Hidroksiapatit (HA ili HAp) je veoma prometnom bioaktivni keramika za medicinske svrhe zbog svoje sličnu strukturu kosti materijala. ultrazvučno pomoć sinteze (sono-sinteza) hidroksiapatita je uspješna tehnika za proizvodnju nanostrukturni HAp na najvišim standardima kvalitete. Ultrazvučnog put omogućava da proizvede nano-kristalni HAp kao i izmijenjena čestice, npr core-shell nanospheres, i kompozita.

sono-sinteze

Ultrazvučni tretman rezultata cisterne u vrlo fine čestice sa čak distribucije, tako da se stvaraju još nukleacije lokacije za padavine.
HAp čestice sintetiziran pod ultrasonication pokazuju smanjen nivo aglomeracije. Donji tendencija da se aglomeracija ultrazvučno sintetiziran HAp potvrđeno je npr analizom FESEM (Field emisije skeniranja elektronske mikroskopije) od Poinern et al. (2009).

Ultrazvuk pomaže i promoviše kemijske reakcije ultrazvučne kavitacije i njegove fizičke efekte koji direktno utiču čestica morfologije u fazi rasta. Glavne prednosti ultrasonication rezultat pripreme najfiniji reakcije mešavine

• 1) povećana brzina reakcije,
• 2) smanjen vrijeme obrade
• 3) ukupno poboljšanje u efikasno korištenje energije.

Poinern et al. (2011) razvio mokro-kemijske put koji koristi kalcijum nitrat tetrahydrate (Ca [NO3] 2 · 4H2O) i kalij dihidrogen fosfata (KH2PO4) kao glavni reaktanata. Za kontrolu pH vrednost u toku sinteze, dodan je amonij hidroksid (NH4OH).
Ultrazvuk procesor je bio UP50H (50 W, 30 kHz, MS7 dihtovanje w / 7 promjer mm) od Hielscher Ultrasonics.

Ultrazvučno reduciran i raspršen kalcij-hidroksiapatit

Koraci sinteze nano-HAP:

A 40 ml rastvora 0.32M Ca (NO₃)₂ · 4 ः₂O je pripremljen u maloj posudi. Rješenje pH je zatim prilagođen 9.0 sa oko 2.5ml NH₄OH. Rešenje je sonicated sa UP50H na 100% postavka amplitude za 1 sat.
Na kraju prvog sata 60 ml rastvora 0.19m [KH₂PO₄] Tada je polako dodao kapima u prvo rješenje, dok prolazi kroz drugi sat ultrazvučnog zračenja. Tokom procesa miješanja, pH vrijednost je provjerena i održava u 9 sati, dok je Ca odnos / P održavana je na 1.67. Rješenje je zatim filtriran koristeći centrifugiranje (~ 2000 g), nakon čega je rezultanta bijelog taloga proporcija u broj uzoraka za termičku obradu.
Prisustvo ultrazvuka u postupku sinteze prije termičke obrade ima značajan utjecaj na formiranje početne nano-HAP čestica prekursora. To je zbog veličine čestica koje se odnose na nukleacije i obrazac rasta materijala, što se odnosi na stupanj super zasićenja unutar tečne faze.
Pored toga, i veličina čestica i morfologiji mogu direktno uticati tokom ovog procesa sinteze. Efekat povećanja ultrazvuk snage od 0 do 50W pokazala da je moguće da se smanji veličina čestica prije termičke obrade.
Sve veći ultrazvuk moći koristiti za ozračiti tekućine pokazuju da veći broj mjehurića / kavitacije su se proizvodi. To zauzvrat proizvela više nukleacije stranicama, a kao rezultat toga, čestice formirane oko ove lokacije su manji. Osim toga, čestice izloženi duže ultrazvučne zračenje pokazuju manje aglomeracije. Naknadni FESEM podaci potvrdio je smanjen aglomeracije čestica kada se ultrazvuk koristi u procesu sinteze.
Nano-HAp čestica u rasponu veličine nanometarske i sferne morfologija su proizvedeni pomoću mokre kemijske padavina tehniku ​​u prisustvu ultrazvuka. Utvrđeno je da je struktura kristalne i morfologije rezultat nano-HAP prah bio zavisi od snage ultrazvučnog izvora zračenja, i naknadne termičke obrade koristi. Bilo je očigledno da je prisustvo ultrazvuka u procesu sinteze promovisao hemijske reakcije i fizičke efekte koji kasnije proizveo ultrafino nano HAp prah nakon termičke obrade.

HAp Sinteza preko Ultrazvučni Sol-gel Route

Ultrazvučno pomagao sol-gel put za sintezu nanostrukturnih HAp čestica:
materijal:
– reagensi: Kalcijum nitrat Ca (NO₃)₂, Di-amonijev hidrogen fosfat (NH₄)₂HPO₄, Natrijum hydroxyd NaOH;
– 25 ml epruvete

1. Rastvoriti Ca (NO₃)₂ i (NH₄)₂HPO₄ u destilirane vode (molarni odnos kalcijuma fosfora: 1.67)
2. Dodajte malo NaOH do rješenja kako bi pH oko 10.
3. Ultrazvučni tretman sa UP100H (Dihtovanje MS10, amplituda 100%)

• Hidrotermalne sinteze su obavljeni na 150 ° C za 24 h u električnom peći.
• Nakon reakcije, kristalni HAp može se bere centrifugiranje i pranje dejonizovanom vodom.
• Analiza dobijenih HAp nanopowder od mikroskopije (SEM, TEM,) i / ili spektroskopije (FT-IR). Sintetizirani HAp nanočestice pokazuju visok kristalnosti. Različite morfologije može posmatrati u zavisnosti od vremena sonication. Više sonication može dovesti do jedinstvenog HAp nanoštapovi sa visokim omjer i ultra-visoke kristalnosti. [CP. Manafi et al. 2008]

Modifikacija HAp

Zbog svoje lomljivost, primjena čistog HAp je ograničen. U materijalnom istraživanja su učinjeni veliki napori da se mijenjati HAp polimeri od prirodnih kosti je kompozitni uglavnom se sastojao od nano-veličine, igličastih HAp kristala (računi za oko 65wt% kosti). Je ultrazvučno pomogao modifikacija HAp i sinteze kompozita sa poboljšanim karakteristikama materijala nudi višestruke mogućnosti (vidi nekoliko primjera ispod).

Praktični primjeri:

Silver premazom HAp

Ignatev i saradnici (2013) razvio metodu biosintetičkih gdje su deponovan srebrne nanočestice (AgNp) na HAp da se dobije HAp premaz antibakterijska svojstva i da se smanji efekt citotoksične. Za sprečavanju grupisanja malih čestica srebra nanočestica i za njihovo taloženje na hidroksiapatit, a Hielscher UP400S je korištena.

A postavljanje magnetskih miksera i ultrasonicator UP400S je korišten za pripremu Hap slojem srebra [Ignatev et al 2013]

Naša moćna ultrazvučni uređaji su pouzdani alati za liječenje čestica u pod micron- i nano-veličine raspona. Bilo da želite da sintetizirati, rasipa ili u funkciju čestice u malim cijevi u svrhu istraživanja ili vam je potrebno za liječenje visokog volumena nano-praha premaza za komercijalnu proizvodnju – Hielscher nudi pogodan ultrasonicator za vaše zahtjeve!