Студентка НИУ «БелГУ» заняла третье место в конкурсе «Химия будущего»

Стали известны итоги конкурса студенческих проектов «Химия будущего», организованного Инновационным центром «Бирюч» группы компаний «ЭФКО». «Бронзу» научного соревнования завоевала студентка второго курса института фармации, химии и биологии НИУ «БелГУ» Ульяна Мирошникова.

Под научным руководством доцентов кафедры общей химии кандидата технических наук Михаила Трубицына и кандидата химических наук Любови Фурда Ульяна разработала инновационную технологию синтеза наночастиц гидроксиапатита – минерала, который составляет основу костных тканей и зубов человека (до 98% всей минеральной части организма).

Благодаря уникальным физико-химическим характеристикам гидроксиапатит широко востребован в медицине и биотехнологиях, в первую очередь – в регенеративной хирургии, ортопедии и стоматологии.

Однако промышленное производство наноразмерного гидроксиапатита сдерживает проблема низкого выхода конечного продукта. Особенность химического синтеза минерала такова, что при повышении концентрации исходных веществ происходит быстрый рост размеров кристаллов, приводя к формированию крупных микроструктур и снижая его биоактивность. Чтобы сохранить наноразмерные свойства кристаллов гидроксиапатита и увеличить выход продукта, используют специальные вещества – ингибиторы роста кристаллов.

Экспериментально, с использованием современного исследовательского оборудования Центра коллективного пользования «Технологии и Материалы «НИУ БелГУ», Ульяна изучила влияние на структуру и форму кристаллов гидроксиапатита трёх типов ингибиторов: лимонной кислоты, щавелевой кислоты и поликарбоксилатного эфира. При одинаковых условиях синтеза лучшие результаты показал образец гидроксиапатита, полученный с применением поликарбоксилатного эфира. Его отличают минимальная склонность к слипанию частиц в крупные структуры с образованием хорошо изолированных друг от друга кристаллов.

Механизм воздействия полимерных эфиров остаётся пока недостаточно изученным, но исследователь полагает, что в основе его – электростатическое взаимодействие макромолекул эфира с поверхностью растущих кристаллов.

Результаты, полученные студенткой в рамках исследовательского проекта, демонстрируют возможность управлять структурой и формой кристаллов гидроксиапатита. В будущем предложенный способ позволит создать комплексный механизм синтеза наноразмерного гидроксиапатита с обеспечением высокой степени контроля над процессом формирования и развития кристаллов, который возможно будет масштабировать и внедрить в промышленное производство. Более того, применение полученных результатов позволит существенно сократить затраты на создание биоактивных препаратов на основе гидроксиапатита, особенно в области стоматологии и травматологии.