Введение
ГЛАВА 1. Обзор литературы 12
1.1 Органоминеральные композиционные материалы (матриксы) для костных имплантатов
1.1.1 Структура и свойства фосфатов кальция и бактериальной целлюлозы 12
1.2 Методы получения материалов на основе бактериальной целлюлозы и фосфатов кальция
1.2.1 Метод смешения водных суспензий бактериальной целлюлозы и фосфатов кальция. Структурные экспериментальные исследования
1.2.2 Метод имитации биоминерализации. Структурные экспериментальные исследования
1.3 Механизм формирования межфазных границ при смешении водных суспензий компонентов композиционного материала
1.3.1 Адгезия в трехкомпонентной системе 17
1.3.2 Компьютерное моделирование межфазных структур 21
1.4 Механизмы кристаллизации при имитации биоминерализации 25
1.4.1 Подходы к объяснению механизмов кристаллизации 25
1.4.2 Компьютерное моделирование 30
1.5 Структура химически модифицированной фибриллы бактериальной целлюлозы
1.5.1 Различные виды химической модификации поверхности бактериальной целлюлозы
1.5.2 Экспериментальные исследования структуры химически модифицированной бактериальной целлюлозы
1.5.3 Компьютерное моделирование химически модифицированной фибриллы бактериальной целлюлозы. Потенциалы взаимодействия
ГЛАВА 2. Модели и процедуры компьютерного моделирования
2.1 Объекты исследования 37
2.2 Методы компьютерного моделирования
2.2.1 Методы квантово-химических расчетов 37
2.2.2 Методы атомистического моделирования 39
2.3 Межфазные структуры, образованные кристаллитами фосфата кальция и фибриллой бактериальной целлюлозы
2.3.1 Модели кристаллитов гидроксиапатита и витлокита 42
2.3.2 Модель кристаллической структуры бактериальной целлюлозы 44
2.3.3 Кристаллиты фосфатов кальция на поверхности бактериальной целлюлозы
2.3.4 Потенциалы взаимодействия 48
2.3.5 Процедура моделирования, программные пакеты 52
2.4 Минерализация фибриллы нативной БЦ методом биоимитации 53
2.4.1 Модели ионных растворов 53
2.4.2 Модель нанофибриллы нативной бактериальной целлюлозы 54
2.4.3 Потенциалы взаимодействия 56
2.4.4 Процедура моделирования и программный пакет 58
2.5 Структура химически модифицированного поверхностного слоя фибриллы целлюлозы
2.5.1 Модели изолированных молекул 62
2.5.2 Модель химически модифицированной фибриллы целлюлозы 63
2.5.3 Метод моделирования, процедура моделирования и программный пакет 64
2.5.4 Процедура определения парциальных зарядов на атомах фосфорилированной целлюлозы
ГЛАВА 3. Результаты и их обсуждение 68
3.1 Межфазные структуры, образованные кристаллитами фосфатов кальция и фибриллой бактериальной целлюлозы
3.1.1 Система гидроксиапатит-бактериальная целлюлоза 68
3.1.2 Система витлокит-бактериальная целлюлоза 71
3.1.3 Структурные изменения в молекулах целлюлозы 73
3.1.4 Межфазная энергия взаимодействия и структура поверхности кристаллитов фосфатов кальция
3.1.5 Выигрыш в потенциальной энергии в результате формирования межфазных структур в системах бактериальная целлюлоза-фосфат кальция
3.1.6 Выигрыш в свободной энергии в результате формирования межфазных структур бактериальная целлюлоза-фосфат кальция
3.2 Минерализация нанофибрилл нативной бактериальной целлюлозы 81
3.2.1 Структура нано фибриллы 84
3.2.2 Моделирование нанофибриллы бактериальной целлюлозы в растворе ионов Са2+, Р043", ОН"
3.2.3 Моделирование нанофибриллы бактериальной целлюлозы в растворе СаС12
3.3 Структура химически модифицированного поверхностного слоя бактериальной целлюлозы
3.3.1 Влияние химической модификации на изолированную молекулу целлюлозы
3.3.2 Определение парциальных зарядов на атомах фосфорилированной целлюлозы
3.3.3 Характеристики поверхности фосфорилированной целлюлозы 113
Заключение 118
Выводы 120
Список литературы
