Local electronic structure and hierarchical organization of bone tissue

Abstract

Проведено теоретическое и экспериментальное исследование нативной костной ткани с целью выяснения взаимосвязи её иерархической организации с электронной и электронной структурой минеральной фазы. Введена модель трёхмерной сверхрешётки копланарного объединения нанокристаллитов гидроксилапатита (ГА), разделённых гидрантными слоями, с целью выдвижения предположений касательно спектральных особенностей костной ткани относительно ГА. Сделанные предсказания проверены с помощью измерений БТС РСП нативной кости. Также исследована температурная зависимость БТС РСП для того, чтобы обеспечить более глубокое понимание роли воды в формировании локальной электронной структуры.

Theoretical and experimental investigations of native bone are carried out to understand relation-ships between its hierarchical organization and local electronic and atomic structure of the mine-ralized phase. The 3D superlattice (3DSL) model of a coplanar assembly of the hydroxyapatite (HAP) nanocrystallites separated by the hydrated nanolayers is introduced to make predictions about spectral features of bone tissue compared to HAP. The predictions are checked by the means of NEXAFS spectroscopy. Temperature dependence of NEXAFS spectra of bone tissue is investigated in order to gain a deeper understanding of the role of water in local electronic structure formation.