Synteza sono-Nano-hydroksyapatytu
Hydroksyapatyt (HA albo HAP) jest dużym natężeniu bioaktywny ceramiczne dla celów medycznych ze względu na podobnej strukturze do materiału kostnego. Wspomagane ultradźwiękami syntezy (sono-synteza), hydroksyapatyt jest skuteczne techniki do wytwarzania nanostrukturalnych HAP przy najwyższych standardów jakości. Ultradźwiękowy droga umożliwia wytworzenie nanokrystalicznych HAP, a także modyfikowane cząsteczki, np nanosfery rdzeń-powłoka, i kompozyty.
Hydroksyapatytu: Uniwersalny mineralne
W medycynie, nanostrukturalnych porowatych HAp jest interesującym materiałem do zastosowania sztucznej kości. Ze względu na dobrą biozgodność z kontakcie kości i jego skład chemiczny podobny do materiału kostnego, porowate HAp ceramiczny znalazła ogromne zastosowanie w zastosowaniach biomedycznych oraz regeneracji tkanki kostnej, proliferację komórek i dostarczania leków.
„W inżynierii tkankowej kości został zastosowany jako materiał wyjściowy do ubytków kostnych oraz augmentacji kości tworzywa sztucznego przeszczepu i zabiegu zmiany wypełniania protezy. Jego wysoka powierzchnia prowadzi do doskonałej osteoconductivity i resorpcji zapewniając szybki wrastania kości. „[Soypan et al. 2007] Tak więc, wiele nowoczesnych implantów są pokryte hydroksyapatytu.
Innym obiecującym stosowanie mikrokrystaliczna hydroksyapatytu jest jego zastosowanie jako “kości budynek” uzupełnić doskonałą absorpcję w stosunku do wapnia.
Oprócz zastosowania jako materiał do naprawy kości i zębów, inne aplikacje HAP można znaleźć w katalizie, produkcji nawozów, jako związek produktów farmaceutycznych w zastosowaniach w chromatografii białkowej, i sposobów uzdatniania wody.
Moc Ultradźwięki: Efekty i Impact
Kiedy te skrajne siły, które są generowane podczas upadku oft he pęcherzyki kawitacji rozwinąć w dźwiękami medium cząstki i kropelki są dotknięte – w wyniku zderzenia między cząstkami tak, że stały rozbicia. W ten sposób, zmniejszenie wielkości cząstek, takie jak mielenie, deaglomeracji i dyspersji osiągnięty. Cząstki mogą być diminuted do submicron- i nano-rozmiaru.
Oprócz efektów mechanicznych, mocny sonikacja może tworzyć wolne rodniki, cząsteczki, ścinania i aktywować powierzchnię cząstek. Są Zjawisko to znane jest jako sonochemii.
Sono syntezę
Działaniem ultradźwięków z papki w bardzo drobnych cząstek o równomiernym rozkładzie tak, że kolejne miejsca zarodkowania dla wytrącania są tworzone.
Cząstki otrzymane w HAp ultradźwiękami wykazują zmniejszony poziom scalenia. Im mniejsza skłonność do aglomeracji ultradźwiękowo syntetyzowany HAP potwierdzono np przez FESEM (polową Scanning Electron Microscopy) Analiza Poinern i in. (2009).
pomaga ultradźwiękowe i promuje reakcje chemiczne przez kawitacji ultradźwiękowej i jego wpływ fizyczne, które bezpośrednio wpływają na morfologię cząstek w fazie wzrostu. Główne zalety wynikające z ultradźwiękami przygotowania mieszanin reakcyjnych są Superfine
- 1) zwiększenie szybkości reakcji,
- 2) skrócony czas obróbki
- 3) ogólną poprawę efektywnego wykorzystania energii.
Poinern i in. (2011) opracowali drogą chemicznej na mokro, która wykorzystuje tetrahydratu azotanu wapnia (Ca [NO3] 2 ° 4H2O) i diwodorofosforanu potasu (KH2PO4) jako głównych reagentów. Do kontroli wartości pH w trakcie syntezy, dodano wodorotlenek amonu (NH4OH).
Procesor ultradźwięków był UP50H (50 W, 30 kHz MS7 Sonotroda w średnicy / 7 mm) Hielscher ultradźwięków.
Etapy syntezy nanocząstek HAP:
40 ml roztworu 0,32 M Ca (NO3)2 · 4 ः2O wytwarza się w małej zlewce. PH roztworu doprowadzono do 9,0 za pomocą około 2,5 ml NH4O. Roztwór poddawano działaniu ultradźwięków z UP50H przy ustawieniu 100% amplitudy przez 1 godzinę.
Na koniec pierwszej godziny roztwór 60 ml 0.19M [KH2PO4] Następnie powoli dodano kroplami do pierwszego roztworu, w trakcie drugiego godzinę ultradźwięków. Podczas procesu mieszania, a wartość pH sprawdza się i utrzymuje na 9, podczas gdy stosunek Ca / P utrzymywano na poziomie 1,67. Następnie roztwór sączy się przez odwirowanie (~ 2000 g), po czym uzyskany biały osad proporcjonalną do liczby próbek w przypadku obróbki cieplnej.
Obecność ultradźwięków w procedurze syntezy przed obróbką cieplną ma znaczący wpływ na formowanie początkowych prekursory cząstek Nano-HAP. Jest to w związku z czym wielkość cząstek związanych zarodkowania i typu wzrostu z materiału, który z kolei jest związany ze stopniem przesycenia w fazie ciekłej.
Ponadto, zarówno wielkość cząstek i morfologię można bezpośrednio wpływa w procesie syntezy. Wpływ zwiększania mocy ultradźwięków od 0 do 50 W wykazały, że jest możliwe, aby zmniejszyć rozmiar cząstek, przed obróbką cieplną.
Wzrastająca moc ultradźwiękowa wykorzystywane do napromieniowywania cieczowej wykazała, że większe ilości pęcherzyków / kawitacja były produkowane. To z kolei wytwarza więcej miejsc nukleacji w wyniku czego cząsteczki utworzone wokół tych miejsc są mniejsze. Ponadto cząstki narażone na dłuższe okresy ultradźwięków wykazują mniejsze aglomeracji. Pozostałe dane FESEM potwierdziła zmniejszonej aglomeracji cząstek, gdy ultradźwięki stosuje się w procesie syntezy.
nanocząsteczki HAp w zakresie wielkości nanometrycznej i morfologii sferycznej wytworzono stosując techniki wytrącania mokrej chemicznej w obecności ultradźwięków. Ustalono, że struktura krystaliczna i morfologii otrzymanych proszków nano-HAP zależy od energii ultradźwiękowej źródło promieniowania, a następnie obróbce cieplnej wykorzystywane. Było oczywiste, że obecność ultradźwięków w procesie syntezy promuje reakcje chemiczne i fizyczne, które następnie powstaję Ultrafine nano- HAP proszków po obróbce cieplnej.
- Głównym mineralnego fosforanu wapnia nieorganiczny
- wysoka biozgodność
- powolny rozkład biologiczny
- osteokonduktywny
- atoksyczny
- nieimmunogenne
- można łączyć z polimerami i / lub szkło
- dobry matryca struktury absorpcji innych cząsteczek
- doskonały zamiennik kości

Sonda typu ultrasonicator UP50H
HAp Synteza poprzez ultradźwiękowe Sol-Gel trasy
Wspomagane ultradźwiękami trasy zol-żel do syntezy nanostrukturalnych cząstek HAp:
Materiał:
– Reagenty: azotan wapnia Ca (NO3)2Di-wodorofosforan amonu (NH4)2HPO4Sodu hydroxyd NaOH;
– 25 ml probówka
- Rozpuścić Ca (NO3)2 i (NH4)2HPO4 w wodzie destylowanej (stosunek molowy wapnia do fosforu: 1,67)
- Dodaj kilka NaOH do roztworu, aby zachować jej pH około 10.
- Zabieg ultradźwiękowy ze związkiem UP100H (Sonotroda MS10, Amplituda: 100%)
- Syntezy hydrotermalne prowadzono w temperaturze 150 ° C przez 24 godzin w piecu elektrycznym.
- Po zakończeniu reakcji, krystaliczną HAp mogą być zbierane przez odwirowanie i przemyto zdejonizowaną wodą.
- Analiza otrzymanego HAp nanoproszków przy użyciu mikroskopii SEM (TEM) i / lub spektroskopii (FT-IR). Zsyntetyzowane nanocząstki HAp wykazują wysoką krystaliczność. Inna morfologia można zaobserwować w zależności od czasu ultradźwięków. Dłuższe działanie ultradźwiękami prowadzi do jednolitych nanopręty HAp o wysokiej proporcji i ultra wysokiej krystaliczności. [Por. Manafi i in. 2008]
Modyfikacja HAp
Ze względu na jego kruchość, stosowanie czystego HAp jest ograniczona. W badaniach materiału, wiele czyniono wysiłki modyfikacji HAP polimerami ponieważ Kość naturalna jest składał się głównie z nanowymiarowych, igłowatych kryształów HAp (przypada około 65% wag kości). Wspomagane ultradźwiękami modyfikacji HAP i synteza kompozytów ulepszone właściwości materiałowych stwarza możliwości rozgałęźnej (patrz kilka przykładów poniżej).
Praktyczne przykłady:
Synteza nano HAp
Synteza gelantine hydroksyapatytu (żel-SZP)
Całe rozwiązanie zostało zsynchronizowane przez 1h. Wartość pH była zawsze sprawdzana i utrzymywana na poziomie pH 9, a stosunek Ca/P dostosowano do 1,67. Filtrację białego osadu uzyskano przez odwirowanie, w wyniku czego otrzymano gęstą zawiesinę. Różne próbki były poddawane obróbce cieplnej w piecu rurowym przez 2h w temperaturach 100, 200, 300 i 400°C. W ten sposób otrzymano proszek Gel-HAp w postaci granulatu, który rozdrobniono na drobny proszek i scharakteryzowano za pomocą XRD, FE-SEM i FT-IR. Wyniki wskazują, że łagodna ultrasonizacja i obecność żelatyny w fazie wzrostu HAp sprzyjają niższej przyczepności - w rezultacie czego uzyskujemy mniejszy i regularny kulisty kształt nanocząsteczek Gel-HAp. Łagodna sonizacja wspomaga syntezę nanowymiarowych cząstek Gel-HAp dzięki efektowi homogenizacji ultradźwiękowej. Gatunki amidowe i karbonylowe z żelatyny następnie łączą się z nanocząsteczkami HAp podczas fazy wzrostu poprzez interakcję wspomaganą sonochemicznie.
[Brundavanam i in. 2011]
Osadzanie HAp na tytanie płytek krwi
Silver Nano HAp

A konfiguracja mieszadła magnetycznego i ultrasonicator UP400S została użyta do przygotowania Hap srebra powlekane [Ignatev wsp 2013]
Nasze potężne ultradźwiękowe urządzenia są niezawodne narzędzia do leczenia cząstki w micron- sub i nano-wielkości zasięgu. Czy chcesz do syntezy, dyspersji lub grup funkcyjnych cząsteczki w małych rurek dla celów badawczych lub trzeba traktować duże ilości zawiesin nano-proszku do produkcji komercyjnej – Hielscher oferuje odpowiednie ultrasonicator dla Twoich potrzeb!

homogenizator ultradźwiękowy UP400S
Literatura / Referencje
- Brundavanam R. K .; Jinag, Z.-T. Chapman, P .; Le, X-T .; Mondinos, N .; Fawcett, D .; Poinern G. E. J. (2011): Effect rozcieńczonego żelatyny w ultradźwiękowej wspomaganego cieplnie syntezy nano hydroksyapatytu. Ultrason. Sonochem. 18, 2011. 697-703.
- Cengiz, B.; Gokce, Y.; Yildiz, N.; Aktas, Z.; Calimli, A. (2008): Synteza i charakterystyka nanocząsteczek hydroyapatytu. Koloidy i powierzchnie A: Fizykochemiczne. Eng. Aspekty 322; 2008. 29-33.
- Ignatev, M .; Rybak, T .; Colonges, G .; Scharff, W .; Marke, S. (2013): Plasma rozpylany Hydroxyapatite Pokrycia z nanocząstkami srebra. Acta Metallurgica Slovaca, 19/1; 2013. 20-29.
- Jevtića, M .; Radulovićc, A .; Ignjatovića, N .; Mitrićb, M .; Uskoković, D. (2009): Controlled montaż poli (D, L-laktyd-ko-glikolid) / hydroksyapatytu nanosfery rdzeń-skorupa, pod działaniem ultradźwięków. Acta Biomaterialia 5/1; 2009. 208-218.
- Kusrini E .; PUDJIASTUTI, A. R .; Astutiningsih, S .; Harjanto, S. (2012) Wytwarzanie hydroksyapatytu bydlęcej kości metodami kombinowane ultradźwiękowych i suszenie rozpyłowe. Intl. Konf. na Chemicznej, biochemicznej i Nauk o Środowisku (ICBEE'2012) Singapur, 14-15 grudnia 2012 r.
- Manafi, S .; Badiee, S.H. (2008): Wpływ ultradźwiękowej na krystaliczności Nano-hydroksyapatytu poprzez mokro Chemicznego. IR J. Pharma Sci 4/2; 2008 163-168
- Ozhukil Kollatha, V .; Chenc, P .; Clossetb R .; Luytena J .; Trainab K .; Mullensa, S .; Boccaccinic, A. R .; Clootsb, R. (2013): AC vs DC elektroforetycznego osadzania hydroksyapatytu na tytanie. Urzędowy Unii Europejskiej Towarzystwa Ceramicznego 33; 2013. 2715-2721.
- Poinern, G.E.J .; Brundavanam, R.K .; Le Thi, X .; Fawcett, D. (2012): Właściwości mechaniczne porowatego ceramicznego pochodzącego z nm Sized cząstek stałych Proszek 30 hydroksyapatytu dla potencjalnych zastosowań inżynierii tkankowej twarde. American Journal of Inżynierii Biomedycznej 2/6; 2012. 278-286.
- Poinern, G.J.E.; Brundavanam, R.; Thi Le, X.; Djordjevic, S.; Prokic, M.; Fawcett, D. (2011): Wpływ termiczny i ultradźwiękowy w tworzeniu bio-ceramiki w skali nanometrowej hydroksyapatytu. International Journal of Nanomedicine 6; 2011. 2083–2095.
- Poinern, G.J.E.; Brundavanam, R.K.; Mondinos, N.; Jiang, Z.-T. (2009): Synteza i charakterystyka nanohydroksyapatytu przy użyciu metody wspomaganej ultradźwiękami. Ultrasonics Sonochemistry, 16 /4; 2009. 469- 474.
- Soypan, I .; Mel, K .; Ramesh, S .; Khalid, K.A: (2007): porowaty hydroksyapatyt na sztucznej kości. Nauka i Technologia Advanced Materials 8. 2007. 116.
- Suslick, K. S. (1998): Kirk-Othmer Encyclopedia of Chemical Technology; 4. wyd. J. Wiley & Synowie: New York, wol. 26, 1998. 517-541.

urządzenie ultradźwiękowe UIP1500hd w reaktorze przepływowym