Biomimetic apatite mineralization mechanisms of mesoporous bioactive glasses as probed by multinuclear31P,29Si,23Na and13C solid-state NMR

Journal of Physical Chemistry C

Volumn 114, Issue 45, 2010, Pages 19345-19356

  Gunawidjaja, Philips N ^a   Lo, Andy Y H ^a   Izquierdo Barba, Isabel ^b,c   García, Ana ^b,c   Arcos, Daniel ^b,c   Stevensson, Baltzar ^a   Grins, Jekabs ^a   Vallet Regí, María ^b,c   Edén, Mattias ^a  

^a STOCKHOLM UNIVERSITY   (Sweden)

^b UNIVERSIDAD COMPLUTENSE DE MADRID   (Spain)

^c BIOMATERIALES Y NANOMEDICINA CIBER BBN   (Spain)

Author keywords

[No Author keywords available]

Indexed keywords

31P-NMR; AMORPHOUS CALCIUM PHOSPHATE; BIOGLASSES; BIOMIMETIC APATITES; CALCIUM IONS; CROSS POLARIZATIONS; HYDROXY CARBONATES; MAGIC ANGLE SPINNING; MESOPOROUS BIOACTIVE GLASS; PORE WALL; POWDER X RAY DIFFRACTION; SILICATE IONS; SIMULATED BODY FLUIDS; SODIUM IONS; SOLID STATE NMR; SURFACE LAYERS;

APATITE; BIOACTIVE GLASS; BIOMIMETICS; CALCIUM; CALCIUM PHOSPHATE; CALCIUM SILICATE; DISSOLUTION; METAL IONS; NUCLEAR MAGNETIC RESONANCE; NUCLEAR MAGNETIC RESONANCE SPECTROSCOPY; PHOSPHATE MINERALS; PHOSPHORUS; RESONANCE; SILICATES; SILICON; X RAY DIFFRACTION;

SURFACE REACTIONS;

EID: 78650412761     PISSN: 19327447     EISSN: 19327455     Source Type: Journal    
DOI: 10.1021/jp105408c     Document Type: Article

References (82)

1. Hench, L. L.; Splinter, R. J.; Allen, W. C.; Greenlee, T. K. J. Biomed. Mater. Res. 1971, 2, 117.
2. Clark, A. E.; Pantano, C. G.; Hench, L. L. J. Am. Ceram. Soc. 1976, 59, 37.
3. Hench, L. L. J. Am. Ceram. Soc. 1991, 74, 1487.
4. Vallet-Regí, M.; Ragel, C. V.; Salinas, A. J. Eur. J. Inorg. Chem. 2003, 1029.
5. Vallet-Regí, M.; Colilla, M.; Izquierdo-Barba, I. J. Biomed. Nanotechnol. 2008, 4, 1.
6. Vallet-Regí, M. J. Chem. Soc., Dalton Trans. 2001, 97.
7. Kokubo, T.; Kushitani, H.; Sakka, S.; Kitsugi, T.; Yamamuro, T. J. Biomed. Mater. Res. 1990, 24, 721.
8. Kim, C. Y.; Clark, A. E.; Hench, L. L. J. Non-Cryst. Solids 1989, 113, 195.
9. Andersson, Ö. H.; Karlsson, K. H. J. Non-Cryst. Solids 1991, 129, 145.
10. Lebecq, I.; Désanglois, F.; Leriche, A.; Follet-Houttemane, C. J. Biomed. Mater. Res., Part A 2007, 83, 156.
11. Saravanapavan, P.; Jones, J. R.; Pryce, R. S.; Hench, L. L. J. Biomed. Mater. Res., Part A 2003, 66, 110.
12. Dietrich, E.; Oudadesse, H.; Le Floch, M.; Bureau, B.; Gloriant, T. Adv. Eng. Mater. 2009, 11, B98.
13. Hayakawa, S.; Tsuru, K.; Ohtsuki, C.; Osaka, A. J. Am. Ceram. Soc. 1999, 82, 2155.
14. Ogino, M.; Hench, L. L. J. Non-Cryst. Solids 1980, 38-39, 673.
15. Ebisawa, Y.; Kokubo, T.; Ohura, K.; Yamamuro, T. J. Mater. Sci. Mater. Med. 1990, 1, 239.
16. Skipper, L. J.; Sowrey, F. E.; Rashid, R.; Newport, R. J.; Lin, Z.; Smith, M. E. Phys. Chem. Glasses 2005, 46, 372.
17. Salinas, A. J.; Martin, A. I.; Vallet-Regí, M. J. Biomed. Mater. Res., Part A 2002, 61, 524.
18. Arcos, D.; Greenspan, D. C.; Vallet-Regi, M. J. Biomed. Mater. Res., Part A 2003, 65, 344.
19. Peltola, T.; Jokinen, M.; Rahiala, H.; Levänen, E.; Rosenholm, J. B.; Kangasniemi, I.; Yli-Urpo, A. J. Biomed. Mater. Res., Part A 1999, 44, 12.
20. Jokinen, M.; Rahiala, H.; Rosenholm, J. B.; Peltola, T.; Kangasniemi, I. J. Sol-Gel Sci. Technol. 1998, 12, 159.
21. Lin, K. S. K.; Tseng, Y. H.; Mou, Y.; Hsu, Y. C.; Yang, C. M.; Chan, J. C. C. Chem. Mater. 2005, 17, 4493.
22. Hayakawa, S.; Tsuru, S.; Iida, H.; Ohtsuki, C.; Osaka, A. Phys. Chem. Glasses 1996, 37, 188.
23. Ohtsuki, C.; Kokubo, T.; Yamamuro, T. J. Non-Cryst. Solids 1992, 143, 84.
24. Pedone, A. J. Phys. Chem. C 2009, 113, 20773.
25. Tilocca, A.; Cormack, A. N. J. Phys. Chem. B 2007, 111, 14256.
26. Tilocca, A. Proc. R. Soc. London, Ser. A 2009, 465, 1003.
27. Sahai, N.; Tossell, J. A. J. Phys. Chem. B 2000, 104, 4322.
28. Sahai, N.; Anseau, M. Biomaterials 2005, 26, 5763.
29. Tilocca, A.; Cormack, A. N. Langmuir 2010, 26, 545.
30. Tilocca, A.; de Leeuw, N. H. J. Phys. Chem. B 2006, 110, 25810.
31. West, J. H.; Hench, L. L. In Bioceramics; Yamamuro, T., Kokubo, T., Nakamura, T., Eds.; Kobunshi Kankokai: Kyoto, Japan, 1991; Vol. 5, p 75.
32. Li, P. J.; Ohtsuki, C.; Kokubo, T.; Nakanishi, K.; Soga, N.; Nakamura, T.; Yamamuro, T. J. Am. Ceram. Soc. 1992, 75, 2094.
33. Vallet-Regí, M.; Pérez-Pariente, J.; Izquierdo-Barba, I.; Salinas, A. J. Chem. Mater. 2000, 12, 3770.
34. Aguiar, H.; Solla, E. L.; Serra, J.; González, P.; Leán, B.; Malz, F.; Jäger, C. J. Non-Cryst. Solids 2008, 354, 5004.
35. Aguiar, H.; Solla, E. L.; Serra, J.; González, P.; Leán, B.; Almeida, N.; Cachinho, S.; Davim, E. J. C.; Correia, R.; Oliveira, J. M.; Fernandes, M. H. V. J. Non-Cryst. Solids 2008, 354, 4075.
36. Lockyer, M. W. G.; Holland, D.; Dupree, R. J. Non-Cryst. Solids 1995, 188, 207.
37. Takadama, H.; Kim, H. M.; Kokubo, T.; Nakamura, T. Chem. Mater. 2001, 13, 1108.
38. Yan, X. X.; Yu, C. Z.; Zhou, X. F.; Tang, J. W.; Zhao, D. Y. Angew. Chem., Int. Ed. 2004, 43, 5980.
39. Yan, X. X.; Huang, X. H.; Yu, C. Z.; Deng, H. X.; Wang, Y.; Zhang, Z. D.; Qiao, S. Z.; Lu, G. Q.; Zhao, D. Y. Biomaterials 2006, 27, 3396.
40. Li, X.; Wang, X. P.; Chen, H. R.; Jiang, P.; Dong, X. P.; Shi, J. L. Chem. Mater. 2007, 19, 4322.
41. García, A.; Cicuéndez, M.; Izquierdo-Barba, I.; Arcos, D.; Vallet-Regí, M. Chem. Mater. 2009, 21, 5474.
42. Yan, X. X.; Deng, H. X.; Huang, X. H.; Lu, G. Q.; Qiao, S. Z.; Zhao, D. Y.; Yu, C. Z. J. Non-Cryst. Solids 2005, 351, 3209.
43. Shi, Q. H.; Wang, J. F.; Zhang, J. P.; Fan, J.; Stucky, G. D. Adv. Mater. 2006, 18, 1038.
44. Lápez-Noriega, A.; Arcos, D.; Izquierdo-Barba, I.; Sakamoto, Y.; Terasaki, O.; Vallet-Regí, M. Chem. Mater. 2006, 18, 3137.
45. Izquierdo-Barba, I.; Arcos, D.; Sakamoto, Y.; Terasaki, O.; Lopez-Noriega, A.; Vallet-Regi, M. Chem. Mater. 2008, 20, 3191.
46. Jagadeesan, D.; Deepak, C.; Siva, K.; Inamdar, M. S.; Eswaramoorthy, M. J. Phys. Chem. C 2008, 112, 7379.
47. Brinker, C. J.; Lu, Y. F.; Sellinger, A.; Fan, H. Y. Adv. Mater. 1999, 11, 579.
48. Leonova, E.; Izquierdo-Barba, I.; Arcos, D.; Lopez-Noriega, A.; Hedin, N.; Vallet-Regi, M.; Edén, M. J. Phys. Chem. C 2008, 112, 5552.
49. Metz, G.; Wu, X. L.; Smith, S. O. J. Magn. Reson., Ser. A 1994, 110, 219.
50. MacKenzie, K. J. D.; Smith, M. E. Multinuclear Solid-State NMR of Inorganic Materials; Pergamon Press: Amsterdam, The Netherlands, 2002.
51. Engelhardt, G.; Michel, D. High-Resolution Solid-State NMR of Silicates and Zeolites; John Wiley: Chichester, U. K, 1987.
52. Maciel, G. E.; Sindorf, D. W. J. Am. Chem. Soc. 1980, 102, 7606.
53. Rothwell, W. P.; Waugh, J. S.; Yesinowski, J. P. J. Am. Chem. Soc. 1980, 102, 2637.
54. Turner, G. L.; Smith, K. A.; Kirkpatrick, R. J.; Oldfield, E. J. Magn. Reson. 1986, 70, 408.
55. Aue, W. P.; Roufosse, A. H.; Glimcher, M. J.; Griffin, R. G. Biochemistry 1984, 23, 6110.
56. Tropp, J.; Blumenthal, N. C.; Waugh, J. S. J. Am. Chem. Soc. 1983, 105, 22.
57. Yesinowski, J. P.; Eckert, H. J. Am. Chem. Soc. 1987, 109, 6274.
58. Jäger, C.; Welzel, T.; Meyer-Zaika, W.; Epple, M. Magn. Reson. Chem. 2006, 44, 573.
59. Panda, R. N.; Hsieh, M. F.; Chung, R. J.; Chin, T. S. J. Phys. Chem. Solids 2003, 64, 193.
60. Padilla, S.; Izquierdo-Barba, I.; Vallet-Regí, M. Chem. Mater. 2008, 20, 5942.
61. Edén, M.; Grins, J.; Jansson, K.; Shen, Z. Solid State Sci. 2008, 10, 50.
62. Mason, H. E.; Kozlowski, A.; Phillips, B. L. Chem. Mater. 2008, 20, 294.
63. Laurencin, D.; Wong, A.; Chrzanowski, W.; Knowles, J. C.; Qiu, D.; Pickup, D. M.; Newport, R. J.; Gan, Z. H.; Duer, M. J.; Smith, M. E. Phys. Chem. Chem. Phys. 2010, 12, 1081.
64. Koller, H.; Engelhardt, G.; Kentgens, A. P. M.; Sauer, J. J. Phys. Chem. 1994, 98, 1544.
65. Bunel, G. Ann. Chim. 1972, 7, 65.
66. Beshah, K.; Rey, C.; Glimcher, M. J.; Schimizu, M.; Griffin, R. G. J. Solid State Chem. 1990, 84, 71.
67. Fleet, M. E.; Liu, X. Y. J. Solid State Chem. 2004, 177, 3174.
68. Wilson, R. M.; Elliott, J. C.; Dowker, S. E. P. Am. Mineral. 1999, 84, 1406.
69. Kaflak-Hachulska, A.; Samoson, A.; Kolodziejski, W. Calcif. Tissue Int. 2003, 73, 476.
70. Wu, Y. T.; Ackerman, J. L.; Kim, H. M.; Rey, C.; Barroug, A.; Glimcher, M. J. J. Bone Miner. Res. 2002, 17, 472.
71. Regnier, P.; Lasaga, A. C.; Berner, R. A.; Han, O. H.; Zilm, K. W. Am. Mineral. 1994, 79, 809.
72. Wise, E. R.; Maltsev, S.; Davies, M. E.; Duer, M. J.; Jäger, C.; Loveridge, N.; Murray, R. C.; Reid, D. G. Chem. Mater. 2007, 19, 5055.
73. Reid, D. G.; Duer, M. J.; Murray, R. C.; Wise, E. R. Chem. Mater. 2008, 20, 3549.
74. Gebauer, D.; Gunawidjaja, P. N.; Peter Ko, J. Y.; Aziz, B.; Liu, L. J.; Hu, Y.; Bergström, L.; Tai, C.; Sham, T.; Edén, M.; Hedin, N. Angew. Chem., Int. Ed., in press.
75. Stevels, J. M. Philips Tech. Rundsch 1960, 9/10, 337.
76. Strnad, Z. Biomaterials 1992, 13, 317.
77. Hill, R. J. Mater. Sci. Lett. 1996, 15, 1122.
78. Elgayar, I.; Aliev, A. E.; Boccaccini, A. R.; Hill, R. G. J. Non-Cryst. Solids 2005, 351, 173.
79. O'Donnell, M. D.; Watts, S. J.; Law, R. V.; Hill, R. G. J. Non-Cryst. Solids 2008, 354, 3554.
80. Watts, S. J.; Hill, R. G.; O'Donnell, M. D.; Law, R. V. J. Non-Cryst. Solids 2010, 356, 517.
81. Vallet-Regí, M.; Salinas, A. J.; Ramirez-Castellanos, J.; Gonzalez-Calbet, J. M. Chem. Mater. 2005, 17, 1874.
82. Kay, M. I.; Young, R. A.; Posner, A. S. Nature 1964, 204, 1050.