Ученые Института математических проблем биологии РАН провели высокоточные расчеты влияния замещения кальция магнием в гидроксиапатите – материале для костных имплантатов. Ученые из Института химии твердого тела и механохимии СО РАН синтезировали образцы гидроксиапатита с различной концентрацией Mg. Сравнение эксперимента и теории показало хорошее согласие.

Результаты совместной работы опубликованы в журнале Materials. Исследование проведено при поддержке РНФ (проект 21–12–00251).

Гидроксиапатит является основным минеральным неорганическим компонентом костей (до 50% костной массы) и зубов (до 96% в эмали) человека и позвоночных. С другой стороны, из-за химического сходства с биологическими кальцинированными тканями фосфаты кальция имеют хорошую биосовместимость. Это свойство широко используется в медицине. Синтетический гидроксиапатит является наиболее широко используемым материалом в костной и стоматологической хирургии в качестве наполнителя и как покрытие для имплантатов.

Однако наш биологический гидроксиапатит отличается от синтетических соединений своим стехиометрическим дисбалансом, то есть переменным составом, и наличием значительного количества различных примесных атомов и ионов.