Sono-Sinteza nano-hidroksiapatita

Hidroksiapatit (HA ali HAP) je zelo pogosto zadržujejo bioaktivna keramika za medicinske namene zaradi podobne konstrukcije kostnina. Sinteza ultrazvočno pomaga (sono-sinteza) hidroksiapatita je uspešna tehnika za izdelavo nanostrukturo HAP pri najvišjih kakovostnih standardih. Ultrazvočni pot omogoča proizvodnjo nano-kristalni HAP kot tudi modificirani delci, npr core-shell nanosfer in kompozitov.

Sono-Sinteza

Ultrazvočni obdelava gošče v zelo finih delcev z enakomerno porazdelitvijo, tako da se ustvarijo več nukleacije mest za obarjanje.
HAP delci sintetizirane pod ultrazvokom kažejo zmanjšano raven aglomeraciji. Spodnji tendenca k aglomeraciji ultrazvočno sintetiziranega HAP bila potrjena npr z analizo FESEM (Polje emisijami vrstično elektronsko mikroskopijo) z dne Poinern sod. (2009).

Ultrazvočni pomaga in pospešuje kemijske reakcije z ultrazvokom kavitacija in njihovih fizikalnih učinkov, ki neposredno vplivajo na morfologijo delcev v fazi rasti. Glavne prednosti ultrazvoka izhajajo pripravo fina reakcijskih zmeseh

• 1) povečana hitrost reakcij,
• 2) zmanjšan čas obdelave
• 3) zaradi splošnega izboljšanja učinkovite rabe energije.

Poinern sod. (2011) so razvili mokro kemijsko pot, ki uporablja kalcijev nitrat tetrahidrat (Ca [NO3] 2 · 4H2O) in kalijevega dihidrogen fosfata (KH2PO4) kot glavni reaktantov. Za kontrolo pH vrednosti med sintezo, dodamo amonijev hidroksid (NH4OH).
Procesor ultrazvok bila UP50H (50 W, 30 kHz, MS7 sonotroda w premerom / 7 mm) iz Hielscher Ultrazvočna.

Ultrazvočno zmanjšan in razpršen kalcij-hidroksiapatit

Koraki sintezo nano HAP:

40 ml Raztopino 0.32M Ca (NI₃)₂ · 4 ः₂O pripravimo v majhni čaši. PH raztopine smo nato naravnamo na 9,0 s približno 2,5 ml NH₄OH. Raztopino sonificiramo z UP50H pri 100% nastavitev amplitudnega 1 uro.
Ob koncu prve ure 60 ml raztopine 0.19M [KH₂PO₄] Nato smo počasi dodajali po kapljicah v prvi raztopini, medtem ko doživlja drugo uro ultrazvočnega valovanja. Med procesom mešanja, smo pH vrednost preveri in vzdržujemo pri 9, medtem ko je razmerje Ca / P vzdržujemo pri 1,67. Raztopino smo nato filtrirali z uporabo centrifugiranjem (~ 2000 g), nakar smo nastalo belo oborino razmerji v številnih vzorcev za toplotno obdelavo.
Prisotnost ultrazvoka v sinteznega postopka pred toplotni obdelavi ima pomemben vpliv na tvorbo začetnih nano HAP delcev prekurzorje. To je zaradi velikosti delcev, ki v zvezi s nukleacije in vzorec rasti materiala, ki pa je povezana s stopnjo prenasičenja v tekoči fazi.
Poleg tega lahko tudi velikost delcev in morfologijo neposredno vplivati ​​v tem Postopek sinteze. Učinek povečanja ultrazvočno moč od 0 do 50W je pokazala, da je bilo mogoče zmanjšati velikost delcev pred toplotno obdelavo.
Naraščajoča ultrazvočna energija uporablja za obsevanje tekočino navedeno, da večje število mehurčkov / kavitacije so bili proizvedeni. To pa proizvaja več nukleacije mest in kot rezultat so delci oblikujejo okrog teh območij manjša. Poleg tega delci izpostavljeni dalj ultrazvočnega valovanja kažejo manjšo aglomeracijo. Kasnejši podatki FESEM je potrdila nižjo aglomeracijo delcev, ko se med postopkom sinteze uporablja ultrazvok.
Nano-HAP delce v območju velikosti nanometrov in sferične morfologije bili proizvedeni z mokro tehniko kemijski obarjanju v prisotnosti ultrazvoka. Ugotovljeno je bilo, da je kristalna struktura in morfologija dobljenih nano HAP praškov odvisna od moči ultrazvočnega vira obsevanja in naknadno termično obdelavo znamke. Očitno je bilo, da prisotnost ultrazvoka v postopku sinteze sprejet kemičnih reakcij in fizičnih učinkov, ki nato proizvajajo ultrafinih nano- HAP praškov po toplotni obdelavi.

HAP Sinteza preko Ultrazvočna Sol-gel pot

Ultrazvočno pomaga sol-gel pot za sintezo nanodelcev delcev HAP:
Material:
– Reaktanti: kalcijev nitrat Ca (NI₃)₂Di-amonijev hidrogenfosfat (NH₄)₂OVP₄Natrijev hidroksiCt.ealkila NaOH;
– 25 ml epruveta

1. Raztopimo Ca (NI₃)₂ in (NH₄)₂OVP₄ v destilirani vodi (molsko razmerje kalcij fosfor: 1,67)
2. Dodamo nekaj NaOH do rešitev, da svoj pH okoli 10.
3. Zdravljenje ultrazvočni z UP100H (Sonotroda MS10, amplituda 100%)

• V hidrotermalni Sinteze so bile izvedene pri 150 ° C 24 ur v električni pečici.
• Po reakciji lahko kristalinično HAP se zberemo s centrifugiranjem in izpiranjem z deionizirano vodo.
• Analiza dobljenega HAP Nanopowder z mikroskopijo (SEM, TEM,) in / ali spektroskopije (FTIR). Sintetizirane HAP nanodelci kažejo na visoko kristaliničnost. Različne morfologija je mogoče opaziti glede na čas sonifikacijo. Daljše ultrazvočno razbijanje lahko vodi do enotnih HAP nanopalčk z visokim razmerjem in ultra visokih kristaliničnosti. [Prim. Manafi sod. 2008]

Sprememba HAP

Zaradi svoje krhkosti, uporaba čistega HAP je omejeno. V području raziskav, ki so bila veliko truda, da spremeni HAP s polimeri, ker je naravna kost je sestavljen v glavnem sestavljena iz nanodelce, igličastih HAP kristale (znaša približno 65wt% kosti). modifikacija ultrazvočno pomaga HAP in sintezo kompozitov z izboljšanimi lastnostmi materiala nudi mnogovrstne možnosti (glej nekaj primerov spodaj).

Praktični primeri:

Silver Coated HAP

Ignatev in sodelavci (2013) so razvili metode biosintezno kjer so srebrni nanodelci (AgNp) nanesen na HAP da dobimo HAP premaza z antibakterijskimi lastnostmi in zmanjšamo citotoksični učinek. Za deaglomeriranja srebrne nanodelcev in njihovo sedimentacijo na hidroksiapatita, ki Hielscher UP400S je bila uporabljena.

Z nastavitvami magnetnega mešala in ultrasonicator UP400S smo uporabili za pripravo na srebrno obložene HAP [Ignatev et al 2013]

Naši močni ultrazvočni naprave so zanesljivo orodje za zdravljenje delce v pomožnem micron- in nano velikosti območja. Ali želite sintetizirati, razprševanje ali funkcionaliziranju delcev v manjše cevi za raziskovalne namene ali morate za zdravljenje velike količine nano-praškastih zmesi za komercialno proizvodnjo – Hielscher ponuja ustrezno ultrasonicator za vaše potrebe!