Sono-síntesis nano — hidroxiapatita

Ar hidroxiapatita (xi wa HAp) ge 'nar cerámica bioactiva xi frecuentada ko ar ngäts'i médicos nu'bya ár estructura ar similar da hñei ar óseo. Síntesis asistida ya ultrasonidos (sonosíntesis) ar hidroxiapatita ge 'nar técnica exitosa pa producir HAp nanoestructurado ko ya mäs altos estándares hño. Ar ruta ultrasónica permite producir HAp nanocristalinos, nja'bu ngu partículas modificadas, ngu, nanoesferas núcleo ne compuestos.

Hidroxiapatita: 'nar mineral versátil

Ar hidroxiapatita wa hidroxiapatita (HAp, 'nehe xi) ge 'nar dets'e mineral xi apatita cálcica ko ar fórmula Ca₅(PO₄)₃(O). Pa denotar da celda unitaria ya xito comprende yoho ya entidades, nu'bu̲ da nthe̲hu̲ 'ra ar gi 'yot'i Ca₁₀(PO₄)₆(O)₂. Ar hidroxiapatita ge ar Maxte final ar hidroxilo ar complejo ya hmunts'i ja ya apatitas. Ar ion o — to da reemplazado ya fluoruro, cloruro wa carbonato, produciendo fluorapatita wa ya clorapatita. Cristaliza jar ko ya cristalino hexagonal. Ar HAp ar pädi ngu ya he̲'mi óseo, ya da asta ar 50% jar be̲xu ar hueso ge 'nar dets'e modificada hidroxiapatita.
Jar 'ñithi, ar HAp poroso nanoestructurado ge 'nar hñei interesante pa ár nt'ot'e huesos nzaxthi. Nu'bya ár hño biocompatibilidad ar contacto óseo ne ár composición química similar jar hñei ar óseo, ar cerámica porosa HAp xi encontrado 'nar enorme njapu'befi jar aplicaciones biomédicas, incluida ar regeneración tejido óseo, ar proliferación celular ne ár ntsuni fármacos.
"Jar ingeniería tejidos óseos ar xi 'yot'e ar Ts'ut'ubi ngu ya he̲'mi relleno pa defectos óseos ne aumentos, he̲'mi injerto óseo artificial ne cirugía revisión prótesis." Mextha ár superficie conduce 'nar excelente osteoconductividad ne reabsorción, proporcionando 'nar rápido crecimiento óseo". [Soypan et jar el. 2007] Ir xingu implantes modernos gi 'bu̲hu̲ recubiertos ko ya hidroxiapatita.
Gi nt'ot'e prometedora ar hidroxiapatita microcristalina ge ár njapu'befi ngu “Nju̲ts'i huesos” Ar suplemento ko absorción mäs xi ngu jar comparación ko ar calcio.
'Nehe ár njapu'befi ngu ya he̲'mi ma huesos ne ts'i, bí xi tingigi mbo ma'ra aplicaciones HAp jar catálisis, producción fertilizantes, komongu compuesto jar productos farmacéuticos, ja ya aplicaciones cromatografía proteínas ne procesos ar ar nt'ot'e ya dehe.

Ultrasonido nts'edi: efectos ne impacto

Ar sonicación ar pede komongu proceso ja ar gi japu̲'be̲fi 'nar hwähi acústico, nä'ä da acopla 'nar made líquido. Ya ondas ultrasónicas propagan ja ar líquido ne producen ciclos alternos mextha ne xí hñets'i'i presión (compresión ne rarefacción). Nxoge ar fase rarefacción emergen t'olo burbujas vacío wa vacíos jar líquido, da crecen a lo largo de varios ciclos mextha ne xí hñets'i'i presión asta ar burbuja Hindi tsa̲ da absorber mäs energía. Xí fase, ya burbujas implosionan violentamente Nxoge 'nar fase compresión. Nxoge ar colapso ar burbuja, bí libera 'nar Nar dätä hño yá 'bede ya energía ja ya ondas choque, altas temperaturas (aprox. 5.000 ë) ne presiones (aprox. 2.000 atm). 'Nehe, nuya "puntos mañä" ar caracterizan ya velocidades ar enfriamiento xi altas. Ar implosión ar burbuja 'nehe xta lugar da chorros líquido asta 280 m/s ar velocidad. Nuna ar fenómeno bí denomina ar cavitación.
Nu'bu̲ gi ndu extremas, da generan Nxoge ar colapso ya burbujas cavitación, bí expanden ar made sonicado, ja ya partículas ne ya gotas mi handi afectadas – nä'ä resulta ja 'nar colisión ja ya partículas ja modo da ar sólido da 'wagi. Ar nuna modo, bí logra ar reducción ar tamaño ya partículas, komongu ar molienda, ar desaglomeración ne ar dispersión. Ya partículas ar xi diminutar jar tamaño submicrónico ne ar nanométrico.
'Nehe ya efectos mecánicos, potente sonicación to da t'ot'e radicales libres, tu̲ki ar moléculas ne ar activar ya superficies ya partículas. Nuna ar fenómeno ar pädi Honja sonoquímica.

Sonosíntesis

'Nar nt'ot'e ultrasónico ar suspensión xta komongu ar nt'uni partículas xi finas ko 'nar NTHEGE uniforme, ja modo da bí crean mäs sitios nucleación pa ar precipitación.
Ya partículas ar HAp sintetizadas ya ultrasonidos muestran 'nar me̲ti za̲ ár nthe̲ aglomeración. Ar zu'we tendencia ma aglomeración HAp sintetizada ya ultrasonidos ma confirmada, ngu, ir nge ar análisis FESEM (Field Emission Scanning Electron Microscopy) ar Poinern et jar ar. (2009).

Ya ultrasonidos asisten ne promueven ya reacciones químicas ya cavitación ultrasónica ne yá efectos físicos da influyen Hmunts'i jar morfología ya partículas Nxoge ar fase crecimiento. Ya ndu'mi ventajas ar ultrasonicación da xta lugar jar nt'ot'e mezclas ar reacción superfinas ya

1) aumento ar velocidad reacción,
(2) disminución ya pa procesamiento
(3) 'nar mejora Nxoge jar njapu'befi nt'ot'e xi hño ya ar energía.

Poinern et jar el. (2011) desarrollaron 'nar ruta química húmeda nä'ä gi japu̲'be̲fi nitrato calcio tetrahidratado (Ca [NO3]2 · 4H2O) y dihidrógeno fosfato de potasio (KH2PO4) como reactivos principales. Pa ar control ár hmädi pH Nxoge ar síntesis, ar añadió hidróxido amonio (NH4OH).
Procesador ultrasonido mar 'nar UP50H (50 w, 30 kHz, Sonotrodo MS7 ko 7 mm diámetro) ar Hielscher Ultrasonics.

Hidroxiapatita ar calcio dispersada ya ultrasonidos

Hidroxiapatita ar calcio reducida ne dispersada ya ultrasonidos

Pasos ar síntesis nano — HAP:

'Nar njäts'i ya 40 mL 0, 32M ca (HI'NÄ₃)₂ · 4 H₂Wa hyoki jar pequeño 'nar Baso ar precipitados. Tso̲kwa continuación, pH ár njäts'i ar ajustó da 9,0 ko aproximadamente 2,5 mL ar NH₄O. Ár njäts'i bí sonicó ko ar UP50H ya ar 100% ar amplitud Nxoge 1 ora.
Ar ngäts'i ar ndui ora, 'nar njäts'i ya 60 mL 0, 19M [KH]₂PO₄] ar añadió lentamente gota tso̲kwa gota jar ndui ár njäts'i Mente sometía 'nar ñoho ora irradiación ultrasónica. Nxoge ar proceso mezcla, da comprobó ár hmädi pH ne da mantuvo jar 9, mente ke ar nthe Ca yá hne da mantuvo jar 1,67. Tso̲kwa continuación, ár njäts'i bí filtró ir nge ya centrifugación (~2000 g), tras nä'ä ar precipitado blanco resultante ar dosificó jar ndunthe muestras pa ár nt'ot'e térmico.
'Bu̲i Kwä ultrasonidos jar ar nt'ot'e ar síntesis previo 'na ar nt'ot'e térmico pe̲ts'i 'nar influencia significativa jar formación ya precursores iniciales partículas nano — HAP. 'Me̲hna ar da ja da tamaño partícula xi relacionado jar nucleación ne ár hmu ar crecimiento ar hñei, mbi ár japi xi relacionado ko ár 'mui supersaturación mbo jar fase líquida.
'Nehe, tanto tamaño partícula ngu ár morfología xi ga ar Hmunts'i influenciados Nxoge nuna ar proceso síntesis. Ntsoni aumentar ár nts'edi ultrasonido 0 50W mostró ke mar tsa̲ ga disminuir ar tamaño partícula 'bu̲ 'be̲tho ar nt'ot'e térmico.
Aumento ár nts'edi ultrasónica utilizada pa irradiar ar líquido indicaba ke ar mi produciendo 'nar dätä 'bede ya burbujas yá cavitaciones. 'Me̲hna, da ár 'nagi, produjo mäs sitios nucleación ne, komongu ar nt'uni, ya partículas formadas mi 'be̲ni nuya sitios ya mäs t'olo. 'Nehe, ya partículas expuestas períodos mäs largos irradiación ultrasónica muestran menos aglomeración. Ya datos posteriores FESEM xi confirmado ar reducción ar aglomeración partículas nu'bu̲ ar utilizan ultrasonidos Nxoge ar proceso síntesis.
Ya partículas nano — HAp jar rango tamaño nanométrico ne morfología esférica ar produjeron utilizando 'nar técnica precipitación química húmeda jar 'bu̲i Kwä ultrasonidos. Ar comprobó da estructura ar cristalina ne ar morfología ya polvos nano — HAP da t'ot'e 'na depende dige ár nts'edi fuente irradiación ultrasónica ne ár 'mefa ár njäts'i Tange'u ár nt'ot'e térmico utilizado. Mar evidente mi 'bu̲i Kwä ultrasonidos jar proceso síntesis promovía reacciones ya químicas ne ya efectos físicos da 'mefa producían ya polvos ultrafinos nano — HAp 'mefa ár nt'ot'e ar térmico.

Ultrasonidos continuos ko 'nar célula flujo vidrio

Sonicación ja 'nar cámara reactor ultrasónico

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Hidroxiapatita:

Ya principal mineral ar inorgánico ar fosfato calcio
Mextha biocompatibilidad
biodegradabilidad lenta
osteoconductor
Hindi tóxico
Hindi inmunogénico
Ar tsa̲ da combinar ko polímeros y/o vidrio
Hño estructura absorción, matriz pa ma 'ra ya moléculas
Excelente sustituto óseo

Ya homogeneizadores ultrasónicos ya potentes bo̲jä nu'u̲ pa sintetizar ne funcionalizar partículas, komongu ar HAp

ultrasonido ar klase sonda UP50H

Síntesis ar HAp a través de ar ruta ultrasónica Sol-Gel

Ruta sol-gel asistida ya ultrasonidos pa ar síntesis partículas HAp nanoestructuradas:
Hñei:
– reactivos: Nitrato calcio Ca (HI'NÄ₃)₂, hidrogenofosfato diamónico (NH₄)₂HPO₄, Hidroóxido sodio NaOH;
– Tubo ensayo 25 ml

Disolver Ca (HI'NÄ₃)₂ ne (NH₄)₂HPO₄ jar dehe destilada (nthe molar calcio yá fósforo: 1,67)
Agregue 'naxtu̲i ar NaOH da ár njäts'i pa da zeti ár pH mi 'be̲ni ar 10.
Ár nt'ot'e ultrasónico ko 'nar UP100H (sonotrodo MS10, amplitud 100%)

Las síntesis hidrotermales se realizaron a 150°C durante 24 h en horno eléctrico.
'Mefa xta reacción, ar HAp cristalino ar tsa̲ da cosechar ya centrifugación ne lavado ko ar dehe desionizada.
Análisis nanopolvo HAp obtenido ya microscopía (SEM, TEM,) y/o espectroscopía (FT — ga). Ya nanopartículas ar HAp sintetizadas muestran mextha 'nar cristalinidad. Ar tsa̲ da observar 'nar morfología diferente ir nge ar pa sonicación. 'Nar sonicación mäs prolongada to uni lugar da nanovarillas HAp uniformes 'nar mextha nthe aspecto ne 'nar cristalinidad ultra mextha. [cp. Manafi et jar el. 2008]

Nyokwi nthoki HAp

Nu'bya ár fragilidad, ár nt'ot'e HAp binu ar limitada. Ja ár nthoni materiales, ar xi realizado xingu ya ts'edi pa da modificar ar HAp ir nge ya polímeros, ya ke ar hueso xi ge 'nar compuesto formado principalmente ya cristales HAp tamaño nanométrico ja ya aguja (o̲t'e aproximadamente ar 65% jar) be̲xu ja ar hueso). Kadu asistida ya ultrasonidos ar HAp ne ar síntesis materiales compuestos ko características hñei mejoradas ofrecen múltiples posibilidades (ga ar 'ra ya ejemplos tso̲kwa continuación).

Ejemplos prácticos:

Síntesis nano — HAp

Ja ar estudio Poinern et jar ar. (2009), 'nar Hielscher UP50H Ar ultrasonido ar klase sonda ar utilizó ko éxito pa ar sonosíntesis HAp. Ko ar aumento ar energía ultrasónica, tamaño ya partículas ya cristalitos HAp disminuyó. Ar hidroxiapatita nanoestructurada (HAp) da hyoki ir nge 'nar técnica precipitación húmeda asistida ya ultrasonidos. Ca (HI'NÄ₃) ne KH₂₅PO₄ werde utilizado ngu ya he̲'mi principal ne NH₃ komongu ar precipitador. Precipitación hidrotermal jár irradiación ultrasónica umbi lugar da partículas HAp tamaño nanométrico ko 'nar morfología esférica jar rango tamaño nanométrico (aprox. 30 nm ± 5%). Poinern ne yá colaboradores bí dini ke ar síntesis sonohidrotermal mar 'nar ruta bojä ko 'nar xí nze̲di mfeni ya ampliación pa ar producción yá 'ma.

Síntesis gelantina — hidroxiapatita (Gel — HAp)

Brundavanam ne yá colaboradores xi preparado ko éxito 'nar compuesto gelantina — hidroxiapatita (Gel — HAp) ja ya sonicación suaves. Pa ar nt'ot'e gelantina — hidroxiapatita, ar xi disuelto completamente 1 g gelatina jar 1000 ml ar dehe MilliQ ma 40 °C. tso̲kwa continuación, bí añadieron 2 ml ár njäts'i ya gelatina thoki ja ar Ca2 +/NH₃ mezcla. Ar mezcla ar sonicó ko 'nar UP50H ultrasonido (50W, 30kHz). Nxoge jar sonicación, 60 ml 0,19 M KH₂PO₄ ar agregaron gotamente 'na jar mezcla.
Nga̲tho ár njäts'i bí sonicó Nxoge 1 ora. Ár hmädi pH ar controló ne ar mantuvo pH 9 nzäm'bu ne ar nthe Ca yá hne ar ajustó da 1,67. Ar filtración ar precipitado blanco da logró ya centrifugación, nä'ä umbi komongu ar nt'uni 'nar suspensión espesa. Diferentes muestras ma tratadas térmicamente ja 'nar horno tubular Nxoge 2 h da temperaturas ar 100, 200, 300 ne 400°C. Ar nuna modo, bí obtuvo 'nar polvo Gel — HAp jar granular, da molió asta convertir ar ja 'nar polvo fino ne da caracterizó ya XRD, nt'eme — SEM ne FT — ga. Ya resultados muestran ne ar ultrasonicación leve ne 'bu̲i Kwä gelatina Nxoge ar fase crecimiento ar HAp promueven 'nar me̲ti adhesión, nä'ä xta lugar ma 'nar nt'ot'e esférica mäs t'olo ne regular ya nanopartículas Gel — HAp. Leve sonicación ayuda ar síntesis partículas Gel — HAp ar tamaño nanométrico nu'bya ya efectos homogeneización ultrasónica. Ya especies amida ne carbonilo ar gelatina bí adhieren 'mefa ja ya nanopartículas HAp Nxoge ar fase crecimiento ir nge 'nar interacción asistida ya sonoquímica.
[Brundavanam et jar el. 2011]

Deposición ar HAp jar plaquetas titanio

Ozhukil Kollatha et jar ar. (2013) xi recubierto placas Ti ko ya hidroxiapatita. 'Bu̲ 'be̲tho ar deposición, ar suspensión HAp ar homogeneizó ko 'nar UP400S (Dispositivo ultrasónico ar 400 vatios ko bocina ultrasónica H14, pa sonicación 40 ya 'na̲te ya mfe̲ts'i ja ar 75% ar amplitud).

HAp recubierto ár t'axi

Ignatev ne colaboradores (2013) desarrollaron 'nar nt'ot'e biosintético ja ar depositaron nanopartículas ár t'axi (AgNp) dige HAp pa da 'nar recubrimiento HAp ko propiedades antibacterianas ne disminuir ntsoni ar citotóxico. Pa ar desaglomeración ya nanopartículas ár t'axi ne ár sedimentación ar hidroxiapatita, 'nar Hielscher UP400S ar utilizó.

'Nar configuración ya agitador magnético ne ultrasonido UP400S utilizó pa jar nt'ot'e Hap recubierto ár t'axi [Ignatev et ar 2013]

HMUNTS'UJE potentes dispositivos ultrasónicos ya bo̲jä nu'u̲ fiables pa japi partículas jar rango tamaño submicrónico ne ar nanométrico. Ya mfaxte da desee sintetizar, dispersar wa funcionalizar partículas jar tubos t'olo ko ar ngäts'i nthoni wa da necesite japi ar dätä volúmenes lodos nanopolvo pa ar producción yá 'ma – Hielscher ofrece ar ultrasonido mfädi pa yá ndu.

Homogeneizador ultrasónico UP400S

Bibliografía yá Referencias

Brundavanam, R. ë.; Jinag, Z.-T., Chapman, hne.; Bí, X.-T.; Mondinos, N.; Fawcett, D.; Poinern, G. E. J. (2011): ntsoni gelatina diluida ar síntesis ultrasónica asistida térmicamente nano ar hidroxiapatita. Ultrasonidos. Sonochem. 18, 2011. 697-703.
Cengiz, b; Gokce, ne.; Yildiz, N.; Aktas, Z.; Calimli, A. (2008): Síntesis ne caracterización nanopartículas hidroyapatita. Coloides ne superficies A: Fisicoquímica. Ing. 'na'ño instituto 322; 2008. 29-33.
Ignatev, M.; Rybak, T.; Colonges, G.; Scharff, W.; Marke, S. (2013): Recubrimientos ar hidroxiapatita rociados ko plasma ko nanopartículas ár t'axi. Acta Metalúrgica Slovaca, 19 yá 1; 2013. 20-29.
Jevtića, M.; Radulovićc, A.; Ignjatovića, N.; Mitrićb, M.; Uskoković, D. (2009): Ensamblaje controlado de nanoesferas de núcleo-cáscara de poli(d,l-lactida-co-glicólido) /hidroxiapatita bajo irradiación ultrasónica. Acta Biomaterialia 5 yá 1; 2009. 208–218.
Kusrini, ne.; Pudjiastuti, A. R.; Astutiningsih, S.; Harjanto, S. (2012): Nt'ot'e hidroxiapatita a partir de hueso bovino ir nge ya nt'ot'e combinados secado ultrasónico ne ya pulverización. Conferencia ja ya Ximhai Ciencias Químicas, Bioquímicas ne Ambientales (ICBEE 'nar 2012) Singapur, 14 — 15 ar Disyembre ar 2012.
Manafi, S.; Badiee, S.H. (2008): ntsoni ya ultrasonidos ar cristalinidad ar nano — hidroxiapatita ir nge ar nt'ot'e químico nxa. Ma J Pharma Sci 4 yá 2; 2008. 163-168
Ozhukil Kollatha, V.; Chenc, Q.; Clossetb, R.; Luytena, J.; Trainab, ë.; Mullensa, S.; Boccaccinic, A. R.; Clootsb, R. (2013): Deposición electroforética CA hä CC hidroxiapatita dige ar titanio. Revista ar 'mu̲i Europea ar Cerámica 33; 2013. 2715–2721.
Poinern, G.E.J.; Brundavanam, R.K.; Thi bí, X.; Fawcett, D. (2012): Ya propiedades mecánicas 'nar cerámica porosa derivada 'nar polvo hidroxiapatita a base de partículas 30 nm pa posibles aplicaciones ingeniería tejidos duros. Revista Americana Ingeniería Biomédica 2 yá 6; 2012. 278-286.
Poinern, G.J.E.; Brundavanam, R.; Thi bí, X.; Djordjevic, S.; Prokic, M.; Fawcett, D. (2011): Influencia térmica ne ultrasónica jar formación biocerámica hidroxiapatita escala nanométrica. Revista ja ya Nanomedicina 6; 2011. 2083–2095.
Poinern, G.J.E.; Brundavanam, R.K.; Mondinos, N.; Jiang, Z.-T. (2009): síntesis ne caracterización nanohidroxiapatita ir nge ya nt'ot'e asistido ya ultrasonidos. Sonoquímica ultrasónica, 16 4; 2009. 469- 474.
Soja, I.; Mel, M.; Ramesh, S.; Khalid, K.A: (2007): Hidroxiapatita porosa pa aplicaciones hueso artificial. Ciencia ne Tecnología Materiales Avanzados 8. 2007. 116.
Suslick, ë. S. (1998): Enciclopedia Kirk — Othmer ar Tecnología Química; 4ª Ed. J. Wiley & Bätsi: Nueva York, Vol. 26, 1998. 517-541.

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