Разработка материалов, способных замещать клетки, ткани и даже части человеческого тела является на сегодняшний день является одним из перспективных направлений развития нанобиотехнологий. Так современные материалы для костных имплантантов изготавливают в основном из инертных к биологической среде организма металлов или керамики. Однако наиболее перспективными являются материалы на основе фосфатов кальция (например, гидроксилапатита), так как именно эти соединения наравне с белком коллагеном составляют основу человеческой кости.
Группа французских учёных недавно опубликовала статью, в которой предложила методику синтеза матрицы коллаген-гидроксилапатит. Белок коллаген путём экстракции извлекли из сухожилия хвоста крысы и очистили, а затем добавили к нему кислотный полимер полиаспартат, который играл роль специфически растворимых белков. После указанных выше процедур проводилось соосаждение указанного раствора и раствора, содержащего хлорид кальция и дигидрофосфат натрия. Важной особенностью предложенной методики является то, что после процесса кристаллизации волокна коллагена и ось с кристаллитов гидроксилапатита оказываются сонаправлены, как и в настоящей кости (Рисунок 1-2). С помощью наноиндентирования были измерены модули Юнга в продольном и поперечном направлениях, которые оказались равны, соответственно, 4.3 и 6.5 ГПа. Это, конечно же, по абсолютной величине меньше, чем в природной кости (соответственно, 15.2 и 23.1ГПа), однако соотношения между модулями упругости в указанных направления поразительно схожи (Рисунок 3).
Как уверяют авторы работы, представленные результаты интересны с точки зрения понимания физико-химических основ процесса биоминерализации, что в ближайшем будущем позволит разработать технологию создания «заменителей» костей, которые будут наиболее близки к природным не только по химическому составу, но и по своим механическим свойствам.
