СРАВНЕНИЕ МОРФОЛОГИЧЕСКИХ И ХИМИЧЕСКИХ СВОЙСТВ СФЕРИЧЕСКИХ И ИГОЛЬЧАТЫХ КАЛЬЦИЙ-ФОСФАТНЫХ БИОНОВ

Aim. To compare morphological properties, mineral, and organic profile of spherical calcium phosphate bions (SCPB) and needle calcium phosphate bions (NCPB) for the assessment of the CPB-specific endothelial toxicity in models of mild or severe hypercalcemia/hyperphosphatemia in the further studies.Methods. Both SCPB and NCPB were artificially synthesized employing blood-mimetic medium either moderately or significantly supersaturated of calcium and phosphorus salts. Size and shape of SCPB and NCPB were investigated by scanning and transmission electron microscopy and atomic force microscopy. Elemental analysis was performed utilizing energy-dispersive X-ray spectroscopy, atomic emission spectroscopy, and CHNSO analysis, functional groups were examined using Fourier-transform infrared spectroscopy and Raman spectroscopy while chemical formula was identified by X-ray powder diffraction analysis. Protein profile of SCPB and NCPB was screened employing sodium dodecyl sulfate polyacrylamide gel electrophoresis following silver staining.Results. SCPB were visualized as crystalline spherical spongeous particles of 80-200 nm diameter and mean diameter of around 120 nm while NCPB represented needle crystals of a similar diameter. Both SCPB and NCPB had similar crystallinity, surface charge and tended to form clusters of several particles. Furthermore, both SCPB and NCPB were composed of carbon, oxygen, hydrogen, nitrogen, calcium, and phosphorus, contained phosphate (PO4 3-), carbonate (CO3 2-), and hydroxyl (OH- ) functional groups, and consisted of hydroxyapatite (Ca10(PO4 )6 (OH)2 ) and carbonate-hydroxyapatite (Ca10(PO4)3 (CO3)3 (OH)2 ). In addition, protein profile of SCPB and NCPB was similar and notable for the abundant albumin and fetuin A levels.Conclusion. Having similar size, surface charge, extent of crystallinity, and chemical composition, SCPB and NCPB possess a different shape. Цель Сравнить морфологию, минеральный и органический профиль сферических кальций-фосфатных бионов (СКФБ) и игольчатых кальций-фосфатных бионов (ИКФБ), необходимых для оценки эндотелиотоксического действия КФБ при моделировании умеренной и тяжелой гиперкальциемии/гиперфосфатемии в последующих исследованиях. Материалы и методы СКФБ и ИКФБ были искусственно синтезированы посредством умеренного и выраженного перенасыщения имитирующей состав крови среды солями кальция и фосфора. Размерность и форма СКФБ и ИКФБ были изучены при помощи сканирующей и просвечивающей электронной микроскопии и атомно-силовой микроскопии. Элементный анализ проводился посредством энергодисперсионной рентгеновской спектроскопии, атомно-эмиссионной спектроскопии и CHNSO-анализа, функциональные группы идентифицировались при помощи инфракрасной спектроскопии с преобразованием Фурье и спектроскопии комбинационного рассеяния света, формула входящих в состав бионов химических соединений и степень их кристалличности определялась методом рентгеновской порошковой дифрактометрии. Белковый профиль СКФБ и ИКФБ был исследован путем электрофореза в полиакриламидном геле в присутствии додецилсульфата натрия с последующим окрашиванием нитратом серебра. Результаты СКФБ визуализировались как кристаллические сферические частицы губчатой структуры диаметром 80–200 нм и средним диаметром около 120 нм, в то время как ИКФБ представляли собой игольчатые кристаллы такого же диаметра. Как СКФБ, так и ИКФБ имели схожий поверхностный заряд и были склонны к агрегации. СКФБ и ИКФБ состояли из углерода, кислорода, водорода, азота, кальция и фосфора, содержали фосфатные (PO4 3-), карбонатные (CO3 2-) и гидроксильные (OH- ) группы и состояли из гидроксиапатита (Ca10(PO4 ) 6 (OH)2 ) и карбонат-гидроксиапатита (Ca10(PO4 ) 3 (CO3 ) 3 (OH)2 ). Кроме того, СКФБ и ИКФБ обладали идентичной степенью кристалличности и схожим белковым профилем с преобладанием альбумина и фетуина-А над остальными белками. Заключение СКФБ и ИКФБ отличаются лишь формой, имея схожие размерность, поверхностный заряд, степень кристалличности и химический соста