Исследование трикальцийфосфата с примесью ионов гадолиния методом электронного парамагнитного резонанса

В данной статье методом электронного парамагнитного резонанса (ЭПР) исследован материал трикальцийфосфат (ТКФ) с примесями ионов гадолиния Gd3+, являющийся крайне перспективным в ортопедии и стоматологии из-за высокой биосовместимости с костной тканью человека и наличия таких важных свойств как остеокондуктивность и биорезорбция. Для контроля каждого этапа заживления и степени регенерации твердых тканей необходимо использовать физические методы визуализации (рентгенография, компьютерная томография (КТ) и магнитно-резонансная томография (МРТ)) с помощью добавления контрастных веществ (Gd3+) к заменителю кости ТКФ. В ходе исследования было однозначно установлено, что гадолиний с валентностью 3+ встраивается в кристаллическую решетку ТКФ, не повреждая её и не изменяя локальное окружение. Симулирование спектров ЭПР разными наборами параметров тонкой структуры (кристаллического поля) указывает на наличие двух неэквивалентных позиций Gd3+ (при крайне малых концентрациях x = 0.001) с аксиальной и более низкой симметрией. Обнаружены и идентифицированы низкополевые резонансные поглощения с эффективными g-факторами 5.9, 2.8 и 2, относящиеся к высокоспиновым S = 7/2 центрам в ориентационно-неупорядоченных образцах.