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01.06.2011 | Original Contribution | Ausgabe 8/2011

Colloid and Polymer Science 8/2011

Calcium phosphate mineralization with linear poly(ethylene imine): a time-resolved study

Zeitschrift:
Colloid and Polymer Science > Ausgabe 8/2011
Autoren:
Andriy Shkilnyy, Stefanie Schöne, Claudia Rumplasch, Annett Uhlmann, Annett Hedderich, Christina Günter, Andreas Taubert
Wichtige Hinweise

Electronic supplementary material

The online version of this article (doi:10.​1007/​s00396-011-2403-2) contains supplementary material, which is available to authorized users.

Abstract

We have earlier shown that linear poly(ethylene imine) (LPEI) is an efficient growth modifier for calcium phosphate mineralization from aqueous solution (Shkilnyy et al., Langmuir, 2008, 24 (5), 2102). The current study addresses the growth process and the reason why LPEI is such an effective additive. To that end, the solution pH and the calcium and phosphate concentrations were monitored vs. reaction time using potentiometric, complexometric, and photometric methods. The phase transformations in the precipitates and particle morphogenesis were analyzed by X-ray diffraction and transmission electron microscopy, respectively. All measurements reveal steep decreases of the pH, calcium, and phosphate concentrations along with a rapid precipitation of brushite nanoparticles early on in the reaction. Brushite transforms into hydroxyapatite (HAP) within the first 2 h, which is much faster than what is reported, for example, for calcium phosphate precipitated with poly(acrylic acid). We propose that poly(ethylene imine) acts as a proton acceptor (weak buffer), which accelerates the transformation from brushite to HAP by taking up the protons that are released from the calcium phosphate precipitate during the phase transformation.

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Zusatzmaterial
ESM 1 (PDF 823 kb)
396_2011_2403_MOESM1_ESM.pdf
Literatur
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