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Influence of Ionic Additives on Triclinic Calcium Pyrophosphate Dihydrate Precipitation

Authors :
Christian Bonhomme
Christèle Combes
Kemie Ley-Ngardigal
Christian Rey
Cristina Coelho-Diogo
Béatrice Biscans
Sébastien Teychené
Pierre Gras
Laboratoire de génie chimique [ancien site de Basso-Cambo] (LGC)
Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3)
Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National Polytechnique (Toulouse) (Toulouse INP)
Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées
Centre interuniversitaire de recherche et d'ingenierie des matériaux (CIRIMAT)
Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3)
Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Institut National Polytechnique (Toulouse) (Toulouse INP)
Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Institut de Chimie du CNRS (INC)
Spectroscopie, Modélisation, Interfaces pour L'Environnement et la Santé (SMiLES)
Laboratoire de Chimie de la Matière Condensée de Paris (LCMCP)
Université Pierre et Marie Curie - Paris 6 (UPMC)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Collège de France (CdF (institution))-Institut de Chimie du CNRS (INC)-Université Pierre et Marie Curie - Paris 6 (UPMC)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Collège de France (CdF (institution))-Institut de Chimie du CNRS (INC)
Institut des matériaux de Paris-Centre (IMPC)
Université Pierre et Marie Curie - Paris 6 (UPMC)-Ecole Nationale Supérieure de Chimie de Paris - Chimie ParisTech-PSL (ENSCP)
Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université Paris sciences et lettres (PSL)-Ecole Superieure de Physique et de Chimie Industrielles de la Ville de Paris (ESPCI Paris)
Université Paris sciences et lettres (PSL)-Institut de Chimie du CNRS (INC)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)
Agence Nationale de la Recherche (CAPYROSIS project ) [ANR-12-BS08-0022-01]
Laboratoire de Génie Chimique (LGC)
Université de Toulouse (UT)-Université de Toulouse (UT)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National Polytechnique (Toulouse) (Toulouse INP)
Université de Toulouse (UT)
Université de Toulouse (UT)-Université de Toulouse (UT)-Institut de Chimie du CNRS (INC)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National Polytechnique (Toulouse) (Toulouse INP)
Université Pierre et Marie Curie - Paris 6 (UPMC)-Collège de France (CdF (institution))-Institut de Chimie du CNRS (INC)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Pierre et Marie Curie - Paris 6 (UPMC)-Collège de France (CdF (institution))-Institut de Chimie du CNRS (INC)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)
Centre National de la Recherche Scientifique - CNRS (FRANCE)
Collège de France (FRANCE)
Ecole Nationale Supérieure de Chimie de Paris - ENSCP (FRANCE)
Ecole Supérieure de Physique et de Chimie Industrielles - ESPCI (FRANCE)
Institut National Polytechnique de Toulouse - INPT (FRANCE)
Université Pierre et Marie Curie, Paris 6 - UPMC (FRANCE)
Université Toulouse III - Paul Sabatier - UT3 (FRANCE)
Institut National Polytechnique de Toulouse - Toulouse INP (FRANCE)
Source :
Crystal Growth & Design, Crystal Growth & Design, American Chemical Society, 2017, 17 (1), pp.37-50. ⟨10.1021/acs.cgd.6b01128⟩, Crystal Growth & Design, 2017, 17 (1), pp.37-50. ⟨10.1021/acs.cgd.6b01128⟩
Publication Year :
2017
Publisher :
HAL CCSD, 2017.

Abstract

International audience; Triclinic Calcium pyrophosphate dihydrate (t-CPPD) crystals are one of the two polymorphs of micro crystals that have been found in the joints of patients suffering from pseudogout. Howeyer, there is currently no treatment for inhibiting the formation of these crystals, which present a high inflammatory potential. In this context we studied in vitro the precipitation of t-CPPD in a stirred reactor under pH- and temperature-controlled conditions and determined the effect of selected biologically relevant ionic additives Mg2+, Cu2+, Fe3+, Zn2+, S2O32-) on its formation. The results showed that 1 mM Fe3+, Zn2+, Or Cu2+ induced the most significant Changes by partly inhibiting, the crystallization of t-CPPD and favoring the formation of an amorphous-CPP phase (98 Wt %) in the presence of Fe3+ or a monoclinic-CPPD phase (78 or 71 wt %, respectively) in the presence of Zn2+ or CO2. Correlations between P-31 solid-state NMR, XRD, and elemental analyses showed that the additive cations are inserted into the monoclinic-CPPD and/or amorphous-CPP phases. This study, which combines structural, morphological, and elemental analyses, paves the way toward a deeper comprehension of the role of ionic additives in preventing the formation of CPPD crystalline phases, and is a key step in long-term development of an effective therapeutic treatment.

Details

Language :
English
ISSN :
15287483 and 15287505
Database :
OpenAIRE
Journal :
Crystal Growth & Design, Crystal Growth & Design, American Chemical Society, 2017, 17 (1), pp.37-50. ⟨10.1021/acs.cgd.6b01128⟩, Crystal Growth & Design, 2017, 17 (1), pp.37-50. ⟨10.1021/acs.cgd.6b01128⟩
Accession number :
edsair.doi.dedup.....1a7fcf5d9b1ad2c954401eb5fab99cb0