Sono-Синтез на нано-хидроксиапатит
Хидроксиапатит (НА или НАР) е силно посещавани биоактивен керамични за медицински цели поради подобна структура на костен материал. Ултразвука подпомага синтеза (Sono-синтез) на хидроксиапатит е успешен техника за производство на наноструктурирано Хеп най-високите стандарти за качество. Ултразвуковите начин позволява да се произвеждат нано-кристален НАР както и модифицирани частици, например ядро-обвивка наносфери и композити.
Хидроксиапатит: Универсален Минерални
В медицината наноструктурирано порест НАР е интересен материал за изкуствено прилагане на костите. Поради добрата си биосъвместимост на костната контакт и подобен химичен състав на костен материал, порьозен керамичен НАР е намерено огромно използване в биомедицински приложения, включително регенериране костната тъкан, клетъчна пролиферация, и подаване на лекарство.
"В тъканното инженерство кост е бил прилаган като материал за запълване на костни дефекти и увеличаване, изкуствен материал присаждане на кост, както и протези повторна хирургическа намеса. Нейната висока повърхностна площ води до отлична osteoconductivity и резорбционната осигурява бързо костно врастване. "[Soypan и сътр. 2007] Така че, много от съвременните импланти са покрити с хидроксиапатит.
Друг обещаващ прилагане на микрокристална хидроксиапатит е използването му като “костно-сграда” допълнят с добра абсорбция в сравнение с калций.
Освен използването му като материал за поправка на костите и зъбите, други приложения на НАР могат да бъдат намерени в катализа, производство на торове, като съединение с фармацевтични продукти, в приложения протеин хроматография и процеси за обработка на вода.
Мощност на ултразвука: ефектите и въздействието
Когато тези екстремни сили, които се генерират по време на разпадането често той кавитация мехурчета, се разширяват в ултразвук среда, частици и капчици са засегнати – в резултат на което между частиците сблъсък, така че твърдо разбие. По този начин се постига намаляване на размера на частиците, като смилане, деагломерация и дисперсия. Частиците могат да бъдат diminuted да submicron- и нано размери.
Освен от механични въздействия, мощен соникация може да създаде свободни радикали, срязване молекули и активиране частици повърхности. Това явление е известно като sonochemistry.
Sono синтез
Ултразвуков лечение на резултатите от суспензия в много фини частици, с равномерно разпределение, така че се създават повече зародиши сайтове за утаяване.
НАР частици синтезирани под ултразвук показват намалено ниво на агломерация. Долната тенденцията към агломерация на ултразвуково синтезира НАР е потвърдена например от FESEM (поле сканираща електронна микроскопия с емисии) анализ на Poinern и сътр. (2009 г.).
Блокада подпомага и насърчава химични реакции от ултразвукова кавитация и неговите физични реакции, които директно влияят върху морфологията на частиците по време на фазата на растеж. Основните предимства на ултразвук в резултат получаването на фин реакционни смеси са
- 1) увеличава скоростта на реакцията,
- 2) намалява времето за обработка
- 3) цялостно подобрение на ефективно използване на енергията.
Poinern и сътр. (2011) разработи мокро химически път, който използва калциев нитрат тетрахидрат (Са [NO3] 2 · 4H2O) и калиев дихидроген фосфат (КН2РО4) като основни реагенти. За контрол на стойността на рН по време на синтеза, се прибавя амониев хидроксид (NH4OH).
Процесорът ултразвук е UP50H (50 W, 30 кХц, MS7 ултразвуков w диаметър / 7 мм) от Hielscher Ultrasonics.
Стъпки на синтеза нано НАР:
Към 40 мл разтвор на 0,32 М Ca (NO3)2 · 4 ः2О се получава в малка чаша. След това рН на разтвора се довежда до 9,0 с приблизително 2.5 mL NH4ОН. Разтворът се обработва с ултразвук с UP50H на 100% обстановка амплитуда в продължение на 1 час.
В края на първия час на 60 мл разтвор на 0.19М [KH2Po4] След това бавно се прибавя на капки в първия разтвор докато подложени на втория час на ултразвуково облъчване. По време на процеса на смесване, стойността на рН се проверява и се поддържа при 9 докато съотношението на Са / Р се поддържа при 1.67. След това разтворът се филтрира с помощта на центрофугиране (~ 2 000 грама), след което получената бяла утайка се пропорции на няколко проби за топлинна обработка.
Наличието на ултразвук в процедурата за синтез преди термичната обработка има значително влияние при формирането на първоначалните прекурсори на частиците нано НАР. Това се дължи на размера на частиците са свързани с образуване на активни центрове и схемата на нарастване на материала, който от своя страна е свързан със степента на супер насищане в течната фаза.
В допълнение, както размера на частиците и морфология може директно да бъде повлияно по време на този процес синтез. Ефектът на повишаване на ултразвукова мощност от 0 до 50W показа, че е възможно да се намали размерът на частиците преди термична обработка.
увеличаване на ултразвукова мощност, използвана за облъчва течността показва, че по-голям брой мехурчета / кавитации са били произведени. Това от своя страна произвежда повече зародиши сайтове и в резултат на частиците, образувани около тези сайтове са по-малки. Освен това, частици, изложени на по-дълги периоди на ултразвуково облъчване показват по-малко агломерация. След данни FESEM потвърди понижено агломерацията на частиците, когато ултразвук се използва по време на процеса на синтез.
Нано-НАР частици в диапазона на размера нанометра и сферична морфология са произведени с помощта на мокро техника химическо утаяване в присъствие на ултразвук. Установено е, че кристалната структура и морфологията на получените нано НАР праховете беше зависи от силата на ултразвуков източник на облъчване и последваща топлинна обработка. Това е очевидно, че присъствието на ултразвук в процеса на синтез повишен химичните реакции и физически ефекти, които впоследствие произведени на ултрафини нано- НАР прахове след термична обработка.
- основна неорганична калциев фосфат минерална
- висока биосъвместимост
- бавен биоразградимост
- остеогенен
- нетоксичен
- неимуногенен
- могат да бъдат комбинирани с полимери и / или стъклени
- добро усвояване структура матрица за други молекули
- отличен заместител на костите

Сонда тип ултрасоникатор UP50H
НАР Синтез чрез ултразвукова зол-гел Route
Ултразвуково подпомага маршрут зол-гел за синтез на наноструктурирани частици НАР:
Материал:
– реагенти: калциев нитрат Ca (NO3)2, Ди-амониев хидрогенфосфат (NH4)2НРО4Натриев hydroxyd NaOH;
– 25 мл епруветка
- Разтваря Ca (NO3)2 и (NH4)2НРО4 в дестилирана вода (моларно съотношение калций към фосфорен: 1.67)
- Добавете няколко NaOH до решението да се запази своето рН около 10.
- лечение Ултразвуково с UP100H (Издатина MS10, амплитуда 100%)
- Синтезът на хидротермичната бяха проведени при 150 ° С в продължение на 24 часа в електрическа пещ.
- След реакцията, кристална НАР могат да бъдат събрани чрез центрофугиране и промиване с дейонизирана вода.
- Анализ на получената НАР nanopowder чрез микроскопия (SEM, ТЕМ), и / или спектроскопия (FT-IR). Синтезираните НАР наночастиците показват висока кристалност. Различни морфология може да се наблюдава в зависимост от времето на ултразвук. Дълъг ултразвук може да доведе до еднакви НАР nanorods с високо съотношение и ултра-висока кристалност. [Ср. Manafi и сътр. 2008]
Модификация на Хеп
Поради своята крехкост, прилагането на чист Хеп е ограничен. В материал изследвания, са направени много усилия, за да променят НАР от полимери от естествена кост е съставна състои главно от наноразмерни, иглоподобни кристали (НАР сметки за около 65wt% от кост). В ултразвуково подпомага промяната на НАР и синтеза на композитни материали с подобрени характеристики материал предлага многобройни възможности (виж няколко примера по-долу).
Практически примери:
Синтез на нано НАР
Синтез на gelantine-хидроксиапатит (НАР-гел)
Цялото решение се обработва с ултразвук за 1 час. Стойността на рН се проверява и поддържа при pH 9 по всяко време, а съотношението на CA/P е коригирано до 1,67. Филтрирането на Бялата утайка се постига чрез центрофугиране, което води до гъста суспензия. Различни проби са термично обработени в епруветка за 2 часа при температури 100, 200, 300 и 400 ° c. По този начин се получават гел-нар прах в гранулирана форма, който се смила на фин прах и се характеризира с XRD, FE-SEM и FT-IR. Резултатите показват, че мек ултразвук и наличие на желатин по време на фазата на растеж на нар насърчаване на по-ниско сцепление – по този начин води до по-малък и формиране на редовна сферична форма на гел-нар нано-частици. Мекият ултразвук подпомага синтеза на Нано размер гел-нар частици поради ултразвукови хомогенизация ефекти. Амидни и карбонилни видове от желатинът впоследствие се прикрепят към нар нано-частици по време на фазата на растеж чрез сохимически асистирана взаимодействие.
[Brundavanam и сътр. 2011]
Нанасяне на Хеп на Титан Тромбоцитите
Сребърно покритие Хеп

А за настройка на магнитна бъркалка и ултрасоникатор UP400S се използва за сребро покритие препарат Хеп [Ignatev сътр 2013]
Нашите мощни ултразвукови устройства са надеждни инструменти за лечение на частици в суб micron- и нано размери, обхват. Независимо дали искате да се синтезира, разпръснат или функционализира частици в малки епруветки за научни изследвания цел или имате нужда за лечение на високи обеми на нано-прах шлам за търговско производство – Hielscher предлага подходящ ултрасоникатор за вашите изисквания!

Ултразвуков хомогенизатор UP400S
Позоваването литература /
- Brundavanam, R. К .; Jinag, Z.-T., Chapman, P .; Le, X.-Т .; Mondinos, N .; Fawcett, D .; Poinern, G. Е., J. (2011): Ефект на разредена желатин на ултразвукова термично подпомага синтеза на нано хидроксиапатит. Ultrason. Sonochem. 18, 2011. 697-703.
- "Дженгиз", б.; Гьео, Y.; Йълдъз, н.; Aktas, Z.; Calimli, а. (2008): синтез и характеризиране на хидрояапатит наночастици. Колоиди и повърхности а: Фисикочем. Аспекти 322; 2008.29-33.
- Ignatev, М .; Rybak, Т .; Colonges, G .; Scharff, W .; Marke, S. (2013): плазмени напръскват хидроксиапатит покрития със сребърни наночастици. Acta Metallurgica Slovaca, 19/1; 2013 20-29.
- Jevtića, М .; Radulovićc, A .; Ignjatovića, N .; Mitrićb, М .; Uskokovic, D. (2009): Контролирано монтаж на поли (Б, Ь-лактид-ко-гликолид) / хидроксиапатит ядро-обвивка наносфери под ултразвуково облъчване. Acta Biomaterialia 5/1; 2009 208-218.
- Kusrini, Е .; Pudjiastuti, A. R .; Astutiningsih, S .; Harjanto, S. (2012): Получаване на хидроксиапатит от говежди костен чрез комбинирани методи на ултразвукова и спрей сушене. Intl. Conf. по химическа, биохимически и науки за околната среда (ICBEE'2012) Сингапур, 14-15 декември, 2012 година.
- Manafi, S .; Badiee, S. Н. (2008): Ефект на Ултразвукова на кристализация на нано-хидроксиапатит чрез мокро химически метод. Ir J Pharma Sci 4/2; 2008 163-168
- Ozhukil Kollatha, V .; Chenc, Q .; Clossetb, R .; Luytena, J .; Trainab, К .; Mullensa, S .; Boccaccinic, A. R .; Clootsb, Р. (2013): AC DC срещу Електрофорезно отлагане на хидроксиапатит на титан. Вестник на Европейския Керамични общество 33; 2013 2715-2721.
- Poinern, G.E.J .; Brundavanam, R.K .; Thi Le, X .; Фосет, Д. (2012): механичните свойства на порьозна керамична Последица от 30 нанометра Sized частиците прах на базата на хидроксиапатит за Потенциални твърда тъкан инженерни приложения. American Journal по биомедицинско инженерство 2/6; 2012 278-286.
- Г.Ж.Е.; Брундаванам, р.; Ето го, х. Йорданик, с.; Проози, м.; Фосет, д. (2011): термично и ултразвуково влияние при образуването на нанометър мащаб хидроксиапатит био-керамични. Международен вестник на наномедицината 6; 2011.2083 – 2095.
- Г.Ж.Е.; Брундаванам, R.K.; Мондинос, н.; Цзян, ц.-т. (2009): синтез и характеризиране на нанохидроксиапатит с помощта на метод с ултразвук, подпомаган. Ултразвук Ехохимия, 16/4; 2009.469-474.
- Soypan, аз .; Мел, М .; Ramesh, S .; Халид, K.A: (2007): пореста хидроксиапатит за изкуствени кости приложения. Наука и технологии на съвременни материали 8. 2007 г. 116.
- Suslick, К. S. (1998): Kirk-Othmer Encyclopedia на химичните технологии; Четвъртия Ed. J. Wiley & Sons: New York, Vol. 26, 1998. 517-541.

Ултразвуков апарат UIP1500hd с реактор потока