ნანო-ჰიდროქსიპაპატის სონო-სინთეზი
ჰიდროქსიპატიტი (HA ან HAp) არის უაღრესად ხშირი ბიოაქტიური კერამიკული სამედიცინო მიზნით, რადგან მისი მსგავსი სტრუქტურა ძვლის მასალისაა. ჰიდროქსიაპატიტის ულტრაბგერითი დახმარების სინთეზი არის წარმატებული ტექნიკა, რომელიც უზრუნველყოფს მაღალხარისხიან სტანდარტებს. ულტრაბგერითი მარშრუტი საშუალებას იძლევა ნანო-კრისტალური HAp- ის წარმოება, ისევე როგორც მოდიფიცირებული ნაწილაკები, მაგალითად, ძირითადი- shell nanospheres და კომპოზიტები.
ჰიდროქსიპატიტი: მრავალმხრივი მინერალური
მედიცინაში, nanostructured ფოროვანი HAp არის საინტერესო მასალა artifical ძვლის განცხადება. ძვლის კონტაქტისა და მისი მსგავსი ქიმიური შემადგენლობის ძვლოვან ნივთიერებებთან შედარებით, ბიომედიული აპლიკაციების, მათ შორის ძვლის ქსოვილების რეგენერაციის, უჯრედების პროლიფერაციის და ნარკოტიკების მოხმარების უზარმაზარი გამოყენება.
"ძვლოვანი ქსოვილის საინჟინროში გამოყენებულია ძვლების დეფექტები და გაზრდის მასალის შევსება, ხელოვნური ძვლის ქსოვილის მასალა და პროთეზის რევიზიის ოპერაცია. მისი მაღალი ზედაპირის არეალი მიდის ბადეს ოსტეოკონდუქციულობასა და რეორგანიზაციას, რომელიც უზრუნველყოფს სწრაფად ძვლის შეწოვას. "[Soypan et al. 2007] ასე რომ, ბევრი თანამედროვე იმპლანტანტები დაფარულია ჰიდროქსილაპატით.
მიკროკრისტალური ჰიდროქსილაპატითის კიდევ ერთი პერსპექტიული გამოყენება მისი გამოყენებაა “ძვლის შენობა” კალციუმის შედარებით უმაღლესი შთანთქმის დამატება.
ძვლებისა და კბილების სარემონტო მასალის გამოყენების გარდა, HAp- ის სხვა აპლიკაციები შეგიძლიათ იხილოთ კატალიზაციაში, სასუქის წარმოებაში, როგორც ფარმაცევტულ პროდუქტებში, პროტეინის ქრომატოგრაფიული განაცხადების და წყლის მკურნალობის პროცესებში.
სიმძლავრე ულტრაბგერითი: ეფექტები და ზემოქმედება
როდესაც ეს უკიდურესი ძალები, რომლებიც წარმოიქმნება კოლაფსის დროს, ის აფერხებს ბუშტებს, გაფართოვდა sonicated საშუალო, ნაწილაკები და წვეთები გავლენას ახდენს – რის შედეგადაც interparticle შეჯახება ისე, რომ მყარი shatter. ამგვარად, ნაწილაკების ზომა შემცირება, როგორიცაა milling, deagglomeration და დისპერსიული მიიღწევა. ნაწილაკები შეიძლება შემცირდეს წარმდგენი- და ნანო-ზომაზე.
გარდა მექანიკური ეფექტებისა, ძლიერი sonication შეგიძლიათ შექმნათ თავისუფალი რადიკალები, shear მოლეკულები და გაააქტიუროთ ნაწილაკების ზედაპირები. ეს ფენომენი ცნობილია როგორც sonochemistry.
სონოს-სინთეზი
ულტრაბგერითი მკურნალობა slurry შედეგების ძალიან ჯარიმა ნაწილაკების კი განაწილება ისე, რომ უფრო nucleation საიტები ნალექების იქმნება.
ულტრაბგერინაში სინთეზირებული HAp ნაწილაკები აჩვენებენ, რომ შემცირება მოხდება ამაღლება. ულტრაბგერითი სინთეზირებული HAp- ის აგლომერაციისადმი დაბალი ტენდენცია დაფიქსირდა FENEM- ის (Poinern et al. (2009).
Ultrasound ეხმარება და ხელს უწყობს ქიმიური რეაქციების ულტრაბგერითი cavitation და მისი ფიზიკური ეფექტი, რომელიც პირდაპირ გავლენას ახდენს ნაწილაკების მორფოლოგიის დროს ზრდის ფაზაში. ულტრაბგერითი უპირატესობის ძირითადი სარგებელია სუპერფინგის რეაქციის ნარევების მომზადება
- 1) გაზრდილი რეაქციის სიჩქარე,
- 2) შემცირდა დამუშავების დრო
- 3) ენერგიის ეფექტურად გამოყენების საერთო გაუმჯობესება.
პოენინი და სხვები. (2011) შეიმუშავა სველი ქიმიური მარშრუტი, რომელიც იყენებს კალციუმის ნიტრატის ტეტრაჰიდრატს (Ca [NO3] 2 · 4H2O) და კალიუმის დიჰიდროგენის ფოსფატს (KH2PO4) როგორც ძირითადი რეაქტივები. სინთეზის დროს pH- ის ღირებულების კონტროლის მიზნით, დაემატა ამონიუმის ჰიდროქსიდი (NH4OH).
ულტრაბგერითი პროცესორი იყო UP50H (50 W, 30 kHz, MS7 Sonotrode w / 7 მმ დიამეტრი) საწყისი Hielscher Ultrasonics.
ნანო- HAP სინთეზის ეტაპები:
40 მლ 0.32M Ca- ის (NO3)2 · 4H2O მომზადდა პატარა beaker. გამოსხივება pH შემდეგ მორგებული 9.0 დაახლოებით 2.5mL NH4ოჰ. გამოსავალი იყო sonicated ერთად UP50H 100% ამპლიტუდის პარამეტრით 1 საათის განმავლობაში.
პირველი საათის ბოლოს, 60 მლ 0.19M [KH2PO4] მაშინ ნელა დასძინა dropwise შევიდა პირველი გამოსავალი ხოლო გადის მეორე საათის ულტრაბგერითი დასხივება. შერევით პროცესში, pH ღირებულება შემოწმდა და შეინარჩუნა 9 ხოლო Ca / P თანაფარდობა შენარჩუნდა 1.67. გამოსავალი შემდეგ გაფილტრული იყო ცენტრიფუგის გამოყენებით (~ 2000 გრ), რის შედეგადაც თეთრი ნალექი იყო პროპორციული რაოდენობის თხევად მკურნალობაზე.
ულტრაბგერითი სინთეზის პროცესში თერმული დამუშავების დაწყებამდე მნიშვნელოვანი გავლენა აქვს პირველად ნანო- HAP ნაწილაკების წინამორბედების ჩამოყალიბებაში. ეს არის ნაწილაკების ზომა, რომელიც უკავშირდება ნუკლევაციას და მატერიის ზრდის ნიმუშს, რაც, თავის მხრივ, უკავშირდება თხევად ფაზაში სუპერ ინტენსივობის ხარისხს.
გარდა ამისა, ორივე სინთეზის პროცესში პირდაპირ გავლენას ახდენს ნაწილაკების ზომა და მისი მორფოლოგია. ეფექტი გაზრდის ულტრაბგერითი ძალა 0 to 50W აჩვენა, რომ შესაძლებელი იყო შემცირება ნაწილაკების ზომა ადრე თერმული მკურნალობა.
გაზრდილი ულტრაბგერითი ენერგია, რომელიც გამოიყენება თხევადი დასხივებისთვის, მიუთითებდა იმაზე, რომ ბუშტები / cavitations დიდი რაოდენობით წარმოიშვა. ეს, თავის მხრივ, წარმოქმნიდა უფრო მეტქსაქსებს, რის შედეგადაც ამ უბნების გარშემო ჩამოყალიბებული ნაწილაკები უფრო მცირეა. უფრო მეტიც, ულტრაბგერითი დასხივების ხანგრძლივი პერიოდის ნაწილაკები ნაკლებად აგლომერაციას აჩვენებს. შემდგომ FESEM- ის მონაცემებმა დაადასტურა, რომ შემცირებული ნაწილაკების აგრეგაცია, როდესაც სინთეზის პროცესში ულტრაბგერითი გამოიყენება.
ნანომეტრიან დიაპაზონსა და სფერულ მორფოლოგიაში ნაან-ჰეპ ნაწილაკები წარმოიქმნა სველი ქიმიური ნალექების გამოყენებით ულტრაბგერით. აღმოჩნდა, რომ კრისტალური სტრუქტურა და მორფოლოგია შედეგად მიღებული ნანო- HAP ფხვნილები დამოკიდებული იყო ძალაუფლების ულტრაბგერითი დასხივების წყაროსა და შემდგომი თერმული დამუშავებით. ცხადი იყო, რომ სინთეზის პროცესში ულტრაბგერითი არსებობა ხელს უწყობდა ქიმიურ რეაქციებს და ფიზიკურ ეფექტებს, რომლებიც შემდგომში თერმული დამუშავების შემდეგ წარმოადგენდნენ ულტრაფუნქციური ნანო-ჰაფის ფხვნილებს.
- ძირითადი არაორგანული კალციუმის ფოსფატი მინერალური
- მაღალი ბიოკომპექტურობა
- ნელი ბიოდეგრადირებადი
- osteoconductive
- არატოქსიკური
- არა იმუნოგენური
- შეიძლება იყოს კომბინირებული პოლიმერები და / ან მინის
- კარგი შთანთქმის სტრუქტურა მატრიცა სხვა მოლეკულებისთვის
- შესანიშნავი ძვლის შემცვლელი

კვლევის ტიპი ულტრასონი UP50H
HAp სინთეზის მეშვეობით ულტრაბგერითი Sol-Gel მარშრუტი
Ultrasonically დაეხმარა sol-gel მარშრუტი სინთეზი nanostructured HAp ნაწილაკების:
მასალა:
– რეაქციენტები: კალციუმის ნიტრატი Ca (NO3)2, დე-ამონიუმის წყალბადის ფოსფატი (NH4)2HPO4, ნატრიუმის ჰიდროქსიდი NaOH;
– 25 მლ ტესტერი
- დაითხოვოს Ca (NO3)2 და (NH4)2HPO4 გაჟღენთილი წყალში (მოლარის თანაფარდობა კალციუმის ფოსფორისთვის: 1.67)
- დაამატეთ NaOH- ს გადაწყვეტა, რათა შეინარჩუნოთ pH 10-ის გარშემო.
- ულტრაბგერითი მკურნალობა UP100H (sonotrode MS10, ამპლიტუდის 100%)
- ჰიდროთერმული სინთეზები ჩატარდა 150 ° C ზე ელექტრო ღუმელში 24 საათის განმავლობაში.
- მას შემდეგ, რაც რეაქცია, კრისტალური HAp შეიძლება მოსავალს ცენტრიფუგირება და სარეცხი ერთად deionized წყალი.
- მიღებული HAp ნანოპურის ანალიზი მიკროსკოპით (SEM, TEM,) და / ან სპექტროსკოპიით (FT-IR). სინთეზირებული HAp ნანონაწილაკები აჩვენებენ მაღალ კრისტალურობას. სხვადასხვა მორფოლოგია შეიძლება დაკვირვებაზე დამოკიდებულების მიხედვით. ხანგრძლივი sonication შეიძლება გამოიწვიოს ერთიანი HAp nanorods მაღალი ასპექტის რაციონი და ულტრა მაღალი crystallinity. [cp. მანაფი და სხვები. 2008]
HAp- ს მოდიფიკაცია
მისი brittleness გამო, განცხადების სუფთა HAp შეზღუდულია. მატერიალურ კვლევებში ბევრმა ძალისხმევა შეიმუშავა HAp- ის პოლიმერების მიერ, რადგან ბუნებრივი ძვალი შედგენილია ნატო-ს ზომის, ნემსის მსგავსი HAp კრისტალებისგან (ანგარიშების დაახლოებით 65wt%). ულტრაბგერითი დახმარების მოდიფიკაცია HAp და შემადგენლობა კომპოზიტების გაუმჯობესებული მატერიალური მახასიათებლები გთავაზობთ მრავალფეროვანი შესაძლებლობები (იხ. რამდენიმე მაგალითი ქვემოთ).
პრაქტიკული მაგალითები:
ნანო- HAp- ის სინთეზი
ჟანტინი-ჰიდროქსიპატიტის სინთეზი (გელ-ჰოპი)
მთელი ხსნარი გამოცხადდა 1 სთ. PH- ის მნიშვნელობა შემოწმდა და შენარჩუნდა pH 9 – ზე მუდმივად, ხოლო Ca / P თანაფარდობა კორექტირებულია 1.67 – მდე. თეთრი ნალექის ფილტრაცია მიღწეული იქნა ცენტრიფუგიით, რის შედეგადაც სქელი ნაკლი იყო. სხვადასხვა ნიმუშები სითბოს დამუშავდნენ მილის ღუმელში 2 სთ ტემპერატურაზე 100, 200, 300 და 400 ° C ტემპერატურაზე. ამრიგად, მიღებული იქნა Gel-HAp ფხვნილი მარცვლოვანი ფორმით, რომელიც დაფქული იქნა წვრილ ფხვნილზე და ხასიათდება XRD, FE-SEM და FT-IR. შედეგები აჩვენებს, რომ რბილი ულტრასონოგრაფია და ჟელატინის არსებობა HAp ზრდის ფაზაში, ხელს უწყობს დაბალ ადჰეზიას - ამით ხდება მცირედი და წარმოქმნის Gel-HAp ნანო-ნაწილაკების რეგულარული სფერული ფორმის. რბილი სონიკატი ხელს უწყობს ნანო ზომის გელ – ჰას ნაწილაკების სინთეზს ულტრაბგერითი ჰომოგენიზაციის ეფექტის გამო. ჟელატინიდან ამიდ და კარბონილის სახეობები შემდგომში მიმაგრებულია HAp- ის ნანო-ნაწილაკებში ზრდის ფაზის განმავლობაში, სონოქიმიურად დახმარებული ურთიერთქმედების გზით.
[ბრუნდები და სხვები 2011]
ტიტანის თრომბოციებზე HAp- ის შეყვანა
ვერცხლისფერი დაფარული HAp

მაგნიტური სადგურისა და ულტრასონისტების დაყენება UP400S იყო გამოყენებული ვერცხლისფერი დაფარული Hap მომზადება [Ignatev et al 2013]
ჩვენი მძლავრი ულტრაბგერითი მოწყობილობა საიმედო ინსტრუმენტია ნაწილაკების მკურნალობა ქვე-მიკრონი და ნანო ზომის დიაპაზონში. თუ გსურთ, რომ კვლევის მიზნებისთვის მცირე მილების სინთეზირება, დაშლა ან ფუნქციონირება მოახდინოს ნაწილაკების ფუნქციონირება ან საჭიროა ნანო-ფხვნილი მოზარდების მაღალი მოცულობის მკურნალობა კომერციულ წარმოებაში – Hielscher გთავაზობთ სათანადო ულტრაბგერითი თქვენს მოთხოვნებს!

ულტრაბგერითი ჰომოგენიზატორი UP400S
ლიტერატურა / ლიტერატურა
- ბრუნდები, რ.კ. ჯინაგი, ზ.-ტ., ჩაპმანი, პ .; ლე, X.-T .; Mondinos, N .; Fawcett, D .; Poinern, GEJ (2011): ულტრაბგერითი თერმულად მოხმარებული სინთეზი ნანო ჰიდროქსიაპატიტთან დილუტ ჟელატინის ეფექტი. ულტრაბგერითი. Sonochem. 18, 2011. 697-703.
- ცენგიზი, ბ .; გოკესი, ი .; ილდიზი, ნ .; აქტასი, ზ .; Calimli, A. (2008): Hydroyapatite nanoparticles- ის სინთეზი და დახასიათება. კოლოიდები და ზედაპირები: ფიზიკოქიმი. Eng. ასპექტები 322; 2008. 29-33.
- იგნატევი, მ .; რიბაკ, ტ .; Colonges, G .; შარფში, ვ .; Marke, S. (2013): პლაზმური სპრეირებული ჰიდროქსიპატიტის საიზოლაციო ვერცხლის ნანონაწილაკები. ატატა მეტალურგიკა სლავოკა, 19/1; 2013. 20-29.
- ივეტიკა, მ .; რადულოვიჩი, ა .; იგნავატოვიჩი, ნ. მიტრიპი, მ. Uskoković, D. (2009): პოლიტექნიკური კონტროლირებადი (d, l-lactide-co-glycolide) / ჰიდროქსიპატიტის ძირითადი- shell nanospheres ქვეშ ულტრაბგერითი დასხივება. ბიომეტრია 5/1; 2009. 208-218.
- კუშრინი, ე .; პუდჯასტუტი, AR; ასტუტინზინგსი, ს. ჰარჯანტო, ს. (2012): ულტრაბგერითი და სპრეის გაშრობის კომბინაციის მეთოდების გამოყენებით მსხვილფეხა რქოსანი პირუტყვიდან ჰიდროქსიპატატის მომზადება. Intl. Conf. ქიმიურ, ბიოლოგიურ-ქიმიურ და გარემოსდაცვითი მეცნიერებების შესახებ (ICBEE'2012) სინგაპური, 2012 წლის 14-15 დეკემბერი.
- მანაფი, ს. ბადიეი, შ. (2008): ნანო-ჰიდროქსიაპატიტის კრისტალური ინტენსივობის ეფექტი სველი ქიმიური მეთოდით. ირ J Pharma Sci 4/2; 2008. 163-168
- ოჟუკილ კოლატა, ვ .; ჩენკი, ქ. კროსტაბ, რ .; ლუიტენ, ჯ. ტრენბაბ, კ .; მულენენს, ს. ბოკაქციინი, AR; Clootsb, R. (2013): AC წინააღმდეგ DC Electrophoretic დეპოზიციის Hydroxyapatite ტიტანის. ევროპის კერამიკის საზოგადოება 33; 2013. 2715-2721.
- პოინერნი, GEJ; ბრუნდები, რ.კ. ლე ლე, X .; Fawcett, D. (2012): Porous კერამიკული მექანიკური თვისებები გამომუშავებული მყარი ქსოვილის საინჟინრო განაცხადების ჰიდროქსიაპატიტის 30 ნმ ზომის ნაწილაკების დაფუძნებული ფხვნილიდან. American Journal of Biomedical Engineering 2/6; 2012. 278-286.
- პოინერნი, GJE; ბრუნდავანამი, რ .; Thi Le, X .; ჯორჯევიჩი, ს .; პროკიჩი, მ .; Fawcett, D. (2011): თერმული და ულტრაბგერითი გავლენა ნანომეტრის მასშტაბის ჰიდროქსიაპატიტის ბიო-კერამიკის ფორმირებაში. ნანომედიცინის საერთაშორისო ჟურნალი 6; 2011. 2083–2095.
- პოინერნი, GJE; ბრუნვანავა, რკ; Mondinos, N .; Jiang, Z.-T. (2009): ნანოჰიდროქსიაპატიტის სინთეზი და დახასიათება ულტრაბგერითი დახმარების მეთოდით. ულტრაბგერითი სონოქიმია, 16/4; 2009. 469- 474.
- სოიპანი, I .; მელ, მ .; რებაშ, ს. ხალიდი, კ.ა: (2007): პარაზირებული ჰიდროქსიპატიტი ხელოვნური ძვლის გამოყენებისათვის. მეცნიერებისა და ტექნოლოგიების Advanced მასალები 8. 2007. 116.
- Suslick, KS (1998): ქიმიური ტექნოლოგიის კირქ-ოთერმა ენციკლოპედია; მე -4 ედ. ჯ. ვილე & შვილები: ნიუ-იორკი, Vol. 26, 1998. 517-541.

ულტრაბგერითი მოწყობილობა UIP1500hd ერთად ნაკადის გზით reactor