バイオミメティックフルオロアパタイト−ゼラチンメソクリスタルのNMR研究

二重拡散によって成長したメソクリスタル系フルオロアパタイト−ゼラチンは、メソスケールでの階層的複合構造を特徴としています。本研究では、固体 NMR を適用してその構造を分子レベルで特徴づけ、メソスケールでの構造的組織と原子論的コンピュータシミュレーションとの関連を提供します。これにより、個々のナノクリスタルが薄い境界アパタイト様層で覆われた結晶性フルオロアパタイトドメインで構成されていることがわかりました。後者は、粒子間スペースを埋める非晶質層と接触しています。非晶質層は、孤立したリン酸基、Ca3F モチーフ、水分子によって浸透された有機マトリックスで構成されています。我々の NMR データは、アパタイト結晶の形成には関与しなかったゼラチン相における前駆体複合体の存在について明確な証拠を提供し、イオン浸透によるゼラチンの構造的前処理に関する理論的予測を証明します。複合材料を結びつける接着剤として説明できる界面相互作用は、アパタイト PO4(3-) グループとの水素結合相互作用を含みます。報告された結果は、コラーゲン繊維による成長制御のメカニズムを対象とした分子動力学シミュレーションや、生物鉱物における非晶質被覆層の実験観察とよく一致しています。