وأوضح الخبراء أن هذه الجسيمات يمكن استخدامها في زراعة الأسنان ومجالات طبية أخرى، وكذلك في الصناعة. يتم نشر نتائج البحث في مجلة "ميكروماشينز".
يمكن أن تكون السيليكات المعدنية الحيوية النانوية، وهي أملاح أحماض السيليسيك للمعادن الأحادية وثنائية التكافؤ (الكالسيوم والزنك والمغنيسيوم والكوبالت والحديد والمنغنيز وغيرها)، والتي لها نشاط بيولوجي مرتفع، بمثابة مصدر للعناصر الدقيقة الأساسية في المكملات الغذائية وتقوية أنسجة العضلات والعظام في الجسم. ويمكن استخدامها في زراعة الأسنان والصناعة الخفيفة والبناء، وكذلك في إنشاء الفوسفورات والموصلات.
يتطلب هذا استخدام أساليب تضمن إنتاج المواد الخام بجودة معينة على نطاق صناعي. اليوم، يتم إنتاج سيليكات المعادن الأحادية والثنائية التكافؤ بالطرق الكيميائية والفيزيائية في وجود المواد الحفازة. ومع ذلك، تتطلب الطريقة الفيزيائية استهلاكًا كبيرًا للطاقة مع إنتاجية منخفضة للمنتج النهائي.
قام العلماء بتطوير طريقة تمكن من إنتاج سيليكات معدنية حيوية بحجم النانو مثبتة بواسطة الحمض الأميني الأساسي. ووفقا لهم، فإن الحمض الأميني يمنع جزيئات المادة من الالتصاق ببعضها بعضا، لذلك يمكن تخزين المواد الخام التي تم الحصول عليها بواسطة الطريقة الجديدة لفترة طويلة.
للحصول على سيليكات المعدن الحيوي المستقرة ذات الحجم النانوي، يتم تحضير محلول من أسيتات المعدن الحيوي وسيليكات الصوديوم والحمض الأميني، ليسين في مفاعل زجاجي. يتم تقليب الخليط الناتج ثم تعريضه للموجات فوق الصوتية. ثم يتم غسل الجل المعالج ثلاث مرات بالماء المقطر في جهاز الطرد المركزي. وبعدها يتم تجفيف الجل المغسول عند درجة حرارة 80 درجة مئوية لمدة 12 ساعة. يتيح الاختراع الحصول على مسحوق جاف ذو بنية متجانسة من دون رائحة أو شوائب غريبة.
قالت الأستاذة المشاركة، أناستياسيا بلينوفا: "إن السيليكات المعدنية الحيوية المطورة في حالة نانوية لها خصائص طبية فريدة من نوعها، وتزداد أنشطتها البيولوجية، ما له تأثير إيجابي على عملية الشفاء وترميم أنسجة العظام".
وأشارت إلى أنه في مجال زراعة الأسنان، لإنشاء طبقة زرع موثوقة ومتوافقة حيويًا، من المهم استخدام هياكل نانوية الحجم تشكل جزءًا من العظام البشرية. أحد هذه المكونات هو الحمض الأميني ليسين، وهو يشارك في تقوية العظام وهو مسؤول عن امتصاص الكالسيوم والمعادن الحيوية الأخرى. ولهذا اختار العلماء هذه المادة.