВ

5.1. Материалы, синтезированные из Тьсодержащих растворов

5.1.1. Характеризация комплексом методов

5.1.2. Фазовый состав осадков

5.1.3. Вхождение ионов Т14+ в гидроксилапатит (локализация и предельные

концентрации)

5.2. Фотокаталитическая активность ^-модифицированных

гидроксилапатитов и её природа

5.3 Научная и практическая значимость

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

СПИСОК ПУБЛИКАЦИЙ ПО ТЕМЕ ДИССЕРТАЦИИ

СПИСОК УСЛОВНЫХ ОБОЗНАЧЕНИЙ

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

ПРИЛОЖЕНИЕ

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Кристаллохимический дизайн материалов на основе гидроксилапатита с ионами переходных металлов»

Введение

Актуальность и степень разработанности темы исследования. Апатиты -минералы с общей формулой Саю(Р04^2 ^ = ОН-, F-, С1-) - широко распространены в природе. В незначительных концентрациях апатит встречается практически в любых типах горных пород [1]. Гидроксилапатит (ГАП, Z = ОН") является основным минералом костной и зубной тканей человека, а также важным компонентом различных патогенных образований в его организме (кардиолитов, уролитов, дентолитов и др.) [2-4]. Для апатита характерен широкий круг изоморфных замещений во всех кристаллографических позициях. Это существенно влияет на его физические, химические и биологические свойства, и таким образом открывает обширные возможности для получения на кристаллохимической основе материалов с улучшенными прогнозируемыми свойствами [5,6].

Высокая востребованность природоподобных материалов на основе ГАП в медицине подчёркивает актуальность его изучения. Благодаря способности постепенно интегрироваться в живой организм и стимулировать регенеративные процессы, ГАП является важнейшим компонентом коммерческих биосовместимых керамик, цементов, покрытий и скаффолдов; активно используется в восстановительной хирургии, тканевой инженерии, для доставки лекарств [7-11]. Кристаллохимический дизайн материалов на основе ГАП и связанное с ним улучшение функциональных свойств расширяет области применения ГАП и позволяет заместить существующие решения нетоксичными природоподобными материалами.

Входящие в апатит переходные металлы первого ряда (3d элементы) наделяют его разнообразными свойствами - магнитными, фотокаталитическими, антибактериальными и другими [5,12]. ГАП с 3d элементами могут стать основой для имплантов с улучшенными антибактериальными свойствами, фотоактивных скаффолдов и гелей, магнитных наночастиц для лечения рака, доставки лекарств. Выявление сложных закономерностей между условиями синтеза ГАП с переходными металлами, характером взаимодействия примесей с фосфатной матрицей и свойствами получаемого материала является нетривиальной задачей, в первую очередь из-за плохой окристаллизованности ГАП, исключающей применение монокристального структурного анализа. В мировой научной практике при получении новых материалов на основе апатита поиск допирующих примесей и их концентраций обычно ведётся эмпирическим путём. Такой подход не позволяет объяснить природу обнаруженных свойств и не даёт инструментария для синтеза материалов с оптимальными показателями. Использование системного кристаллохимического подхода для анализа взаимосвязей "состав - структура - свойства" является ключом к направленному синтезу новых биосовместимых

материалов, совмещающих в себе уникальные свойства гидроксилапатита и дополнительные полезные качества, придаваемые примесными 3d элементами.

Цель работы: кристаллохимический дизайн материалов с магнитными и фотокаталитическими свойствами на основе гидроксилапатита с ионами переходных металлов.

Основные задачи:

1) Синтезировать серии гидроксилапатитов с переменным содержанием переходных металлов (Т^ Мп, Fe, Со, №, Zn);

2) Изучить закономерности вхождения этих переходных металлов в гидроксилапатит;

3) Выявить связи между примесным 3d-катионом, его концентрацией и магнитными свойствами гидроксилапатита;

4) Исследовать природу фотокаталитических свойств ^-модифицированных гидроксилапатитов;

5) Разработать алгоритм количественного определения карбонат-ионов А- и В-типа в гидроксилапатите;

6) Сделать заключение о наиболее перспективных составах материалов на основе гидроксилапатита с переходными металлами с фотокаталитическими/магнитными свойствами и дать рекомендации по их получению.

Методология и методы исследований. Для решения поставленных задач методом осаждения из водных растворов были синтезированы серии ГАП с различным содержанием катионов переходных металлов (Ме = Т^ Мп, Fe, Со, Zn, №): Т < 100°С, Ме/Сар-р = 0 - 0.60, рН = 8 - 11. Для разработки алгоритма количественного определения карбонат-иона методами ИК-и Рамановской спектроскопий был проведён синтез серии гидроксилапатититов из растворов с различным содержанием карбонат-иона: Т < 100°С, С/Рр-р = 0.04 - 0.44, рН = 8 - 11.

Исследование ГАП с примесями переходных металлов проводили широким комплексом методов. Фазовый и элементный состав полученных осадков исследовали методами порошковой рентгенографии, сканирующей электронной микроскопии, а также Рамановской, инфракрасной, фотоэлектронной (XPS), Мессбауэровской спектроскопии, рентгеноспектрального микроанализа (EDX) и спектроскопии электронного парамагнитного резонанса (ЭПР). Вхождение ионов переходных металлов в апатит (локализация, предельные концентрации) устанавливали на основе изучения закономерностей изменения параметров элементарной ячейки с увеличением концентрации примеси. Удельную поверхность синтезированных материалов определяли методом Брунауэра-Эммета-Теллера (БЭТ).

Магнитные свойства (магнитная воспримчивость, петли гистерезиса, полевые и температурные зависимости намагниченности) ГАП с примесями (Mn, Fe, Co, Ni) исследовали с помощью каппа-метрии и СКВИД-магнитометрии. Токсическое влияние апатита с примесями (Mn, Fe, Ni) на мезенхимальные стволовые клетки исследовали методом МТТ (клеточная линия человека, Институт Цитологии РАН), а их антибактериальное действие на бактерии Escherichia coli, Staphylococcus aureus, и Bacillus sp. - методом диффузии диска (Военно-медицинская академия им. С.М. Кирова, биологический факультет СПбГУ). Фотокаталитические свойства Ti-модифицированных апатитов исследовали методами спектроскопии диффузного отражения и измерения скорости разложения ацетальдегида в ходе фотокаталитических реакций. Алгоритм количественного определения карбонат-иона в гидроксилапатите был откалиброван на эталонных синтетических гидроксилапатитах, содержание карбонат-иона в которых было определено газообъёмным методом. Апробация алгоритма была проведена на апатитах из организма человека (твёрдые ткани зуба, кардиолиты).

Научная новизна. Уточнены закономерности вхождения ионов переходных металлов (Ti4+, Mn2+, Fe2+/3+, Co2+, Ni2+, Zn2+) в гидроксилапатит. Впервые исследована структурная природа магнитных и фотокаталитических свойств гидроксилапатитов с переходными металлами. Охарактеризовано магнитное поведение гидроксилапатитов с переходными металлами (Mn, Fe, Co, Ni) в широком интервале температур и магнитных полей. Выявлена зависимость магнитной восприимчивости от примесного элемента и его концентрации в кристаллической структуре гидроксилапатита. Установлено, что фотокаталитические свойства Ti-модифицированных гидроксилапатитов возникают за счёт образования ГАП/ТЮ2 гетерогенных структур, а не за счёт вхождения титана в кристаллическую структуру апатита.

Достоверность результатов исследования и сделанных выводов обусловлена:

1. Большим объёмом статистически согласованных экспериментальных данных.

2. Использованием широкого круга аналитических методов, реализованных на современном сертифицированном оборудовании. 3. Согласованностью результатов, полученных разными методами, между собой и с опубликованными данными. 4. Обсуждением полученных результатов совместно с квалифицированными специалистами разных областей знания.

Практическая значимость. Полученные данные о кристаллохимии и свойствах гидроксилапатитов с примесями переходных металлов являются основой для направленного синтеза нетоксичных биосовместимых материалов с контролируемыми магнитными и фотокаталитическими свойствами. Магнитные наночастицы Мп2+-содержащего апатита могут быть предложены для применения в медицине, в том числе для гипертермии рака, в качестве

нетоксичной альтернативы оксидам железа. Гидроксилапатиты, содержащие переходные металлы (Co, Ni, Zn) с бактерицидными свойствами могут быть использованы в качестве основы для природоподобных остеопластических материалов. ГАП/ТЮ2 композиты, обладающие биосовместимостью и сравнимые по своим свойствам с коммерческими фотокатализаторами на основе TiO2, являются перспективными материалами для биомедицины (фотоактивные скаффолды, гели), а также для проведения фотокаталитических реакций в биологических системах. Разработанная методика количественного определения методами колебательной спектроскопии карбонат-иона в гидроксилапатитах различного происхождения может быть рекомендована для контроля содержания СОз при производстве апатитовых биоматериалов с различной растворимостью, термической стабильностью, химической активностью, остеокондуктивностью и биоактивностью.

Апробация работы. Основные результаты диссертации докладывались и обсуждались на V Байкальском Материаловедческом Форуме (Республика Бурятия, 2025), XIX и XX Международных совещаниях по кристаллохимии, рентгенографии и спектроскопии минералов (Апатиты, 2019; Санкт-Петербург, 2024), годичном собрании РМО "Минералогические исследования в интересах развития минерально-сырьевого комплекса России и создания современных технологий" (Апатиты, 2024), конференции "Минералы и минералоподобные соединения: кристаллохимия и перспективы применения" (Москва, 2024), Международном геологическом студенческом саммите (Санкт-Петербург, 2023), Федоровской сессии (Санкт-Петербург, 2023), VI международной конференции «Materials Science & Engineering» (Дубай, 2022), VI и VII международных симпозиумах "Биокосные взаимодействия в природных и антропогенных системах" (Санкт-Петербург, 2018, 2022), X национальной кристаллохимической конференции (Приэльбрусье, 2021), конференции и школе для молодых ученых "Терморентгенография и рентгенография наноматериалов (ТРРН-4)" (Санкт-Петербург, 2021 г.), XV международном симпозиуме по биоминерализации «BIOMIN XV (Мюнхен, 2019), конференции "Кристаллофизика и деформационное поведение перспективных материалов" (Москва, 2017).

Публикации. По теме диссертации опубликовано 20 работ, в том числе глава в коллективной монографии и 5 статей в журналах из списка ВАК, которые вошли в международные базы данных WoS и Scopus.

Личный вклад автора заключается в планировании и проведении синтезов большинства исследуемых соединений, создании и реализации алгоритма обработки колебательных спектров, проведении рентгендифракционных исследований с последующей обработкой данных, измерении ИК-спектров и магнитной восприимчивости, обработке

данных химического анализа, данных ИК- и Рамановской спектроскопий, спектроскопии диффузного отражения. Результаты исследований фотокаталитических, магнитных и биологических свойств обрабатывались и интерпретировались при непосредственном участии автора. Обсуждение и интерпретация полученных результатов проведены совместно с научным руководителем и соавторами публикаций.

Структура и объём диссертации. Диссертация состоит из введения, пяти глав, содержащих 42 рисунка и 9 таблиц, заключения, списка использованных литературных источников (196 наименований) и приложения. Общий объем работы 141 страница.

Основные научные результаты

1. Синтезированы гидроксилапатиты с переменным содержанием двухвалентных переходных металлов (Mn, Fe, Co, Zn, Ni), исследованы их кристаллохимия, магнитные и биологические свойства ([13,14], личный вклад автора - 70%):

• Изучены закономерности вхождения ионов Mn2+, Fe2+, Fe3+, Co2+, Ni2+, Zn2+ в гидроксилапатит, определены их предельные концентрации, ранжирующиеся по близости ионного радиуса к радиусу кальция.

• Показано, что вхождение катионов Mn2+, Fe2+/Fe3+, Co2+, Ni2+ приводит к парамагнитным свойствам апатита, а его магнитная восприимчивость прямо пропорциональна концентрации примесного катиона.

• Получены магнитные наночастицы Mn-содержащего гидроксилапатита с высокой удельной поверхностью и низкой цитотоксичностью по отношению к человеческим клеткам, перспективные для применения в гипертермии рака и доставке лекарств. Получены магнитные наночастицы Co-содержащего гидроксилапатита с высокой удельной поверхностью и антибактериальными свойствами, перспективные для применения в тканевой инженерии.

2. Синтезированы гидроксилапатиты из Ti-содержащих растворов, исследованы их кристаллохимия и фотокаталитические свойства ([15], личный вклад автора - 70%):

• Изучены закономерности вхождения ионов Ti4+ в гидроксилапатит. Показано, что при низких концентрациях (Ti/Ca < 0.16) ионы Ti4+ заселяют преимущественно позицию фосфора, а при более высоких концентрациях (0.16 < Ti/Ca < 0.28) - преимущественно позиции кальция.

• Выявлена природа фотокаталитических свойств Ti-модифицированных гидроксилапатитов. Показано, что их значительная фотокаталитическая активность связана не с вхождением титана в кристаллическую структуру

апатита, как считалось ранее, а с микропримесями кристаллических оксидов титана (анатаз, рутил), для выявления которых требуется применение комплекса методов.

• Получены Тьгидроксилапатит/ТЮ2 композиты - биосовместимые гетероструктурированные материалы с фотокаталитической активностью, сравнимой с активностью коммерческих фотокатализаторов. Полученные композиты могут быть рекомендованы в качестве основы для фотоактивных скаффолдов, стоматологических гелей, а также для биоремедиации окружающей среды.

3. Исследованы возможности спектроскопических методов и дифрактометрии для количественного определения содержания карбонат-иона в синтетических и биологических гидроксилапатитах ([16-18], личный вклад автора - не менее 50%):

• Показана неэффективность использования параметров элементарной ячейки для определения содержания карбонат-иона в апатите.

• Разработан алгоритм, который позволяет определять общее содержание карбонат-иона в синтетических и биологических апатитах с погрешностью 1-2 вес. %, а также определять соотношение карбонат-ионов А и В типа. Алгоритм включает в себя выбор метода колебательной спектроскопии (ИК/Рамановская) в зависимости от объекта исследования, калибровочные уравнения и оценку их реальной погрешности.

• Разработанный алгоритм открывает новые возможности при исследовании кристаллохимии биологических апатитов -карбонатгидроксилапатитов смешанного А+В типа - и перспективен для использования при получении материалов на основе апатита с контролируемой растворимостью, термической стабильностью, химической активностью, остеокондуктивными и биоактивными свойствами.

Положения, выносимые на защиту

1. Предельные концентрации ионов переходных металлов (Мп2+, Fe2+, Fe3+, Со2+, №2+, Zn2+) в позициях кальция в гидроксилапатите ранжируются по близости их ионных радиусов к радиусу кальция: Са2+ > Мп2+ > Fe2+ > Со2+> Zn2+ > №2+ > Fe3+ (от 12.9 до 2.9 вес. %). Их вхождение в гидроксилапатит приводит к увеличению удельной поверхности материалов. Мп2+, Fe2+/3+, Со2+, №2+-гидроксилапатиты являются парамагнетиками, величина магнитной восприимчивости которых находится в прямой зависимости от концентрации примеси в кристаллической структуре гидроксилапатита и максимальна при её предельной

концентрации. Слабое ферромагнитное ^е, Со, №) и антиферромагнитное (Мп) поведение синтезированного материала связано с примесями оксидов 3d-элементов.

2. Ионы входят в гидроксилапатит, заселяя при низких концентрациях (Т^Са < 0.16) преимущественно позицию фосфора, а при более высоких концентрациях (0.16 < Т^Са < 0.28) - преимущественно позицию кальция. Значительная фотокаталитическая активность гидроксилапатитов, синтезированных из Тьсодержащих растворов, связана с присутствием в осадке микропримесей кристаллических оксидов титана (анатаз, рутил), и не связана с вхождением титана в кристаллическую структуру гидроксилапатита, как считалось ранее.

3. С использованием кристаллохимического подхода получены перспективные для биомедицины материалы на основе гидроксилапатита с переходными металлами. Магнитные наночастицы гидроксилапатита с предельной концентрацией Мп2+-ионов (~10 вес. %) характеризуются наивысшей магнитной восприимчивостью среди Са-замещённых гидроксилапатитов, и нетоксичны по отношению к человеческим клеткам. Магнитные наночастицы гидроксилапатита с предельной концентрацией Со2+-ионов (~10 вес. %) обладают антибактериальными свойствами. Композиты Тьгидроксилапатит/анатаз и Ть гидроксилапатит/рутил по своей фотокаталитической активности сопоставимы с коммерческими фотокатализаторами на основе оксидов титана.

Благодарности

Работа выполнена при поддержке грантов Президентской школы №075-15-2022-831 и РНФ №23-29-00172 и №19-17-00141 на базе кафедры кристаллографии СПбГУ и РЦ Научного Парка СПбГУ:

• Рентгендифракционные методы исследования,

• Оптические и лазерные методы исследования,

• Микроскопия и микроанализ,

• Геомодель,

• Инновационные технологии композитных наноматериалов,

• Диагностика функциональных материалов для медицины,

• Магнитно-резонансные методы исследования,

• Нанотехнологии,

• Физические методы исследования поверхности,

• Нанофотоника.

Часть синтезов была проведена на факультете химии университета г. Констанц (Германия), и в Центре роста кристаллов университета Анны г. Ченнай (Индия).

Автор благодарит д.г.-м.н. проф. О. В. Франк-Каменецкую за научное руководство, помощь, обучение и поддержку, к.г.-м.н. М.А. Кузьмину за помощь и большое участие в планировании и проведении синтезов, д.ф.-м.н. проф. В.К. Рябчука и к.ф.-м.н. Е.С. Сергиенко за творческое участие в исследовании физических свойств апатитов, студентку-магистрантку каф. кристаллографии Ю.А. Буравлёву за активное участие в разработке методики количественного определения карбонат-иона в гидроксилапатитах.

Автор благодарен д.ф.-м.н. проф. А.А. Павлычеву, к.ф.-м.н. К.О. Брыкаловой, к.ф.-м.н. П.М Мурзину., к.х.н. Т.В. Хамовой, к.б.н Ю.А Нащёкиной, к.б.н. М. С. Зеленской и д.м.н. В.В. Малышеву за помощь в проведении и интерпретации экспериментов по физическим и биологическим свойствам апатитов, а также проф. Е.В. Штурм и проф. S. №гауапа Ка1кига за руководство работой в ходе зарубежных стажировок.

Автор выражает особую благодарность сотрудникам РЦ "Рентгендифракционные методы исследования" и других ресурсных центров СПбГУ, а также всем сотрудникам кафедры кристаллографии Института Наук о Земле СПбГУ за обучение и помощь при выполнении работы.

Глава 1. Гидроксилапатит с ионами переходных металлов: прикладные аспекты (обзор литературы)

1.1. Кристаллическая структура гидроксилапатита. Вариации состава, не стехиометрия

В структуре апатита (пр. гр. Р63/т) ионы Са2+ локализованы в двух кристаллографически неэквивалентных позициях (Са1 и Са2) (Рис.1.1). Ионы Са2+, расположенные в позиции Са1 на оси 3-го порядка, связывают между собой Р04-тетраэдры. В результате образуется трехмерный каркас, в котором имеются параллельные оси z каналы, проходящие через начало координат. В каналах располагаются одновалентные анионы (Г, ОН, С1), находящиеся на оси 6-го порядка (х = у = 0) и треугольники из катионов Са2+, расположенных в позиции Са2. Позиция Са1 координирована 9 атомами кислорода (<Са1 - О> ~ 2.55 А), позиция Са2 - 6 атомами кислорода (<Са2 - О> = 2.46 - 2.50 А) и Z-анионом (Са -F = 2.23 А, Са - ОН = 2.39 А, Са - С1 = 2.76 А). Среднее расстояние Р - О в тетраэдрах составляет 1.53 А.

Основным отличием структур фтор-, гидроксил- и хлорапатита является положение Z-аниона вдоль оси г. Во фторапатите ионы F- расположены на плоскости симметрии ^ = 0.25). В гидроксил- и хлорапатите ОН- либо С1-ионы статистически распределены выше и ниже этой плоскости. Известно, что упорядочивание ОН- или С1-ионов, а также упорядочение примесей по кристаллографическим позициям может приводить к понижению симметрии структуры до моноклинной [19].

Для апатита характерны разнообразные ионные замещения во всех кристаллографических позициях [5,20,21]. Многие из этих ионных замещений кардинальным образом влияют на свойства апатита [5,12,22-26]. Формула стехиометрических твёрдых растворов со структурой апатита имеет вид МЪМ2э(ХО4^, где:

М = Са2+, РЬ2+, Sr2+, Mg2+, Ъ4+, Fe2+, Мп2+, Cd2+, Ва2+, Со2+, №2+, Си2+, Zn2+, Sn2+, Еи2+, Na+, К+, П4+, Li+, Rb+, ЯЩ+, La3+, Се3+, Sm3+, Еи3+, Y3+, Сг3+, та4+, и4+, и6+ и □ (вакансия)

ХО43- = РО43-, AsO43-, ЯЮ43-, TiO44-, VO43-, СгО43-, СгО42-, МпО43-, SO42-, SeO42-, BeF42-, GeO44-, ReO53-, SbOзF4-, SiOзN5-, ВО45-, ВО33- и СО32-

Z = F-, ОН-, С1-, Н2О, О2-, О3-, ^О-, ВО2-, Вг-, I-, Ш2-, СО32-, О22-, О2-, S2-, ^Я2-, NO22- и □ (вакансия).

Рис. 1.1. Кристаллическая структура гидроксилапатита. Проекция на плоскость (0001).

Важнейшей отличительной особенностью апатитов, образующихся в организме человека, является нестехиометрический состав, в который входят карбонат-ион, вода, гидрофосфат-ион и другие примеси (№, ЫШ, Mg, SO4). При этом, разнообразие элементов в апатите живых организмов заметно меньше, чем в геологическом из-за ограниченного набора элементов в организме [27]. В апатитах организма человека содержание фторид- и хлорид-ионов, как правило, низкое, однако оно может нести важную информацию об условиях кристаллизации апатита. Кроме того, апатит организма человека обладает низкой кристалличностью. Апатит костной ткани обладает уникальной структурой, которая может быть описана как мезокристалл [28], состоящий из отрицательно заряженных кристаллитов Ca-дефицитного гидроксилапатита, ориентированных вдоль молекул коллагена и разделённых положительно заряженными слоями воды, насыщенными комплексами Ca2+(H2O)6 [17,29].

Апатиты, содержащие карбонат-ион, называются карбонатапатитами. Общее содержание COз в апатите может превышать 10 вес. %. Карбонат-ион способен замещать Z-анион (замещение A-типа) либо PO4 тетраэдр (замещение B-типа) [30,31]. В биогенных

апатитах замещение B-типа считается преимущественным [2,20]. На сегодняшний день существуют различные модели замещения PO4 тетраэдра на CO3 треугольник [30-32]. Замещение A-типа, как правило, происходит при кристаллизации апатита при высокой температуре и давлениях [33] и не подтверждено надёжно в биогенных апатитах. Карбонат-ион существенно влияет на кристалличность и морфологию апатита [34]. Карбонатапатиты обладают более высокой растворимостью по сравнению со стехиометрическим гидроксилапатитом, кроме того, вхождение карбонат-иона также может влиять на вхождение других примесей [35]. Согласно ряду исследований, содержание СОэ2—ионов в биологических апатитах варьирует от 1 до 7 вес. % [36-38].

Вхождение примесей в апатит существенно влияет на его параметры элементарной ячейки (ПЭЯ). В присутствии карбонат-иона A-типа параметр а увеличивается, c уменьшается, а при замещении B-типа а уменьшается, c увеличивается [31,39]. Вхождение воды в позицию гидроксил-иона существенно увеличивает параметр а [39], аналогичный, но более слабый эффект оказывает вхождение гидрофосфат-иона. В то же время, при гетеровалентных ионных замещениях в апатите могут реализовываться различные схемы компенсации дисбаланса заряда, которые также влияют на параметры элементарной ячейки. Одним из таких механизмов является образование вакансий в позиции кальция, которое уменьшает параметр c, кроме того, в биогенных апатитах также распространено вхождение одновалентных катионов, компенсирующее избыток положительного заряда и понижающее соотношение Ca/P. В итоге, параметры биогенных апатитов могут варьировать в широких пределах (рис. 1.2), отражая состав среды кристаллизации.

6.91 ■ С' А

о Уролиты

▲

* Дентолиты ± Саливолиты □ Кардиолиты

-йг А о

6.87

▲

о

О Стехиометрический ГАп (PDF #09-432)

6.85

о

а, А

9.41

9.43

9.45 9.47

Рис. 1.2. Параметры элементарной ячейки апатитов из патологических образований человека [36].

Таким образом, биогенные апатиты являются нестехиометрическими Ca-дефицитными водосодержащими карбонатгидроксилапатитами B-типа.

1.2. Вхождение переходных металлов первого ряда (3d элементов) в гидроксилапатит

Me2+ (Mn, Fe, Co, Zn, М)-содержащие гидроксилапатиты. Существующие данные по вхождению переходных металлов Mn, Fe, Co, Ni, Zn (далее Me) в кристаллическую структуру апатита обширны, но противоречивы. Большинство исследователей отмечают, что перечисленные металлы способны замещать кальций в структуре апатита (Приложение 1). Отдельные исследования описывают вхождение в позицию фосфора (Mn5+) или в каналы структуры (Fe3+O2 или Co2+O2 комплексы) [40-43]. Такие замещения вызывают окрашивание апатита (Mn) или появление магнитных свойств апатита (Fe, Co). Получение подобных составов требует специфических методов синтеза (как правило, высокотемпературных), редко используемых при создании материалов на основе апатита.

Ионные радиусы рассматриваемых ионов в степени окисления 2+ меньше, чем радиус кальция (Ni2+ < Zn2+ < Co2+ < Fe2+ < Mn2+ < Ca2+) [44]. Геометрическое подобие этих катионов (характерна октаэдрическая координация) должна приводить к однотипному поведению решётки апатита при их вхождении (т.е. похожим закономерностям изменения ПЭЯ, упорядочению по позициям кальция). Однако, литературные данные указывают на множество возможных сценариев замещения. Следует отметить, что синтетические гидроксилапатиты, как правило, плохо окристаллизованы, что затрудняет структурное уточнение даже по данным порошковой рентгеновской дифракции. Как правило, вхождение доказывается по закономерностям изменения ПЭЯ, которые оказываются различными у разных исследователей. К примеру, Wu с соавторами [45] отмечают увеличение обоих ПЭЯ при вхождении железа в апатит, но Jose с соавторами указывают на уменьшение обоих ПЭЯ в аналогичных апатитах [46]. Кроме того, в уточнении нуждаются предельные концентрации переходных металлов в апатите.

Список литературы диссертационного исследования кандидат наук Корнеев Анатолий Вячеславович, 2026 год

Список литературы

1. Булах А.Г., Кривовичев В.Г., Золотарёв А.А. Общая минералогия. Санкт-Петербург: Академия, 2008. С. 416.

2. Ulian G., Moro D., Valdrè G. Hydroxylapatite and Related Minerals in Bone and Dental Tissues: Structural, Spectroscopic and Mechanical Properties from a Computational Perspective // Biomolecules. Switzerland, 2021. Vol. 11, № 5. P. 728.

3. Ressler A., Zuzic A., Ivanisevic I., Kamboj N., Ivankovic H. Ionic substituted hydroxyapatite for bone regeneration applications: A review // Open Ceramics. 2021. Vol. 6. P. 100122.

4. Mangialardo S., Cottignoli V., Cavarretta E., Salvador L., Postorino P., Maras A. Pathological Biominerals: Raman and Infrared Studies of Bioapatite Deposits in Human Heart Valves // Appl Spectrosc. 2012. Vol. 66, № 10. P. 1121-1127.

5. Ptâcek P. Substituents and Dopants in the Structure of Apatite // Apatites and their Synthetic Analogues - Synthesis, Structure, Properties and Applications. Rijeka. IntechOpen, 2016. № 2. P. 289-334.

6. Supovâ M. Substituted hydroxyapatites for biomedical applications: A review // Ceram Int. 2015. Vol. 41, № 8. P. 9203-9231.

7. Duminis T., Shahid S., Hill R.G. Apatite Glass-Ceramics: A Review // Frontiers in Materials. 2017. Vol. 3.

8. Hesaraki S., Zamanian A., Khorami M. Nano-structured apatite granules as drug delivery device for bone infection treatments // Journal of the Australian Ceramic Society. 2011. Vol. 47, № 1. P. 32-36.

9. Xia Z., Yu X., Jiang X., Brody H.D., Rowe D.W., Wei M. Fabrication and characterization of biomimetic collagen-apatite scaffolds with tunable structures for bone tissue engineering // Acta Biomater. Acta Materialia Inc., 2013. Vol. 9, № 7. P. 7308-7319.

10. Shimada Y., Chow L.C., Takagi S., Tagami J. Properties of injectable apatite-forming premixed cements // J Res Natl Inst Stand Technol. 2010. Vol. 115, № 4. P. 233-241.

11. de Groot K., Geesink R., Klein C.P., Serekian P. Plasma sprayed coatings of hydroxylapatite. // J Biomed Mater Res. United States, 1987. Vol. 21, № 12. P. 1375-1381.

12. Wakamura M., Hashimoto K., Watanabe T. Photocatalysis by calcium hydroxyapatite modified with Ti(IV): Albumin decomposition and bactericidal effect // Langmuir. 2003. Vol. 19, № 8. P. 3428-3431.

13. Korneev A. V, Kuzmina M.A., Frank-Kamenetskaya O. V. Co-Bearing Hydroxyapatite: Synthesis, Thermal Stability, Crystal Chemistry, Magnetic Properties // Biogenic—Abiogenic Interactions in Natural and Anthropogenic Systems 2022 / ed. Frank-Kamenetskaya O. V et al. Cham: Springer International Publishing, 2023. P. 87-100.

14. Korneev A. V., Sergienko E.S., Kuz'mina M.A., Pavlychev A.A., Brykalova X.O., Kalkura S.N., Frank-Kamenetskaya O. V. Crystal-Chemical Design of Hydroxyapatite Magnetic Nanoparticles with Transition Metals // Cryst Growth Des. 2025.

15. Korneev A. V., Ryabchuk V.K., Kuz'mina M.A., Murzin P.D., Pavlychev A.A., Chelibanov VP., Sturm E. V., Frank-Kamenetskaya O. V. Ti-Modified Hydroxyapatites: Synthesis, Crystal Chemistry, and Photocatalytic Activity // Cryst Growth Des. 2024. Vol. 24, № 4. P. 1835-1848.

16. Korneev A. V, Frank-Kamenetskaya O. V, Izatulina A.R. About the Role of Fluorine-Bearing Apatite in the Formation of Oxalate Kidney Stones // Crystals. 2020. Vol. 10, № 6.

17. Pavlychev A.A., Brykalova X.O., Korneev A. V., Cherny A.A., Kornilov N.N. Specific Features of the Crystal Structure of Calcium Hydroxyapatite in Native Bone Tissue // Crystallography Reports. 2024. Vol. 69, № 1. P. 38-44.

18. Pavlychev A.A., Brykalova X.O., Cherny A.A., Korneev A. V, Kornilov N.N. Spatiotemporal Changes in Atomic and Molecular Architecture of Mineralized Bone under Pathogenic Conditions // Crystals. 2023. Vol. 13, № 3.

19. Ikoma T., Yamazaki A., Nakamura S., Akao M. Preparation and Structure Refinement of Monoclinic Hydroxyapatite // J Solid State Chem. 1999. Vol. 144, № 2. P. 272-276.

20. Elliott J.C. Structure and chemistry of the apatites and other calcium orthophosphates. Amsterdam: Elsevier Science B.V., 1994. 389 p.

21. Hughes J.M., Cameron M., Crowley K.D. Structural variations in natural F, OH, and Cl apatites // American Mineralogist. 1989. Vol. 74, № 7-8. P. 870-876.

22. Kolesnikov I.E., Nikolaev A.M., Lahderanta E., Frank-Kamenetskaya O.V., Kuz'mina M.A. Structural and luminescence properties of Ce3+-doped hydroxyapatite nanocrystalline powders // Opt Mater (Amst). 2020. Vol. 99. P. 109550.

23. Nikolaev A., Kolesnikov I., Frank-Kamenetskaya O., Kuz'mina M. Europium concentration effect on characteristics and luminescent properties of hydroxyapatite nanocrystalline powders // J Mol Struct. 2017. Vol. 1149. P. 323-331.

24. Kramer E., Itzkowitz E., Wei M. Synthesis and characterization of cobalt-substituted hydroxyapatite powders // Ceram Int. Elsevier, 2014. Vol. 40, № 8 PART B. P. 13471-13480.

25. Kramer E.R., Morey A.M., Staruch M., Suib S.L., Jain M., Budnick J.I., Wei M. Synthesis and characterization of iron-substituted hydroxyapatite via a simple ion-exchange procedure // J Mater Sci. 2013. Vol. 48, № 2. P. 665-673.

26. Ofudje E.A., Adeogun A.I., Idowu M.A., Kareem S.O. Synthesis and characterization of Zn-Doped hydroxyapatite: scaffold application, antibacterial and bioactivity studies // Heliyon. Elsevier Ltd, 2019. Vol. 5, № 5. P. e01716.

27. Данильченко С.Н. Структура и свойства апатитов кальция с точки зрения биоминералогии и биоматериаловедения (обзор) // Вюник СумДУ. Серiя Фiзика, математика, мехашка. 2007. № 2. С. 33-59.

28. Simon P., Rosseeva E., Buder J., Carrillo-Cabrera W., Kniep R. Embryonic states of fluorapatite-gelatine nanocomposites and their intrinsic electric-fielddriven morphogenesis: The missing Link on the way from atomistic simulations to pattern formation on the mesoscale // Adv Funct Mater. 2009. Vol. 19, № 22. P. 3596-3603.

29. Brykalova X., Kornilov N., Pavlychev A. The peculiarities of charge distribution and spatiotemporal changes in electronic and atomic structure of bone tissue // J Mater Chem A Mater. The Royal Society of Chemistry, 2022. Vol. 10, № 42. P. 22686-22693.

30. Ivanova T.I., Frank-Kamenetskaya O.V., Kol'tsov A.B., Ugolkov V.L. Crystal structure of calcium-deficient carbonated hydroxyapatite. Thermal decomposition // J Solid State Chem. 2001. Vol. 160. P. 340-349.

31. Frank-Kamenetskaya O. Structure, Chemistry and Synthesis of Carbonate Apatites — The Main Components of Dental and Bone Tissues // Minerals as Advanced Materials I. 2008. P. 241-252.

32. Fleet M., Liu X. Location of Type B Carbonate Ion in Type A-B Carbonate Apatite Synthesized at High Pressure // J Solid State Chem. 2004. Vol. 177. P. 3174-3182.

33. Fleet M.E., Liu X. Local structure of channel ions in carbonate apatite. // Biomaterials. Netherlands, 2005. Vol. 26, № 36. P. 7548-7554.

34. Elliott J.C., Wilson R., Dowker S E P. Apatite structures // Adv. X-Ray Anal. 2002. Vol. 45. P. 172-181.

35. Nikolaev A., Kuz'mina M., Frank-Kamenetskaya O., Zorina M. Influence of carbonate ion in the crystallization medium on the formation and chemical composition of CaHA-SrHA solid solutions // J Mol Struct. 2015. Vol. 1089. P. 73-80.

36. Kuranov G., Nikolaev A., Frank-Kamenetskaya O., Gulyaev N., Volina O. Physicochemical characterization of human cardiovascular deposits // JBIC Journal of Biological Inorganic Chemistry. Germany, 2019. Vol. 24, № 7. P. 1047-1055.

37. Xu C., Reed R., Gorski J.P., Wang Y., Walker M.P. The Distribution of Carbonate in Enamel and its Correlation with Structure and Mechanical Properties // J Mater Sci. United States, 2012. Vol. 47, № 23. P. 8035-8043.

38. Spizzirri P.G., Cochrane N.J., Prawer S., Reynolds E.C. A Comparative Study of Carbonate Determination in Human Teeth Using Raman Spectroscopy // Caries Res. S. Karger AG, 2012. Vol. 46, № 4. P. 353-360.

39. Frank-Kamenetskaya O., Kol'tsov A., Kuz'mina M., Zorina M., Poritskaya L. Ion substitutions and non-stoichiometry of carbonated apatite-(CaOH) synthesised by precipitation and hydrothermal methods // J Mol Struct. Elsevier B.V., 2011. Vol. 992, № 1-3. P. 9-18.

40. Vasileva A.A., Kazakovtsev S.A., Guseinov D. V, Ezhevskii A.A., Egorikhina M.N., Aleynik D.Ya., Bulanov E.N. Synthesis, some Physicochemical and Biomedical Properties of colored Apatite-Structured Compounds with Mn5+ and Cr5+ // ChemistrySelect. John Wiley & Sons, Ltd, 2024. Vol. 9, № 11. P. e202400524.

41. Kato S., Ikeda S., Saito K., Ogasawara M. Fe incorporation into hydroxyapatite channels by Fe loading and post-annealing // J Solid State Chem. 2018. Vol. 265. P. 411-416.

42. Zykin M.A., Anokhin E.O., Kazin P.E. Cobalt-containing calcium fluorohydroxyapatites with properties of field-induced single-ion magnets. 2019. Vol. 68, № 4. P. 751-756.

43. Kazin P.E., Zykin M.A., Schnelle W., Zubavichus Y. V., Babeshkin K.A., Tafeenko V.A., Felser C., Jansen M. Cobalt-Based Single-Ion Magnets on an Apatite Lattice: Toward Patterned Arrays for Magnetic Memories // Inorg Chem. 2017. Vol. 56, № 3. P. 1232-1240.

44. Shannon R.D. Revised Effective Ionic Radii and Systematic Studies of Interatomie Distances in Halides and Chaleogenides // Acta Crystallography. 1976. Vol. A32. P. 751-767.

45. Wu H.C., Wang T.W., Sun J.S., Wang W.H., Lin F.H. A novel biomagnetic nanoparticle based on hydroxyapatite // Nanotechnology. 2007. Vol. 18, № 16.

46. Jose S., Senthilkumar M., Elayaraja K., Haris M., George A., Raj A.D., Sundaram S.J., Bashir A.K.H., Maaza M., Kaviyarasu K. Preparation and characterization of Fe doped n-hydroxyapatite for biomedical application // Surfaces and Interfaces. 2021. Vol. 25. P. 101185.

47. Hughes J.M., Cameron M., Crowley K.D. Ordering of divalent cations in the apatite structure: crystal structure refinements of natural Mn- and Sr-bearing apatite // American Mineralogist. 1991. Vol. 76, № 11-12. P. 1857-1862.

48. Hughes J.M., Ertl A., Bernhardt H.J., Rossman G.R., Rakovan J. Mn-rich fluorapatite from Austria: Crystal structure, chemical analysis, and spectroscopic investigations // American Mineralogist. 2004. Vol. 89, № 4. P. 629-632.

49. Arima H., Kida Y., Mikouchi T., Sugiyama K. The location of Mn (MnO: 2.0 wt%) in fluorapatite from Lavra da Golconda, near Governador Valadares, Minas Gerais, Brazil // Journal of Mineralogical and Petrological Sciences. 2018. Vol. 113, № 3. P. 119-125.

50. Pieczka A., Biagioni C., Gol^biowska B., Jelen P., Pasero M., Sitarz M. Parafiniukite, Ca2Mn3(PO4)3Cl, a New Member of the Apatite Supergroup from the Szklary Pegmatite, Lower Silesia, Poland: Description and Crystal Structure // Minerals. 2018. Vol. 8, № 11. P. 485.

51. Tait K., Ball N.A., Hawthorne F.C. Pieczkaite, ideally Mn5(PO4)3Cl, a new apatite-supergroup mineral from Cross Lake, Manitoba, Canada: Description and crystal structure // American Mineralogist. 2015. Vol. 100, № 5-6. P. 1047-1052.

52. Engel G., Pretzsch J., Gramlich V., Baur W.H. The crystal structure of hydrothermally grown manganese chlorapatite, Mn5(P04)3Cl0.9(0H)0.1 // Acta Crystallogr B. 1975. Vol. 31, № 7. P. 1854-1860.

53. Anderson J.B., Kostiner E. The crystal structure of cobalt-substituted calcium chlorapatite // J Solid State Chem. 1987. Vol. 66, № 2. P. 343-349.

54. Hughes J.M., Fransolet A.M., Schreyer W. The atomic arrangement of iron-bearing apatite // Neues Jahrbuch für Mineralogie, Monatshefte. 1993. № 11. P. 504-510.

Ribeiro C.C., Gibson I., Barbosa M.A. The uptake of titanium ions by hydroxyapatite particles - Structural changes and possible mechanisms // Biomaterials. 2006. Vol. 27, № 9. P. 17491761.

56. Tsukada M., Wakamura M., Yoshida N., Watanabe T. Band gap and photocatalytic properties of Ti-substituted hydroxyapatite: Comparison with anatase-TiO2 // J Mol Catal A Chem. 2011. Vol. 338, № 1-2. P. 18-23.

57. Adamiano A., Sangiorgi N., Sprio S., Ruffini A., Sandri M., Sanson A., Gras P., Grossin D., Frances C., Chatzipanagis K., Bilton M., Marzec B., Varesano A., Meldrum F., Kröger R., Tampieri A. Biomineralization of a titanium-modified hydroxyapatite semiconductor on conductive wool fibers // J Mater Chem B. 2017. Vol. 5, № 36. P. 7608-7621.

58. Tampieri A., D'Alessandro T., Sandri M., Sprio S., Landi E., Bertinetti L., Panseri S., Pepponi G., Goettlicher J., Banobre-Lopez M., Rivas J. Intrinsic magnetism and hyperthermia in bioactive Fe-doped hydroxyapatite // Acta Biomater. Acta Materialia Inc., 2012. Vol. 8, № 2. P. 843-851.

59. Price P.M., Mahmoud W.E., Al-Ghamdi A.A., Bronstein L.M. Magnetic drug delivery: Where the field is going // Front Chem. 2018. Vol. 6, № 12. P. 1-7.

60. Fatima H., Charinpanitkul T., Kim K.S. Fundamentals to apply magnetic nanoparticles for hyperthermia therapy // Nanomaterials. 2021. Vol. 11, № 5. P. 1-20.

61. Yang X., Shao G., Zhang Y., Wang W., Qi Y., Han S., Li H. Applications of Magnetic Particle Imaging in Biomedicine: Advancements and Prospects // Front Physiol. 2022. Vol. 13, № July. P. 1-17.

62. Malhotra N., Lee J.-S., Liman R.A.D., Ruallo J.M.S., Villaflores O.B., Ger T.-R., Hsiao C.-D. Potential Toxicity of Iron Oxide Magnetic Nanoparticles: A Review. // Molecules. Switzerland, 2020. Vol. 25, № 14.

63. Wu L., Wen W., Wang X., Huang D., Cao J., Qi X., Shen S. Ultrasmall iron oxide nanoparticles cause significant toxicity by specifically inducing acute oxidative stress to multiple organs // Part Fibre Toxicol. 2022. Vol. 19, № 1. P. 24.

64. Barcena C., Sra A.K., Gao J. Applications of magnetic nanoparticles in biomedicine // Nanoscale Magnetic Materials and Applications. 2009. Vol. 167. P. 591-626.

65. Hou C.H., Hou S.M., Hsueh Y.S., Lin J., Wu H.C., Lin F.H. The in vivo performance of biomagnetic hydroxyapatite nanoparticles in cancer hyperthermia therapy // Biomaterials. Elsevier Ltd, 2009. Vol. 30, № 23-24. P. 3956-3960.

66. Zilm M.E., Yu L., Hines W.A., Wei M. Magnetic properties and cytocompatibility of transition-metal-incorporated hydroxyapatite // Materials Science and Engineering C. 2018. Vol. 87, № 2017. P. 112-119.

67. Савинов Е.Н. ФОТОКАТАЛИТИЧЕСКИЕ МЕТОДЫ ОЧИСТКИ ВОДЫ И ВОЗДУХА // Соросовский образовательный журнал. 2000. Т. 6, № 11. С. 52-56.

68. Артемьев Ю.М., Рябчук В.К. Введение в гетерогенный катализ. Санкт-Петербург: Изд-во С.-Петерб. ун-та, 1999. С. 304.

69. Yoshida N., Takeuchi M., Okura T., Monma H., Wakamura M., Ohsaki H., Watanabe T. Super-hydrophobic photocatalytic coatings utilizing apatite-based photocatalyst // Thin Solid Films. 2006. Vol. 502, № 1-2. P. 108-111.

70. Hu A., Tong L., Ming L., Chang C., Huiqin L., Mao D. Preparation of Nanocrystals Hydroxyapatite/TiO2 Compound by Hydrothermal Treatment // Appl Catal B. 2006. Vol. 63. P. 41-44.

71. Ichimura S., Ebisu H., Nonami T., Kato K. Photocatalytic Activity of Titanium Dioxide Coated with Apatite // Jpn J Appl Phys. 2005. Vol. 44, № 7R. P. 5164.

72. Khamova T. V., Frank-Kamenetskaya O. V., Shilova O.A., Chelibanov V.P., Marugin A.M., Yasenko E.A., Kuz'mina M.A., Baranchikov A.E., Ivanov V.K. Hydroxyapatite/Anatase Photocatalytic Core-Shell Composite Prepared by Sol-Gel Processing // Crystallography Reports. 2018. Vol. 63, № 2. P. 254-260.

73. Nonami T., Hase H., Funakoshi K. Apatite-coated titanium dioxide photocatalyst for air purification // Catal Today. 2004. Vol. 96, № 3. P. 113-118.

74. Kolmas J., Groszyk E., Kwiatkowska-Rozycka D. Substituted hydroxyapatites with antibacterial properties. // Biomed Res Int. United States, 2014. Vol. 2014. P. 178123.

75. Karunakaran G., Cho E.-B., Thirumurugan K., Kumar G.S., Kolesnikov E., Boobalan S., Janarthanan G., Pillai M.M., Rajendran S. Mesoporous Mn-doped hydroxyapatite nanorods obtained via pyridinium chloride enabled microwave-assisted synthesis by utilizing Donax variabilis seashells for implant applications // Materials Science and Engineering: C. 2021. Vol. 126. P. 112170.

76. Sebastiammal S., Fathima A.S., Henry J., Wadaan M.A., Mahboob S., Wadaan A.M., Manzoor I., Gopinath K., Rajeswary M., Govindarajan M. Synthesis, Characterization, Antibacterial,

Antifungal, Antioxidant, and Anticancer Activities of Nickel-Doped Hydroxyapatite Nanoparticles // Fermentation. 2022. Vol. 8, № 12.

77. Yazdani N., Javadpour J., Yekta B., Hamrang M. Hydrothermal Synthesis of Cobalt- doped Hydroxyapatite: Structure, Magnetic Behavior, Bioactivity and Antibacterial Activity (In Press) // Iranian Journal of Materials Science and Engineering. 2018. Vol. 16.

78. Campana V., Milano G., Pagano E., Barba M., Cicione C., Salonna G., Lattanzi W., Logroscino G. Bone substitutes in orthopaedic surgery: from basic science to clinical practice // J Mater Sci Mater Med. 2014. Vol. 25, № 10. P. 2445-2461.

79. Hayashi K., Kishida R., Tsuchiya A., Ishikawa K. Granular Honeycombs Composed of Carbonate Apatite, Hydroxyapatite, and P-Tricalcium Phosphate as Bone Graft Substitutes: Effects of Composition on Bone Formation and Maturation // ACS Appl Bio Mater. American Chemical Society, 2020. Vol. 3, № 3. P. 1787-1795.

80. Hayashi K., Yanagisawa T., Kishida R., Tsuchiya A., Ishikawa K. Gear-shaped carbonate apatite granules with a hexagonal macropore for rapid bone regeneration // Comput Struct Biotechnol J. 2023. Vol. 21. P. 2514-2523.

81. Байтус Н.А. Синтетические остеопластические препараты на основе гидроксилапатита в стоматологии // Вестник Витебского государственного медицинского университета. 2014. Т. 13, № 3. С. 29-34.

82. Fernandez de Grado G., Keller L., Idoux-Gillet Y., Wagner Q., Musset A.-M., Benkirane-Jessel N., Bornert F., Offner D. Bone substitutes: a review of their characteristics, clinical use, and perspectives for large bone defects management // J Tissue Eng. SAGE Publications Ltd STM, 2018. Vol. 9. P. 2041731418776819.

83. Akita K., Fukuda N., Kamada K., Kudoh K., Kurio N., Tsuru K., Ishikawa K., Miyamoto Y. Fabrication of porous carbonate apatite granules using microfiber and its histological evaluations in rabbit calvarial bone defects // J Biomed Mater Res A. 2020. Vol. 108, № 3. P. 709-721.

84. Germaini M.-M., Detsch R., Grunewald A., Magnaudeix A., Lalloue F., Boccaccini A.R., Champion E. Osteoblast and osteoclast responses to A/B type carbonate-substituted hydroxyapatite ceramics for bone regeneration // Biomedical Materials. IOP Publishing, 2017. Vol. 12, № 3. P. 35008.

85. Korokin V.Zh., Bulanov E.N., Knyazev A. V. Synthesis of Biomimetic Materials from Collagen and Hydroxyapatite // Russian Journal of Applied Chemistry. 2019. Vol. 92, № 3. P. 410-414.

86. Bulanov E.N., Knyazev A.V., Lelet M.I. Thermodynamic Modeling of Integration of Strontium into Bone Tissue Hydroxyapatite // Applied Solid State Chemistry. 2017. Vol. 1, № 1. P. 4247.

87. Citagenix. ECLIPSE TM | Synthetic Resorbable Bone Substitute [Электронный ресурс]. P. 1.

88. G C Biomaterials. GC Biomaterials|Cytrans® - Resorbable, Synthetic Bone Graft Material [Электронный ресурс]. 2022. URL: https://www.gcbiomaterials.com/index.php.

89. Musskaya O.N., Krut'ko V.K., Kulak AI. PHYSICAL AND CHEMICAL PROPERTIES OF CEMENT BASED ON CALCIUM PHOSPHATE SUSPENSIONS // Physical and Chemical Aspects of the Study of Clusters, Nanostructures and Nanomaterials. 2017. № 9. P. 317-322.

90. Liu D., Cui C., Chen W., Shi J., Li B., Chen S. Biodegradable Cements for Bone Regeneration // J Funct Biomater. 2023. Vol. 14. P. 134.

91. Schröter L., Kaiser F., Stein S., Gbureck U., Ignatius A. Biological and mechanical performance and degradation characteristics of calcium phosphate cements in large animals and humans // Acta Biomater. 2020. Vol. 117. P. 1-20.

92. Cahyanto A., Tsuru K., Ishikawa K., Kikuchi M. Mechanical strength improvement of apatite cement using hydroxyapatite/collagen nanocomposite // Key Eng Mater. 2017. Vol. 720. P. 167-172.

93. Dewangan V.K., Sampath Kumar T.S., Doble M., Daniel Varghese V. Fabrication of macroporous apatite bone cements for non-load bearing orthopedic applications // J Biomed Mater Res B Appl Biomater. 2023. Vol. 111, № 2. P. 416-428.

94. Demnati I., Grossin D., Combes C., Rey C. Plasma-Sprayed apatite Coatings: Review of physical-chemical characteristics and their biological consequences // J Med Biol Eng. 2014. Vol. 34, № 1. P. 1-7.

95. Yousefpour M., Afshar A., Yang X., Li X., Yang B., Wu Y., Chen J., Zhang X. Nanocrystalline growth of electrochemically deposited apatite coating on pure titanium // Journal of electroanalytical chemistry. 2006. Vol. 589. P. 96-105.

96. Choi Y., Hong S.I. Apatite deposition and collagen coating effects in Ti-Al-V and Ti-Al-Nb alloys // Physics of Metals and Metallography. 2014. Vol. 115, № 13. P. 1307-1312.

97. Ioku K., Yanagisawa K., Yamasaki N., Kurosawa H., Shibuya K., Yokozeki H. Preparation and Characterization of Porous Apatite Ceramics Coated with P-Tricalcium Phosphate // Biomed Mater Eng. 1993. Vol. 3. P. 137-145.

98. Krut'ko V.K., Kulak A.I., Musskaya O.N., Safronova T. V, Putlyaev V.I. Calcium Phosphate Foam Ceramic Based on Hydroxyapatite-Brushite Powder Mixture // Glass and Ceramics. 2019. Vol. 76, № 3. P. 113-118.

99. Zanotto E. A Bright Future for Glass-Ceramic // American Ceramic Society Bulletin. 2010. Vol. 89. P. 19-27.

100. Doebelin N., Kleeberg R. Profex: a graphical user interface for the Rietveld refinement program BGMN // J Appl Crystallogr. 2015. Vol. 48, № 5. P. 1573-1580.

101. Savitzky Abraham., Golay M.J.E. Smoothing and Differentiation of Data by Simplified Least Squares Procedures. // Anal Chem. American Chemical Society, 1964. Vol. 36, № 8. P. 16271639.

102. Weiss P. La théorie de l'aimantation des corps solides // Annales de Chimie et de Physique. 1907. Vol. 8, № 5. P. 58-62.

103. Tauc J., Grigorovici R., Vancu A. Optical Properties and Electronic Structure of Amorphous Germanium // Physica status solidi. 1966. Vol. 15(2). P. 627-637.

104. Makula P., Pacia M., Macyk W. How To Correctly Determine the Band Gap Energy of Modified Semiconductor Photocatalysts Based on UV-Vis Spectra // J Phys Chem Lett. American Chemical Society, 2018. Vol. 9, № 23. P. 6814-6817.

105. Maleki-Ghaleh H., Siadati M.H., Fallah A., Koc B., Kavanlouei M., Khademi-Azandehi P., Moradpur-Tari E., Omidi Y., Barar J., Beygi-Khosrowshahi Y., Kumar A.P., Adibkia K. Antibacterial and Cellular Behaviors of Novel Zinc-Doped Hydroxyapatite/Graphene Nanocomposite for Bone Tissue Engineering // International Journal of Molecular Sciences. 2021. Vol. 22, № 17.

106. Solodyankina A., Nikolaev A., Frank-Kamenetskaya O., Golovanova O. Synthesis and characterization of nanocrystalline apatites from solution modeling human blood // J Mol Struct. Elsevier BV, 2016. Vol. 1119. P. 484-489.

107. Grunenwald A., Keyser C., Sautereau A.M., Crubezy E., Ludes B., Drouet C. Revisiting carbonate quantification in apatite (bio)minerals: a validated FTIR methodology // J Archaeol Sci. Elsevier BV, 2014. Vol. 49. P. 134-141.

108. Awonusi A., Morris M.D., Tecklenburg M.M.J. Carbonate Assignment and Calibration in the Raman Spectrum of Apatite // Calcif Tissue Int. Springer Science and Business Media LLC, 2007. Vol. 81, № 1. P. 46-52.

109. Krajewski A., Mazzocchi M., Buldini P.L., Ravaglioli A., Tinti A., Taddei P., Fagnano C. Synthesis of carbonated hydroxyapatites: efficiency of the substitution and critical evaluation of analytical methods // J Mol Struct. Elsevier BV, 2005. Vol. 744-747. P. 221-228.

110. Featherstone J.D.B., Pearson S., LeGeros R.Z. An Infrared Method for Quantification of Carbonate in Carbonated Apatites // Caries Res. S. Karger AG, 1984. Vol. 18, № 1. P. 63-66.

111. КОМПЛЕКТ ОБОРУДОВАНИЯ ДЛЯ ГАЗОВЫХ АНАЛИЗАТОРОВ КГА 4-2. Руководство по эксплуатации. МБ 2.840.009 РЭ [Электронный ресурс] // https://gazoanalizators.ru/upload/iblock/389/8g4p3xo1e11mi1h5pmrnmudzfsrharwr/kga-4-2-re.pdf. 2025.

112. Ibsen C.J.S., Chernyshov D., Birkedal H. Apatite Formation from Amorphous Calcium Phosphate and Mixed Amorphous Calcium Phosphate/Amorphous Calcium Carbonate // Chemistry - A European Journal. Wiley, 2016. Vol. 22, № 35. P. 12347-12357.

113. Berzina-Cimdina L., Borodajenko N. Research of Calcium Phosphates Using Fourier Transform Infrared Spectroscopy // Infrared Spectroscopy - Materials Science, Engineering and Technology / ed. Theophanides T. Rijeka: IntechOpen, 2012. P. 123-148.

114. Tacker R.C. Carbonate in igneous and metamorphic fluorapatite: Two type A and two type B substitutions // American Mineralogist. Mineralogical Society of America, 2008. Vol. 93, № 1. P. 168-176.

115. Hammerli J., Hermann J., Tollan P., Naab F. Measuring in situ CO2 and H2O in apatite via ATR-FTIR // Contributions to Mineralogy and Petrology. Springer Science and Business Media LLC, 2021. Vol. 176, № 12.

116. Ren F., Ding Y., Leng Y. Infrared spectroscopic characterization of carbonated apatite: A combined experimental and computational study // J Biomed Mater Res A. Wiley, 2013. Vol. 102, № 2. P. 496-505.

117. Timchenko P.E., Timchenko E. V, Pisareva E. V, Vlasov M.Yu., Volova L.T., Frolov O.O., Kalimullina A.R. Experimental studies of hydroxyapatite by Raman spectroscopy // Journal of Optical Technology. Optica Publishing Group, 2018. Vol. 85, № 3. P. 130-135.

118. Sternberg. Biomedical Image Processing // Computer (Long Beach Calif). Institute of Electrical and Electronics Engineers (IEEE), 1983. Vol. 16, № 1. P. 22-34.

119. Fontana M., Ben Mabrouk K., Kauffmann T.H. Raman spectroscopic sensors for inorganic salts // Spectroscopic Properties of Inorganic and Organometallic Compounds. 2013. Vol. 44. P. 40-67.

120. Lei Z., Chen X., Wang J., Huang Y., Du F., Yan Z. Guite, the spinel-structured Co2+Co3+2O4, a new mineral from the Sicomines copper-cobalt mine, Democratic Republic of Congo // Mineral Mag. 2022/03/21. Cambridge University Press, 2022. Vol. 86, № 2. P. 346-353.

121. Wu M., Chen S., Soomro A., Ma S., Zhu M., Hua X., Xiang W. Investigation of synergistic effects and high performance of La-Co composite oxides for toluene catalytic oxidation at low temperature // Environmental Science and Pollution Research. 2019. Vol. 26, № 12. P. 1212312135.

122. Ravindra A. V, Behera B., Padhan P. Laser Induced Structural Phase Transformation of Cobalt Oxides Nanostructures // J Nanosci Nanotechnol. 2014. Vol. 14. P. 5591-5595.

123. Ilton E.S., Post J.E., Heaney P.J., Ling F.T., Kerisit S.N. XPS determination of Mn oxidation states in Mn (hydr)oxides // Appl Surf Sci. 2016. Vol. 366. P. 475-485.

124. Oku M., Hirokawa K., Ikeda S. X-ray photoelectron spectroscopy of manganese-oxygen systems // J Electron Spectros Relat Phenomena. 1975. Vol. 7, № 5. P. 465-473.

125. Kandori K., Yamaguchi Y. SYNTHESIS AND CHARACTERIZATION OF Mn-DOPED CALCIUM HYDROXYAPATITE PARTICLES // Phosphorus Research Bulletin. 2017. Vol. 33. P. 26-34.

126. Lala S., Ghosh M., Das P.K., Kar T., Pradhan S.K. Mechanical preparation of nanocrystalline biocompatible single-phase Mn-doped A-type carbonated hydroxyapatite (A-cHAp): effect of Mn doping on microstructure // Dalton Transactions. The Royal Society of Chemistry, 2015. Vol. 44, № 46. P. 20087-20097.

127. Biesinger M.C., Payne B.P., Grosvenor A.P., Lau L.W.M., Gerson A.R., Smart R.S.C. Resolving surface chemical states in XPS analysis of first row transition metals, oxides and

hydroxides: Cr, Mn, Fe, Co and Ni // Appl Surf Sci. Elsevier B.V., 2011. Vol. 257, № 7. P. 2717-2730.

128. Hoshino M., Tanaka T., Kitajima M., Tanaka H., Fanis A. De, Pavlychev A. A., Ueda K. The excitation mechanism of the lowest-energy satellite bands in the C 1s core level photoemission of CO2 // Journal of Physics B: Atomic, Molecular and Optical Physics. 2003. Vol. 36, № 21. P. L381.

129. Mao H., Zhang F., Liu X., Qiu J., Li B., Jin Z. Synthesis of cobalt phosphate nanoflakes for high-performance flexible symmetric supercapacitors // Journal of Materials Science: Materials in Electronics. Springer US, 2018. Vol. 29, № 19. P. 16721-16729.

130. Yamashita T., Hayes P. Analysis of XPS spectra of Fe 2+ and Fe 3+ ions in oxide materials // Appl Surf Sci. 2008. Vol. 254, № 8. P. 2441-2449.

131. Golosovsky I., Arcon D., Jaglicic Z., Cevc P., Sakhnenko V., Kurdyukov D., Kumzerov Y.A. ESR of MnO embedded in silica nanoporous matrices with different topologies // Phys Rev B. 2005. Vol. 72.

132. Cnockaert V., Maes K., Bellemans I., Crivits T., Vrielinck H., Blanpain B., Verbeken K. Quantification of the Fe3+ concentration in lead silicate glasses using X-band CW-EPR // J Non Cryst Solids. 2020. Vol. 536. P. 120002.

133. Cannas C., Gatteschi D., Musinu A., Piccaluga G., Sangregorio C. Structural and Magnetic Properties of Fe2O3 Nanoparticles Dispersed over a Silica Matrix // J Phys Chem B. American Chemical Society, 1998. Vol. 102, № 40. P. 7721-7726.

134. Veselinovic L., Karanovic L., Stojanovic Z., Bracko I., Markovic S., Ignjatovic N., Uskokovic D. Crystal structure of cobalt-substituted calcium hydroxyapatite nanopowders prepared by hydrothermal processing // J Appl Crystallogr. 2010. Vol. 43, № 2. P. 320-327.

135. Ren F., Xin R., Ge X., Leng Y. Characterization and structural analysis of zinc-substituted hydroxyapatites // Acta Biomater. 2009. Vol. 5, № 8. P. 3141-3149.

136. Guerra-López J., Pomés R., Védova C.O. Della, Viña R., Punte G. Influence of nickel on hydroxyapatite crystallization // Journal of Raman Spectroscopy. John Wiley & Sons, Ltd, 2001. Vol. 32, № 4. P. 255-261.

137. Ereiba K.M.T., Mostafa A.G., Gamal G.A., Said A.H. In vitro study of iron doped hydroxyapatite // Journal of Biophysical Chemistry. 2013. Vol. 4, № 4. P. 122-130.

138. Kabir S.F., Ahmed S., Mustafa A.I., Ahsan M., Islam S. Synthesis and Characterization of Fe-doped Hydroxyapatite // Bangladesh Journal of Scientific and Industrial Research. 2012. Vol. 47, № 1. P. 1-8.

139. Mercado D.F., Magnacca G., Malandrino M., Rubert A., Montoneri E., Celi L., Bianco Prevot A., Gonzalez M.C. Paramagnetic Iron-Doped Hydroxyapatite Nanoparticles with Improved Metal Sorption Properties. A Bioorganic Substrates-Mediated Synthesis // ACS Appl Mater Interfaces. American Chemical Society, 2014. Vol. 6, № 6. P. 3937-3946.

140. Avakyan L., Paramonova E., Bystrov V., Coutinho J., Gomes S., Renaudin G. Iron in Hydroxyapatite: Interstitial or Substitution Sites? // Nanomaterials (Basel). Switzerland, 2021. Vol. 11, № 11.

141. Mayer I., Diab H., Felner I. Ferric iron in synthetic carbonate apatites: A Mössbauer effect study // J Inorg Biochem. 1992. Vol. 45, № 2. P. 129-133.

142. Hajalilou A., Tavakoli M., Parvini E. Insight into Superparamagnetism in Magnetic Nanoparticles // Magnetic Nanoparticles / ed. Hajalilou A., Tavakoli M., Parvini E. Wiley-VCH GmbH, 2022. P. 219-232.

143. Chrobak A., Ziolkowski G. Nanoscale Analysis of Superparamagnetic Systems // Acta Phys Pol A. 2017. Vol. 131, № 5. P. 1371-1375.

144. Sun X. Magnetic Properties of Self-assembled Manganese Oxide and Iron Oxide Nanoparticles: Spin Structure and Composition. Forschungszentrum Jülich GmbH Zentralbibliothek, Verlag Jülich, 2018. 178 p.

145. Berkowitz A.E., Rodriguez G.F., Hong J.I., An K., Hyeon T., Agarwal N., Smith D.J., Fullerton E.E. Antiferromagnetic MnO nanoparticles with ferrimagnetic Mn3O4 shells: Doubly inverted core-shell system // Phys Rev B. 2008. Vol. 77, № 2. P. 024403.

146. Salazar-Alvarez G., Sort J., Surinach S., Baro M.D., Nogues J. Synthesis and Size-Dependent Exchange Bias in Inverted Core-Shell MnO|Mn3O4 Nanoparticles // J Am Chem Soc. 2007. Vol. 129, № 29. P. 9102-9108.

147. Zhang D., Zhu J., Zhang N., Liu T., Chen L., Liu X., Ma R., Zhang H., Qiu G. Controllable fabrication and magnetic properties of double-shell cobalt oxides hollow particles // Sci Rep. 2015. Vol. 5. P. 8737.

148. Balaev D.A., Dubrovskiy A.A., Krasikov A.A., Popkov S.I., Balaev A.D., Shaikhutdinov K.A., Kirillov V.L., Martianov O.N. MAGNETIC PROPERTIES OF NIO NANO PARTICLES:

CONTRIBUTIONS OF THE ANTIFERROMAGNETIC AND FERROMAGNETIC SUBSYSTEMS IN DIFFERENT MAGNETIC FIELD RANGES UP TO 250 KOE // Physics of the Solid State. 2017. Vol. 59, № 8. P. 1524.

149. Wang Z., Kovalev S., Awari N., Chen M., Germanskiy S., Green B., Deinert J.-C., Kampfrath T., Milano J., Gensch M. Magnetic field dependence of antiferromagnetic resonance in NiO // Appl Phys Lett. 2018. Vol. 112. P. 252404.

150. Frandsen B.A., Read C., Stevens J., Walker C., Christiansen M., Harrison R.G., Chesnel K. Superparamagnetic dynamics and blocking transition in Fe3O4 nanoparticles probed by vibrating sample magnetometry and muon spin relaxation // Phys Rev Mater. 2021. Vol. 5, № 5. P. 054411.

151. Gamarra L.F., Pontuschka W.M., Mamani J.B., Cornejo D.R., Oliveira T.R., Vieira E.D., Costa-Filho A.J., Amaro Jr E. Magnetic characterization by SQUID and FMR of a biocompatible ferrofluid based on Fe3O4 // Journal of Physics: Condensed Matter. 2009. Vol. 21, № 11. P. 115104.

152. Seip C.T., Carpenter E.E., O'Connor C.J., John V.T., Sichu Li. Magnetic properties of a series of ferrite nanoparticles synthesized in reverse micelles // IEEE Trans Magn. 1998. Vol. 34, № 4. P. 1111-1113.

153. Özdemir Ö., Dunlop D.J. Magnetic memory and coupling between spin-canted and defect magnetism in hematite // J Geophys Res Solid Earth. 2006. Vol. 111, № B12.

154. Iannotti V., Adamiano A., Ausanio G., Lanotte L., Aquilanti G., Coey J.M.D., Lantieri M., Spina G., Fittipaldi M., Margaris G., Trohidou K., Sprio S., Montesi M., Panseri S., Sandri M., Iafisco M., Tampieri A. Fe-Doping-Induced Magnetism in Nano-Hydroxyapatites // Inorg Chem. 2017. Vol. 56, № 8. P. 4446-4458.

155. Figgis B.N., Lewis J. The Magnetic Properties of Transition Metal Complexes // Progress in Inorganic Chemistry / ed. Cotton F.A. 1964. P. 37-239.

156. Tang R., Henneman Z.J., Nancollas G.H. Constant composition kinetics study of carbonated apatite dissolution // J Cryst Growth. 2003. Vol. 249, № 3. P. 614-624.

157. Ishikawa K. Carbonate Apatite Bone Replacement // Handbook of Bioceramics and Biocomposites / ed. Antoniac I.V. Cham: Springer International Publishing, 2016. P. 213-232.

158. Reyes-Ortega F., Delgado A. V, Iglesias G.R. Modulation of the Magnetic Hyperthermia Response Using Different Superparamagnetic Iron Oxide Nanoparticle Morphologies // Nanomaterials. 2021. Vol. 11, № 3.

159. Estelrich J., Escribano E., Queralt J., Busquets M.A. Iron oxide nanoparticles for magnetically-guided and magnetically-responsive drug delivery // Int J Mol Sci. Switzerland, 2015. Vol. 16, № 4. P. 8070-8101.

160. Qiu Y., Tong S., Zhang L., Sakurai Y., Myers D., Hong L., Lam W., Bao G. Magnetic forces enable controlled drug delivery by disrupting endothelial cell-cell junctions // Nat Commun. 2017. Vol. 8. P. 15594.

161. Tithito T., Sillapaprayoon S., Chantho V., Pimtong W., Thongbunchoo J., Charoenphandhu N., Krishnamra N., Yong N., Lert-itthiporn A., Maneeprakorn W., Pon-On W. Evaluation of magnetic hyperthermia, drug delivery and biocompatibility (bone cell adhesion and zebrafish assays) of trace element co-doped hydroxyapatite combined with Mn-Zn ferrite for bone tissue applications // RSC Adv. The Royal Society of Chemistry, 2024. Vol. 14, № 40. P. 2924229253.

162. Timchenko P., Timchenko E., Pisareva E., Vlasov M., Red'kin N., Frolov O. Spectral analysis of allogeneic hydroxyapatite powders // J Phys Conf Ser. 2017. Vol. 784. P. 12060.

163. Nosenko V. V, Yaremko A.M., Dzhagan V.M., Vorona I.P., Romanyuk Y.A., Zatovsky I. V. Nature of some features in Raman spectra of hydroxyapatite-containing materials // Journal of Raman Spectroscopy. John Wiley & Sons, Ltd, 2016. Vol. 47, № 6. P. 726-730.

164. Iqbal Z., Tomaselli V.P., Fahrenfeld O., Möller K.D., Ruszala F.A., Kostiner E. Polarized Raman scattering and low frequency infrared study of hydroxyapatite // Journal of Physics and Chemistry of Solids. 1977. Vol. 38, № 8. P. 923-927.

165. Frank O., Zukalova M., Laskova B., Kürti J., Koltai J., Kavan L. Raman spectra of titanium dioxide (anatase, rutile) with identified oxygen isotopes (16, 17, 18) // Physical Chemistry Chemical Physics. The Royal Society of Chemistry, 2012. Vol. 14, № 42. P. 14567-14572.

166. Su J., Xiong G., Zhou J., Liu W., Zhou D., Wang G., Wang X., Guo H. Amorphous Ti species in titanium silicalite-1: Structural features, chemical properties, and inactivation with sulfosalt // J Catal. 2012. Vol. 288. P. 1-7.

167. Ikawa H., Yamada T., Kojima K., Matsumoto S. X-ray Photoelectron Spectroscopy Study of High- and Low-Temperature Forms of Zirconium Titanate // Journal of the American Ceramic Society. John Wiley & Sons, Ltd, 1991. Vol. 74, № 6. P. 1459-1462.

168. Castillo R., Koch B., Ruiz P., Delmon B. Influence of preparation methods on the texture and structure of titania supported on silica // J Mater Chem. 1994. Vol. 4, № 6. P. 903-906.

169. Kandori K., Oketani M., Sakita Y., Wakamura M. FTIR studies on photocatalytic activity of Ti(IV)-doped calcium hydroxyapatite particles // J Mol Catal A Chem. 2012. Vol. 360. P. 5460.

170. Kandori K., Kuroda T., Wakamura M. Protein adsorption behaviors onto photocatalytic Ti(IV)-doped calcium hydroxyapatite particles // Colloids Surf B Biointerfaces. Elsevier B.V., 2011. Vol. 87, № 2. P. 472-479.

171. Salhi A., Aarfane A., Tahiri S., Khamliche L., Bensitel M., Bentiss F., El Krati M. Study of the photocatalytic degradation of methylene blue dye using titanium-doped hydroxyapatite // Mediterranean Journal of Chemistry. 2015. Vol. 4, № 1. P. 59-67.

172. Khan A., Bhoi R., Saharan V.K., George S. Synthesis of titanium doped hydroxyapatite using waste marble powder for the degradation of Congo Red dye in wastewater // Mater Today Proc. Elsevier Ltd, 2022. Vol. 57. P. 1645-1653.

173. de Andrade A.V.C., da Silva J.C.Z., Paiva-Santos C.O., Weber C., dos Santos Utuni V.H., Tebcherani S.M., Borges, Ferreira C.P.F., da Costa E., Manent S.M. Synthesis and crystal phase evaluation of hydroxylapatite using the rietveld-maximum entropy method // 28th International Conference on Advanced Ceramics and Composites:B / ed. Geiger G. Westerville, Ohio: The American Ceramic Society, 2004. P. 639-645.

174. Wu K.K., Brown I.D. The crystal structure of P-barium orthotitanate, pBa2TiO4, and the bond strength-bond length curve of TiO // Acta Crystallographica Section B. 1973. Vol. 29, № 9. P. 2009-2012.

175. Greenwood N.N., Earnshaw A. Chemistry of the Elements. 2nd ed. Oxford: Butterworth-Heineman, 1997. 1600 p.

176. Jubu PR., Obaseki O.S., Nathan-Abutu A., Yam F.K., Yusof Y., Ochang M B. Dispensability of the conventional Tauc's plot for accurate bandgap determination from UV-vis optical diffuse reflectance data // Results in Optics. 2022. Vol. 9. P. 100273.

177. Gesesse G.D., Gomis-Berenguer A., Barthe M.-F., Ania C.O. On the analysis of diffuse reflectance measurements to estimate the optical properties of amorphous porous carbons and semiconductor/carbon catalysts // J Photochem Photobiol A Chem. 2020. Vol. 398. P. 112622.

178. Blitz J.P. Diffuse Reflectance Spectroscopy // Modern Techniques in Applied Molecular Spectroscopy / ed. Mirabella F.M. New York: John Wiley & Sons, 1998. P. 185-219.

179. Rojas-Trigos J.B., Suarez-Quezada V., Lartundo-Rojas L., Suarez-Quezada M. Sol-gel synthesis and characterization of calcium-deficient hydroxyapatite photocatalysts suitable for hydrogen production: influence of the drip rate in the photocatalytic activity // SN Appl Sci. 2019. Vol. 1, № 11. P. 1410.

180. Linh N.T.T., Tuan P.D., Dzung N. Van. The Shifts of Band Gap and Binding Energies of Titania/Hydroxyapatite Material // J Compos / ed. Shen H.S. Hindawi Publishing Corporation, 2014. Vol. 2014. P. 283034.

181. Yao J., Zhang Y., Wang Y., Chen M., Huang Y., Cao J., Ho W., Lee S.C. Enhanced photocatalytic removal of NO over titania/hydroxyapatite (TiO2/HAp) composites with improved adsorption and charge mobility ability // RSC Adv. The Royal Society of Chemistry, 2017. Vol. 7, № 40. P. 24683-24689.

182. Valencia S., Marin J.M., Restrepo G. Study of the bandgap of synthesized titanium dioxide nanoparticules using the sol-gel method and a hydrothermal treatment // Open Materials Science Journal. 2010. Vol. 4. P. 9-14.

183. Murashkina A.A., Murzin P.D., Rudakova A. V, Ryabchuk V.K., Emeline A. V, Bahnemann D.W. Influence of the Dopant Concentration on the Photocatalytic Activity: Al-Doped TiO2 // The Journal of Physical Chemistry C. American Chemical Society, 2015. Vol. 119, № 44. P. 24695-24703.

184. Hanaor D.A.H., Chironi I., Karatchevtseva I., Triani G., Sorrell C.C. Single and mixed phase TiO 2 powders prepared by excess hydrolysis of titanium alkoxide // Advances in Applied Ceramics. 2012. Vol. 111, № 3. P. 149-158.

185. Kaur K., Singh C.V. Amorphous TiO2 as a photocatalyst for hydrogen production: A DFT study of structural and electronic properties // Energy Procedia. 2012. Vol. 29. P. 291-299.

186. Monmaturapoj N., Thepsuwan W., Mai-ngam K., Ngernpimai S., Klinsukhon W., Prahsarn C. Preparation and properties of hydroxyapatite/titania composite for microbial filtration application // Advances in Applied Ceramics. 2014. Vol. 113. P. 267-274.

187. Khlyustova A., Sirotkin N., Kusova T., kraev A., Titov V., Agafonov A. Doped TiO2: effect of doping element on the photocatalytic activity // Mater Adv. 2020. Vol. 1.

188. Kokorin AI., Amal R., Teoh W.Y., Kulak A.I. Studies of Nanosized Iron-Doped TiO2 Photocatalysts by Spectroscopic Methods // Appl Magn Reson. 2017. Vol. 48, № 5. P. 447459.

189. Zhu Y., Wu X. Heterostructured materials // Prog Mater Sci. 2023. Vol. 131. P. 101019.

190. Villaseñor-Cerón L.S., Mendoza-Anaya D., López-Ortiz S., Rosales-Ibañez R., Rodríguez-Martínez J.J., Reyes-Valderrama M.I., Rodríguez-Lugo V. Biocompatibility analysis and chemical characterization of Mn-doped hydroxyapatite // J Mater Sci Mater Med. 2023. Vol. 34, № 8. P. 40.

191. Liu H., Cui X., Lu X., Liu X., Zhang L., Chan T.-S. Mechanism of Mn incorporation into hydroxyapatite: Insights from SR-XRD, Raman, XAS, and DFT calculation // Chem Geol. 2021. Vol. 579. P. 120354.

192. Song N., Liu Y., Zhang Y., Tan Y.N., Grover L.M. Synthesis and characterisation of iron substituted apatite // Advances in Applied Ceramics. Taylor & Francis, 2012. Vol. 111, № 8. P. 466-471.

193. Adamu D.B., Zereffa E., Segne T.A., Razali M.H., Lemu B.R. Synthesis of iron-substituted hydroxyapatite nanomaterials by co-precipitation method for defluoridation // Mater Res Express. IOP Publishing, 2023. Vol. 10, № 4. P. 45006.

194. Thian E.S., Konishi T., Kawanobe Y., Lim P.N., Choong C., Ho B., Aizawa M. Zinc-substituted hydroxyapatite: A biomaterial with enhanced bioactivity and antibacterial properties // J Mater Sci Mater Med. 2013. Vol. 24, № 2. P. 437-445.

195. Kurinjinathan P., Thanigai Arul K., Ramana Ramya J., Manikandan E., Hegazy H.H., Umar A., Algarni H., Ahmad N. Effect of Nickel Doping on the Properties of Hydroxyapatite Nanoparticles // Journal of Nanoscience and Nanotechnology. 2020. Vol. 20, № 4. P. 24822487.

196. Anu Priya B., Senthilguru K., Agarwal T., Gautham Hari Narayana S.N., Giri S., Pramanik K., Pal K., Banerjee I. Nickel doped nanohydroxyapatite: vascular endothelial growth factor inducing biomaterial for bone tissue engineering // RSC Adv. The Royal Society of Chemistry, 2015. Vol. 5, № 89. P. 72515-72528.

Приложение

Таблица П1. Сводка литературных данных по вхождению Ме (Мп, Fe, Со, Zn, Ni) в позиции кальция в структуру апатита.

2- анион Метод характеризации* Позиция Влияние на а Влияние на с Достигнутое** Me/(Me+Ca) Метод синтеза Степень окисления*** Источник

Ме

Мп

F SCXRD Ca1 Ca2 > 4 4 0.14 Природный 2+ [47-49]

С1 SCXRD Ca2 Ca1 > 4 4 0.48 Природный 2+ [50]

С1 SCXRD Ca2 Ca1 > 4 4 0.67 Природный 2+ [51]

С1 SCXRD Ca1 Ca2 4 4 1 Осаждение 425 1000 атм 2+ [52]

он PXRD (ПЭЯ) Ca 4 4 0.23 Осаждение 100°С 3+, 4+ [125]

он РХЯЛ (ОКР) Ca Н/О Н/О 0.02 Осаждение 200°С Н/О (2+) [190]

он XAS, DFT Ca2 Ca1 > Н/О Н/О 0.10 Осаждение 25°С 2+ [191]

ю

Тоз, он PXRD (метод Ритвельда), РФЭС Ca2 4 4 0.10 Механохимический 25°С 2+ [126]

Fe

F SCXRD Ca2 т 4 0.01 Природные 2+ [54]

он РХЯЛ (ПЭЯ) Ca 4 4 0.06 Осаждение 70Х Н/О (3+) [46]

он PXRD (ПЭЯ) Ca 4 т 0.17 Осаждение 120Х Н/О (2+) [192]

он PXRD (ПЭЯ) Ca 4 т 0.07 Осаждение 80^ Н/О (3+) [193]

Co

а SCXRD Ca2 т 4 0.20 Твердотельный 1100^ 2+ [53]

он PXRD (ПЭЯ, метод Ритвельда) Ca 4 4 0.12 Осаждение 200^ Н/О (2+) [134]

2п

он РХЯЛ (ПЭЯ) Ca 4 4 0.12 Осаждение 90°C Н/О (2+) [135]

он PXRD (ПЭЯ) Ca 4 4 0.02 Осаждение 25°С, автоклавирование 124^ Н/О (2+) [194]

он PXRD (ПЭЯ) Ca т 4 0.20 Осаждение 25°C Н/О (2+) [26]

N1

он PXRD (ОКР) Ca Н/О Н/О 0.09 Осаждение 25°С Н/О (2+) [195]

он PXRD (ПЭЯ) Ca т т 0.05 Осаждение 80°С Н/О (2+) [196]

и) и)

Примечания:

*SCXRD - монокристальная рентгеновская дифракция, PXRD - порошковая рентгеновская дифракция, ПЭЯ - параметры элементарной ячейки, ОКР - области когерентного рассеяния, XAS - спектроскопия рентгеновского поглощения, DFT - теория функционала плотности, РФЭС - рентгеновская фотоэлектронная спектроскопия.

**Рассчитано по данным автора, если величина не приведена в публикации.

***В случаях, когда степень окисления не была определена, степень окисления Me в исходном реактиве приведена в скобках.

3

Таблица П2. Химический состав осадков, полученных из растворов с различным содержанием Ме (Мп, Fe, Со, 2п, №) (данные EDX).

Ме/Са в растворе Ме/(Са+Ме) в растворе Ме, в осадке Ме/Са в осадке, среднее* (диапазон) Ме/(Са+Ме) в осадке, среднее* (диапазон) (Са+Ме)/Р в осадке, среднее* (диапазон)

Мп ((Мп+Са)/Р = 1.67 в растворе)

0 0 0 0 0 1.58 (1.56 - 1.59)

0.05 0.05 2.4 0.05 (0.05 - 0.06) 0.05 (0.04 - 0.05) 1.42 (1.40 - 1.47)

0.10 0.09 4.5 0.10 (0.10 - 0.11) 0.09 (0.09 - 0.10) 1.49 (1.47 - 1.51)

0.15 0.13 7.1 0.16 (0.16 - 0.17) 0.14 (0.13 - 0.15) 1.51 (1.48 - 1.53)

0.20 0.17 5.3 0.19 (0.19 - 0.19) 0.16 (0.16 - 0.16) 1.45 (1.44 - 1.46)

0.30 0.23 10.0 0.31 (0.30 - 0.32) 0.24 (0.23 - 0.24) 1.48 (1.44 - 1.53)

0.40 0.29 12.9 0.44 (0.39 - 0.46) 0.30 (0.28 - 0.32) 1.54 (1.47 - 1.59)

Fe (^е+Са)/Р = 1.67 в растворе)

0 0 0 0 0 1.53 (1.49 - 1.59)

0.03 0.03 1.1 0.02 (0.00 - 0.03) 0.02 (0.00 - 0.03) 1.44 (1.41 - 1.44)

0.05 0.05 1.8 0.04 (0.03 - 0.04) 0.04 (0.03 - 0.04) 1.44 (1.40 - 1.48)

0.10 0.09 4.4 0.10 (0.08 - 0.11) 0.09 (0.07 - 0.10) 1.46 (1.44 - 1.49)

0.15 0.13 4.1 0.09 (0.08 - 0.10) 0.08 (0.08 - 0.09) 1.46 (1.45 - 1.50)

0.20 0.17 5.0 0.11 (0.08 - 0.14) 0.10 (0.07 - 0.12) 1.45 (1.38 - 1.48)

0.30 0.23 11.9 0.40 (0.37 - 0.44) 0.29 (0.27 - 0.31) 1.34 (1.31 - 1.38)

Со (Са/Р = 1.67 в растворе)

0 0 0 0 0 1.58 (1.56 - 1.59)

0.01 0.01 0.7 0.01 (0.01 - 0.02) 0.01 (0.01 - 0.01) 1.67 (1.64 - 1.68)

0.03 0.03 2.0 0.04 (0.04 - 0.04) 0.04 (0.04 - 0.04) 1.68 (1.66 - 1.71)

0.05 0.05 2.4 0.05 (0.05 - 0.05) 0.05 (0.04 - 0.05) 1.61 (1.59 - 1.64)

0.10 0.09 5.4 0.12 (0.09 - 0.13) 0.11 (0.08 - 0.11) 1.57 (1.56 - 1.59)

0.15 0.13 8.6 0.20 (0.19 - 0.22) 0.17 (0.16 - 0.18) 1.57 (1.55 - 1.58)

0.20 0.17 10.7 0.27 (0.25 - 1.38) 0.21 (0.20 - 0.23) 1.57 (1.55 - 1.58)

0.30 0.23 13.2 0.32 (0.28 - 0.34) 0.24 (0.22 - 0.26) 1.55 (1.49 - 1.60)

2п (Са/Р = 1.67 в растворе)

0 0 0 0 0 1.58 (1.56 - 1.59)

0.01 0.01 0.8 0.01 (0.01 - 0.01) 0.01 (0.01 - 0.01) 1.68 (1.67 - 1.69)

0.03 0.03 2.5 0.04 (0.04 - 0.04) 0.04 (0.04 - 0.04) 1.71 (1.68 - 1.76)

0.05 0.05 4.5 0.08 (0.07 - 0.08) 0.07 (0.07 - 0.08) 1.73 (1.68 - 1.78)

0.10 0.09 9.0 0.18 (0.17 - 0.19) 0.15 (0.15 - 0.16) 1.70 (1.66 - 1.73)

0.15 0.13 10.0 0.21 (0.14 - 0.23) 0.17 (0.12 - 0.19) 1.67 (1.66 - 1.68)

0.20 0.17 16.4 0.42 (0.41 - 0.43) 0.29 (0.29 - 0.30) 1.63 (1.59 - 1.66)

0.30 0.23 17.0 0.38 (0.13 - 1.59) 0.27 (0.12 - 0.61) 1.46 (1.35 - 1.51)

N1 ((Ni+Ca)/P = 1.67 в растворе)

0 0 0 0 0 1.58 (1.56 - 1.59)

0.03 0.03 1.3 0.03 (0.02 - 0.03) 0.02 (0.02 - 0.03) 1.51 (1.45 - 1.53)

0.05 0.05 1.9 0.04 (0.03 - 0.04) 0.04 (0.03 - 0.04) 1.45 (1.41 - 1.49)

0.07 0.06 2.9 0.06 (0.05 - 0.06) 0.05 (0.05 - 0.06) 1.52 (1.48 - 1.53)

0.10 0.09 3.7 0.08 (0.07 - 0.08) 0.07 (0.07 - 0.08) 1.48 (1.46 - 1.54)

0.15 0.13 5.2 0.12 (0.11 - 0.13) 0.11 (0.10 - 0.12) 1.40 (1.29 - 1.44)

0.20 0.17 8.4 0.18 (0.17 - 0.21) 0.15 (0.14 - 0.19) 1.43 (1.37 - 1.44)

0.30 0.23 11.4 0.30 (0.25 - 0.31) 0.23 (0.20 - 0.24) 1.42 (1.35 - 1.44)

0.40 0.28 14.3 0.37 (0.35 - 0.39) 0.27 (0.26 - 0.28) 1.43 (1.40 - 1.48)

Примечания. *Точки с соотношением Ме/^а+Ме) в осадке, значительно превышающие соотношение в растворе, исключены при расчёте средних величин.

Таблица П3. ПЭЯ* и ОКР** синтезированных Ме-ГАП (Мп, Fe, N1, 2п).

Ме/ ^а+Ме^-р Ме/^а+Ме)тв, среднее а, А с, А ОКР[100], нм ОКР[001], нм ОКР[001]/ОКР[100]

Мп

0 0 9.431 6.878 17 53 3.1

0.05 0.05 9.425 6.850 13 39 3.0

0.09 0.09 9.415 6.829 12 40 3.3

0.13 0.14 9.409 6.810 11 31 2.8

0.17 0.16 9.405 6.798 8 28 3.5

0.23 0.24 9.395 6.765 6 19 3.2

0.29 0.30 9.404 6.763 7 15 2.1

Fe

0 0 9.431 6.878 17 53 3.1

0.03 0.02 9.439 6.866 10 37 3.7

0.05 0.04 9.437 6.857 7 30 4.3

0.09 0.09 9.434 6.834 6 20 3.3

0.13 0.08 9.432 6.839 7 20 2.9

0.17 0.10 9.426 6.839 8 20 2.5

0.23 0.29 9.439 6.838 9 16 1.8

0 0 9.431 6.877 17 53 3.1

0.01 0.01 9.423 6.88 14 29 2.1

0.03 0.04 9.419 6.87 11 22 2.0

0.05 0.05 9.417 6.865 10 23 2.3

0.09 0.11 9.417 6.841 8 12 1.5

0.13 0.17 9.432 6.832 6 10 1.7

0.17 0.21 9.437 6.821 5 10 2.0

0.23 0.24 НП НП НП НП НП

Zn

0 0 9.431 6.877 17 53 3.1

0.01 0.01 9.42 6.881 16 32 2.0

0.03 0.04 9.42 6.876 12 27 2.3

0.05 0.07 9.42 6.868 10 22 2.2

0.09 0.15 9.44 6.852 6 10 1.7

0.13 0.17 9.442 6.853 6 12 2.0

0.17 0.29 НП НП НП НП НП

0.23 0.27

Ni

0 0 9.431 6.877 17 53 3.1

0.03 0.02 9.419 6.868 13 34 2.6

0.05 0.04 9.425 6.864 10 26 2.6

0.06 0.05 9.425 6.857 9 21 2.3

0.09 0.07 9.444 6.857 7 14 2.0

0.13 0.11

0.17 0.15 НП НП НП НП НП

0.23 0.23

0.28 0.27

*Ошибки определения параметров не превышают 0.001 Â.

**Ошибки определения ОКР не превышают 1 нм.

Таблица П4. Параметры элементарной ячейки*, размеры областей когерентного рассеяния (ОКР)** гидроксилапатитов серий 1, 2, 3 при различных соотношениях Т^а в растворе до и после отжига.

Ti/Ca в растворе До отжига После отжига

а, А с, А ОКР, нм а, А с, А ОКР, нм

1 серия синтезов

0 9.426 6.890 29 9.413 6.883 31

0.01 9.427 6.888 29 9.414 6.886 28

0.03 9.424 6.888 23 9.416 6.887 24

0.05 9.423 6.886 30 9.414 6.884 31

0.10 9.423 6.887 36 9.412 6.884 27

0.15 9.423 6.884 40 9.412 6.886 32

0.20 9.424 6.885 34 9.413 6.883 26

0.30 9.424 6.885 29 9.413 6.886 24

0.40 9.427 6.887 38 9.411 6.884 27

0.60 9.426 6.889 33 9.412 6.886 21

2 серия синтезов

0 9.426 6.890 29 9.413 6.883 31

0.01 9.433 6.880 28 9.418 6.883 30

0.03 9.428 6.877 23 9.419 6.885 28

0.05 9.43 6.879 25 9.42 6.885 25

0.10 9.427 6.877 28 9.421 6.886 23

0.15 9.430 6.879 26 9.424 6.886 23

0.20 9.426 6.878 22 9.424 6.887 20

0.23 9.426 6.874 20 9.425 6.886 24

0.30 9.424 6.875 28 9.421 6.886 23

0.40 9.424 6.880 26 9.419 6.887 19

0.60 9.433 6.880 32 9.422 6.884 20

3 серия синтезов

0 9.408 6.891 24 9.407 6.887 36

0.01 9.419 6.895 44 9.409 6.885 64

0.02 9.411 6.891 28 9.410 6.886 32

0.03 9.413 6.887 28 9.412 6.886 34

0.05 9.419 6.893 25 9.407 6.884 32

0.11 9.419 6.887 18 9.413 6.885 31

0.17 9.417 6.888 21 9.412 6.886 37

0.56 9.419 6.886 18 9.415 6.886 29

Примечания. *Ошибки определения параметров не превышают 0.001 А. **Ошибки определения ОКР не превышают 1 нм.

Таблица П5. Характеристики химического состава ГАП, синтезированных при различных соотношениях Т^а в растворе до и после отжига по данным рентгеноспектрального микроанализа*.

До отжига После отжига

Ti/Ca в растворе Ti вес.% Ti/Ca Ca/P Ti wt.% Ti/Ca Ca/P

Среднее Диапазон Среднее Диапазон Среднее Диапазон Среднее Диапазон

1 серия синтезов

0.00 0.0 0.00 1.49 1.48 - 1.51 0.0 0.00 1.61 1.57 - 1.66

0.01 0.1 <0.01 0.00 - 0.01 1.56 1.54 - 1.58 0.1 <0.01 0.00 - 0.01 1.59 1.56 - 1.62

0.03 0.3 0.01 0.00 - 0.03 1.43 1.42 - 1.53 0.8 0.02 0.01 - 0.05 1.56 1.53 - 1.69

0.05 0.5 0.01 0.00 - 0.03 1.42 1.42 - 1.43 0.7 0.02 0.00 - 0.03 1.69 1.67 - 1.71

0.10 0.5 0.02 0.01 - 0.02 1.37 1.37 - 1.38 1.1 0.02 0.01 - 0.04 1.75 1.73 - 1.79

0.15 2.1 0.06 0.02 - 0.17 1.41 1.40 - 1.44 2.2 0.06 0.03 - 0.10 1.74 1.71 - 1.74

0.20 1.4 0.04 0.01 - 0.06 1.50 1.50 - 1.52 2.4 0.05 0.02 - 0.08 1.72 1.73 - 1.76

0.30 4.3 0.12 0.04 - 0.21 1.51 1.49 - 1.53 6.3 0.16 0.09 - 0.30 1.71 1.70 - 1.74

0.40 10.8 0.35 0.23 - 0.50 1.52 1.50 - 1.56 14.7 0.41 0.37 - 0.47 1.82 1.79 - 1.85

0.60 12.1 0.43 0.10 - 0.78 1.60 1.46 - 1.74 13.3 0.38 0.29 - 0.44 1.84 1.79 - 1.90

2 серия синтезов

0.00 0.0 0.00 1.49 1.48 - 1.51 0.0 0.00 1.61 1.57 - 1.66

0.01 0.5 0.01 0.01 - 0.01 1.47 1.46 - 1.50 0.4 0.01 0.01 - 0.01 1.44 1.37 - 1.50

0.03 1.4 0.03 0.03 - 0.04 1.48 1.45 - 1.51 1.1 0.03 0.03 - 0.03 1.48 1.44 - 1.56

0.05 2.6 0.06 0.05 - 0.07 1.53 1.52 - 1.53 2.9 0.06 0.06 - 0.06 1.69 1.67 - 1.71

0.10 4.4 0.11 0.08 - 0.15 1.51 1.46 - 1.56 4.9 0.12 0.11 - 0.13 1.71 1.69 - 1.72

0.15 5.5 0.14 0.10 - 0.20 1.56 1.55 - 1.59 6.3 0.15 0.14 - 0.17 1.74 1.72 - 1.74

0.20 4.7 0.13 0.05 - 0.20 1.62 1.60 - 1.65 7.8 0.19 0.15 - 0.22 1.81 1.74 - 1.84

0.23 7.4 0.19 0.16 - 0.22 1.69 1.68 - 1.71 6.6 0.16 0.15 - 0.22 1.68 1.66 - 1.69

0.30 9.5 0.28 0.22 - 0.34 1.55 1.52 - 1.59 10.7 0.28 0.21 - 0.33 1.73 1.70 - 1.76

0.40 9.5 0.27 0.13 - 0.42 1.64 1.59 - 1.71 10.2 0.26 0.18 - 0.37 1.82 1.80 - 1.85

0.60 14.0 0.42 0.29 - 0.62 1.74 1.70 - 1.82 14.9 0.42 0.32 - 0.52 1.89 1.84 - 1.95

3 серия синтезов

0.00 0.0 0.00 1.73 1.68 - 1.77 0.0 0.00 1.77 1.74 - 1.79

0.01 0.4 0.01 0.01 - 0.01 1.66 1.64 - 1.71 0.5 0.01 0.01 - 0.01 1.79 1.77 - 1.83

0.02 0.8 0.02 0.01 - 0.02 1.78 1.76 - 1.80 0.7 0.02 0.01 - 0.02 1.71 1.67 - 1.76

О

0.03 1.1 0.03 0.01 - 0.03 1.68 1.56 - 1.71 1.2 0.03 0.01 - 0.05 1.73 1.68 - 1.76

0.05 1.6 0.05 0.03 - 0.11 1.58 1.55 - 1.64 1.8 0.04 0.02 - 0.06 1.82 1.66 - 1.75