Sono-สังเคราะห์นาโนไฮดรอกซี
ไฮดรอกซี (HA หรือแอปาไทต์) เป็นเซรามิกที่มีฤทธิ์ทางชีวภาพสูงแวะเวียนเพื่อวัตถุประสงค์ทางการแพทย์เนื่องจากโครงสร้างคล้ายกับวัสดุกระดูก การสังเคราะห์ช่วย ultrasonically (Sono สังเคราะห์) ของไฮดรอกซีเป็นเทคนิคที่ประสบความสำเร็จในการผลิตอิเล็กทรอนิคส์แอปาไทต์ที่มาตรฐานคุณภาพสูงสุด เส้นทางอัลตราโซนิกจะช่วยให้การผลิตตลอดจนพฤติกรรมผลึกนาโนเช่นเดียวกับอนุภาคแก้ไขเช่น nanospheres หลักเปลือกและคอมโพสิต
ไฮดรอกซี: อเนกประสงค์เกลือแร่
ในยาอิเล็กทรอนิคส์ที่มีรูพรุนแอปาไทต์เป็นวัสดุที่น่าสนใจสำหรับการประยุกต์ใช้กระดูกเทียม เนื่องจาก biocompatibility ดีในการติดต่อกระดูกและองค์ประกอบทางเคมีคล้ายกับวัสดุกระดูกพรุนแอปาไทต์เซรามิกได้พบการใช้งานอย่างมากในการใช้งานทางการแพทย์รวมทั้งการสร้างเนื้อเยื่อกระดูกเพิ่มจำนวนเซลล์และนำส่งยา
“ในด้านวิศวกรรมเนื้อเยื่อกระดูกจะได้รับนำไปใช้เป็นวัสดุสำหรับการกรอกข้อบกพร่องของกระดูกและเสริมวัสดุปลูกกระดูกเทียมและการผ่าตัดแก้ไขเทียม พื้นที่ผิวสูงนำไปสู่การ osteoconductivity ที่ดีเยี่ยมและ resorbability ให้ ingrowth กระดูกได้อย่างรวดเร็ว.“[Soypan et al, 2007] ดังนั้นรากฟันเทียมที่ทันสมัยมากเคลือบด้วย hydroxylapatite
อีกโปรแกรมที่มีแนวโน้มของ microcrystalline hydroxylapatite คือการใช้งานเป็น “การสร้างกระดูก” เสริมด้วยการดูดซึมที่เหนือกว่าในการเปรียบเทียบกับแคลเซียม
ข้างใช้เป็นวัสดุสำหรับการซ่อมแซมกระดูกและฟัน, การใช้งานอื่น ๆ ของแอปาไทต์สามารถพบได้ในการเร่งปฏิกิริยาการผลิตปุ๋ยเป็นสารประกอบในผลิตภัณฑ์ยาในการใช้งานโปรตีนโคและกระบวนการบำบัดน้ำเสีย
พลังงานอัลตราซาวด์: ผลกระทบและผลกระทบ
เมื่อกองกำลังเหล่านี้มากซึ่งถูกสร้างขึ้นในระหว่างการล่มสลายผู้ทรงเขาฟอง cavitation ขยายในระดับปานกลาง sonicated อนุภาคและหยดได้รับผลกระทบ – ส่งผลให้ใน interparticle ชนเพื่อให้ป่นปี้ของแข็ง จึงช่วยลดขนาดอนุภาคเช่นกัด deagglomeration และการกระจายตัวจะประสบความสำเร็จ อนุภาคที่สามารถ diminuted เพื่อ submicron- และนาโนขนาด
ข้างของผลกล sonication ที่มีประสิทธิภาพสามารถสร้างอนุมูลอิสระโมเลกุลเฉือนและเปิดใช้งานพื้นผิวอนุภาค ปรากฏการณ์เหล่านี้เป็นที่รู้จักกัน sonochemistry
Sono-สังเคราะห์
การรักษาล้ำของผลสารละลายในอนุภาคเล็กมากกับการกระจายตัวเพื่อให้มากขึ้น nucleation ไซต์สำหรับการตกตะกอนที่ถูกสร้างขึ้น
อนุภาคแอปาไทต์สังเคราะห์ภายใต้ ultrasonication แสดงระดับการลดลงของการรวมตัวกัน แนวโน้มต่ำที่จะรวมตัวกันของสังเคราะห์ ultrasonically แอปาไทต์ได้รับการยืนยันเช่น โดย FESEM (Emission สนามกล้องจุลทรรศน์อิเล็กตรอน) การวิเคราะห์ของ Poinern et al, (2009)
ช่วยอัลตราซาวนด์และส่งเสริมการเกิดปฏิกิริยาทางเคมีโดย cavitation ล้ำเสียงและผลกระทบทางกายภาพที่มีอิทธิพลต่อโดยตรงลักษณะทางสัณฐานวิทยาของอนุภาคในช่วงการเจริญเติบโต ประโยชน์หลักของ ultrasonication ส่งผลให้การเตรียมความพร้อมของผสมพิสิฐปฏิกิริยาที่มี
- 1) เพิ่มความเร็วในการเกิดปฏิกิริยา
- 2) ลดลงเวลาการประมวลผล
- 3) การปรับปรุงโดยรวมในการใช้พลังงานอย่างมีประสิทธิภาพ
Poinern et al, (2011) การพัฒนาเส้นทางที่เปียกสารเคมีที่ใช้แคลเซียมไนเตรต tetrahydrate (Ca [NO3] 2 · 4H2O) และโพแทสเซียมไดไฮโดรเจนฟอสเฟต (KH2PO4) เป็นสารตั้งต้นหลัก เพื่อควบคุมค่าพีเอชในระหว่างการสังเคราะห์แอมโมเนียมไฮดรอกไซ (NH4OH) ถูกเพิ่มเข้ามา
หน่วยประมวลผลอัลตราซาวนด์เป็น UP50H (50 W, 30 เฮิร์ทซ์ MS7 sonotrode W เส้นผ่าศูนย์กลาง / 7 มิลลิเมตร) จาก Hielscher Ultrasonics
ขั้นตอนของการสังเคราะห์นาโน HAP:
วิธีการแก้ปัญหามล 40 0.32M Ca (NO3)2 · 4 ः2O ถูกจัดทำขึ้นในบีกเกอร์ขนาดเล็ก ค่า pH แก้ปัญหาที่ถูกปรับแล้วจะมีประมาณ 9.0 2.5ml NH4OH วิธีการแก้ปัญหาที่ถูก sonicated กับ UP50H ที่ 100% การตั้งค่าความกว้างเป็นเวลา 1 ชั่วโมง
ในตอนท้ายของชั่วโมงแรกวิธีการแก้ปัญหา 60 มล 0.19M [KH2Po4] ถูกแล้วค่อยๆเพิ่ม dropwise เข้าไปในโซลูชั่นแรกขณะที่การผ่าตัดชั่วโมงที่สองของการฉายรังสีอัลตราโซนิก ในระหว่างกระบวนการผสมค่าพีเอชได้รับการตรวจสอบและเก็บรักษาไว้ที่ 9 ในขณะที่อัตราส่วน P / Ca ถูกเก็บรักษาไว้ที่ 1.67 วิธีการแก้ปัญหาถูกกรองแล้วใช้การหมุนเหวี่ยง (~ 2,000 กรัม) หลังจากที่ตะกอนสีขาวผลถูกสัดส่วนเป็นจำนวนตัวอย่างที่ใช้ในการรักษาความร้อน
การปรากฏตัวของอัลตราซาวนด์ในขั้นตอนการสังเคราะห์ก่อนที่จะมีการรักษาความร้อนที่มีอิทธิพลอย่างมีนัยสำคัญในการสร้างครั้งแรกนาโน HAP สารตั้งต้นของอนุภาค นี่คือสาเหตุที่ขนาดอนุภาคที่เกี่ยวข้องกับนิวเคลียสและรูปแบบการเติบโตของวัสดุซึ่งจะมีความสัมพันธ์กับระดับของความอิ่มตัวของสีซุปเปอร์ภายในของเหลว
นอกจากนี้ทั้งสองขนาดอนุภาคและสัณฐานวิทยาที่สามารถได้รับผลกระทบโดยตรงในระหว่างกระบวนการสังเคราะห์นี้ ผลกระทบของการเพิ่มอำนาจอัลตราซาวนด์จาก 0 ถึง 50W แสดงให้เห็นว่ามันเป็นไปได้ที่จะลดขนาดอนุภาคก่อนที่จะมีการรักษาความร้อน
พลังงานอัลตราซาวนด์ที่เพิ่มขึ้นใช้ในการฉายรังสีของเหลวชี้ให้เห็นว่าตัวเลขที่มากขึ้นของฟอง / cavitations ถูกผลิต นี้ในการเปิดผลิต nucleation ไซต์มากขึ้นและเป็นผลให้อนุภาคที่เกิดขึ้นรอบ ๆ เว็บไซต์เหล่านี้มีขนาดเล็ก นอกจากนี้อนุภาคสัมผัสกับระยะเวลานานของการฉายรังสีอัลตราโซนิกแสดงการรวมตัวกันน้อย ข้อมูล FESEM ต่อมาได้รับการยืนยันการรวมตัวกันของอนุภาคลดลงเมื่อมีการใช้อัลตราซาวนด์ในระหว่างกระบวนการสังเคราะห์
อนุภาคนาโนแอปาไทต์ในช่วงขนาดนาโนเมตรและรูปร่างทรงกลมมีการผลิตโดยใช้เทคนิคการตกตะกอนทางเคมีเปียกในการปรากฏตัวของอัลตราซาวนด์ มันก็พบว่าโครงสร้างผลึกและสัณฐานวิทยาของผลผงนาโน HAP ก็ขึ้นอยู่กับอำนาจของแหล่งที่มาของการฉายรังสีอัลตราโซนิกและการรักษาความร้อนที่ตามมาใช้ มันเห็นได้ชัดว่าการปรากฏตัวของอัลตราซาวด์ในกระบวนการสังเคราะห์เลื่อนปฏิกิริยาเคมีและผลกระทบทางกายภาพที่ต่อมาผลิต ultrafine นาโนผงจนพฤติกรรมหลังการรักษาความร้อน
- หลักแคลเซียมอนินทรีแร่ฟอสเฟต
- กันได้ทางชีวภาพสูง
- ย่อยสลายทางชีวภาพช้า
- osteoconductive
- ไม่มีพิษ
- ไม่ใช่ภูมิคุ้มกัน
- สามารถใช้ร่วมกับโพลีเมอและ / หรือแก้ว
- ดีเมทริกซ์โครงสร้างการดูดซึมโมเลกุลอื่น ๆ
- ทดแทนกระดูกที่ดีเยี่ยม

Probe ชนิด ultrasonicator UP50H
การสังเคราะห์สารแอปาไทต์ผ่านทางอัลตราโซนิก Sol-Gel เส้นทาง
ช่วย ultrasonically เส้นทางโซลเจลสำหรับการสังเคราะห์อนุภาคแอปาไทต์อิเล็กทรอนิคส์นี้:
วัสดุ:
– สารตั้งต้น: แคลเซียมไนเตรต Ca (NO3)2, di-แอมโมเนียมไฮโดรเจนฟอสเฟต (NH4)2HPO4โซเดียม hydroxyd NaOH;
– หลอดทดลอง 25 มล.
- ละลาย Ca (NO3)2 และ (NH4)2HPO4 ในน้ำกลั่น (อัตราส่วนแคลเซียมฟอสฟอรัสกรามไป: 1.67)
- เพิ่ม NaOH บางอย่างที่จะแก้ปัญหาเพื่อให้ค่า pH ของรอบ 10
- การรักษาด้วยการอัลตราโซนิก UP100H (sonotrode MS10 กว้าง 100%)
- สังเคราะห์ hydrothermal ได้ดำเนินการที่ 150 องศาเซลเซียสเป็นเวลา 24 ชั่วโมงในเตาอบไฟฟ้า
- หลังจากการเกิดปฏิกิริยาผลึกแอปาไทต์สามารถเก็บเกี่ยวได้โดยการหมุนเหวี่ยงและซักผ้าด้วยน้ำปราศจากไอออน
- การวิเคราะห์ที่ได้รับตลอดจนพฤติกรรม nanopowder โดยใช้กล้องจุลทรรศน์ส่องกราด (SEM, TEM) และ / หรือสเปกโทรสโก (FT-IR) สังเคราะห์อนุภาคนาโนแอปาไทต์แสดงผลึกสูง ลักษณะทางสัณฐานวิทยาที่แตกต่างกันสามารถสังเกตได้ขึ้นอยู่กับเวลา sonication sonication ไม่สามารถนำไปสู่แท่งนาโนแอปาไทต์เครื่องแบบที่มีอัตราส่วนสูงและผลึกสูงพิเศษ [CP Manafi et al, 2008]
การปรับเปลี่ยนตลอดจนพฤติกรรม
เนื่องจากความเปราะของแอพลิเคชันของแอปาไทต์บริสุทธิ์จะถูก จำกัด ในการวิจัยวัสดุความพยายามมากได้รับการทำเพื่อปรับเปลี่ยนแอปาไทต์โดยโพลิเมอร์ตั้งแต่กระดูกธรรมชาติเป็นคอมโพสิตส่วนใหญ่ประกอบด้วยขนาดนาโน, เข็มเหมือนผลึกแอปาไทต์ (บัญชีประมาณ 65wt% ของกระดูก) การปรับเปลี่ยนการช่วยเหลือ ultrasonically ตลอดจนพฤติกรรมและการสังเคราะห์วัสดุคอมโพสิตที่มีลักษณะวัสดุที่ดีขึ้นมีความเป็นไปต่าง ๆ นานา (ดูไม่กี่ตัวอย่างด้านล่าง)
ตัวอย่างการปฏิบัติ:
การสังเคราะห์นาโนแอปาไทต์
การสังเคราะห์ gelantine-ไฮดรอกซี (เจลแอปาไทต์)
การแก้ปัญหาทั้งหมดถูก sonicated 1h ค่า pH ได้รับการตรวจสอบและรักษาที่ค่า pH 9 ตลอดเวลาและอัตราส่วน Ca/P ถูกปรับเป็น๑.๖๗ การกรองของการตกตะกอนสีขาวได้รับความสำเร็จโดยการหมุนเหวี่ยงส่งผลให้เกิดสารละลายหนา ตัวอย่างที่แตกต่างกันได้รับการรักษาความร้อนในเตาหลอดสำหรับ2ชั่วโมงที่อุณหภูมิ๑๐๐, ๒๐๐, ๓๐๐และ400° c ดังนั้น, ผงเจ-แอปาไทต์ในรูปแบบเม็ดได้รับ, ซึ่งถูกบดเป็นผงละเอียดและโดดเด่นด้วย XRD, FE-SEM และ FT-IR. ผลการแสดงที่ไม่รุนแรง ultrasonication และการปรากฏตัวของวุ้นในระหว่างขั้นตอนการเจริญเติบโตของแอปาไทต์ส่งเสริมการยึดเกาะที่ต่ำลง-จึงส่งผลให้มีขนาดเล็กและการสร้างรูปทรงกลมปกติของเจ-แอปาไทต์นาโนอนุภาค Sonication อ่อนช่วยการสังเคราะห์ของอนุภาคนาโน–แอปาไทต์เนื่องจากผลกระทบของเนื้อเดียวกันอัลตราโซนิก Amide และคาร์บอเนตสายพันธุ์จากวุ้นต่อมาแนบกับแอปาไทต์นาโนอนุภาคในระหว่างขั้นตอนการเจริญเติบโตผ่านการปฏิสัมพันธ์ทางเคมีความช่วยเหลือ
[Brundavanam et al, 2011]
การสะสมของแอปาไทต์บนไทเทเนียมเกล็ดเลือด
เงินเคลือบแอปาไทต์

การตั้งค่าของ stirrer แม่เหล็กและ ultrasonicator UP400S ใช้สำหรับเคลือบเงินเตรียม Hap [Ignatev et al, 2013]
อุปกรณ์อัลตราโซนิกที่มีประสิทธิภาพของเรามีเครื่องมือที่เชื่อถือได้ในการรักษาอนุภาคใน micron- ย่อยและช่วงขนาดนาโน ไม่ว่าคุณต้องการที่จะสังเคราะห์กระจายหรือ functionalize อนุภาคในหลอดขนาดเล็กสำหรับวัตถุประสงค์การวิจัยหรือการที่คุณต้องรักษาปริมาณสูงของ slurries นาโนผงสำหรับการผลิตเชิงพาณิชย์ – Hielscher มี ultrasonicator เหมาะสำหรับความต้องการของคุณ!

อัลตราโซนิกโฮโมจีไน UP400S
วรรณคดี / อ้างอิง
- Brundavanam หม่อมราชวงศ์ K .; Jinag, Z.-T. แชปแมน, P .; เลอเอ็กซ์-T .; Mondinos, N .; Fawcett, D .; Poinern จีอีเจ (2011): ผลของการเจือจางเจลาตินในการสังเคราะห์ล้ำช่วยความร้อนนาโนไฮดรอกซี Ultrason Sonochem 18 2011 697-703
- (ข) , วาย. ยิลดิซ, N. อักมาตรฐาน, Z. Calimli, A. (๒๐๐๘): การสังเคราะห์และลักษณะของอนุภาคนาโน hydroyapatite คอลลอยด์และพื้นผิว A: Physicochem แง่มุมที่๓๒๒; ๒๐๐๘. 29-33
- Ignatev, M .; Rybak, T .; Colonges จี .; Scharff, W .; Marke, S. (2013): พลาสม่าไฮดรอกซีพ่นเคลือบด้วยซิลเวอร์นาโน Acta Metallurgica Slovaca, 19/1; 2013 20-29
- Jevtića, M .; Radulovićc, A .; Ignjatovića, N .; Mitrićb, M .; Uskoković, D. (2009): การชุมนุมควบคุมของโพลี (D, L-lactide-ร่วม glycolide) / ไฮดรอกซี nanospheres หลักเปลือกภายใต้การฉายรังสีอัลตราโซนิก Acta Biomaterialia 5/1; 2009 208-218
- Kusrini, E .; Pudjiastuti เอ R .; Astutiningsih, S .; Harjanto, S. (2012): การเตรียมของไฮดรอกซีจากวัวกระดูกโดยวิธีการรวมกันของอัลตราโซนิกและสเปรย์อบแห้ง สนามบินนานาชาติ conf เคมี, ชีวภาพเคมีและวิทยาศาสตร์สิ่งแวดล้อม (ICBEE'2012) สิงคโปร์ 14-15 ธันวาคม 2012
- Manafi, S .; Badiee, S.H. (2008): ผลของการอัลตราโซนิกในผลึกของนาโนไฮดรอกซีผ่านวิธีการทางเคมีเปียก Ir J ฟาวิทย์ 4/2; 2008 163-168
- Ozhukil Kollatha, V .; Chenc คิว .; Clossetb วิจัย .; Luytena เจ .; Trainab, K .; Mullensa, S .; Boccaccinic เอ R .; Clootsb อาร์ (2013): AC กับ DC Electrophoretic การทับถมของไฮดรอกซีบนไทเทเนี่ยม วารสารของสมาคมเซรามิกยุโรป 33; 2013 2715-2721
- Poinern, G.E.J .; Brundavanam, R.K .; Thi เลอ X .; Fawcett, D. (2012): ในคุณสมบัติทางกลของเซรามิกที่มีรูพรุนมาจากอนุภาคขนาด 30 นาโนเมตรจากผงไฮดรอกซีสำหรับศักยภาพฮาร์ดโปรแกรมวิศวกรรมเนื้อเยื่อ อเมริกันวารสารวิศวกรรมชีวการแพทย์ 2/6; 2012 278-286
- G.J.E.; บรูไนดารานัม, อาร์. ทิเล, X. เจษฎา, s.; โปรkic, m.; เฟาซี, D. (๒๐๑๑): อิทธิพลความร้อนและอัลตราโซนิกในการก่อตัวของระดับนาโนเมตรขนาดของไฮดรอกซีเซรามิก วารสารสากลของ Nanomedicine 6; ๒๐๑๑– 2095.
- G.J.E.; บรูไนดารานัม, R.K.; มอนตี, N. เจียง, ฮ. (๒๐๐๙): การสังเคราะห์และการปรับลักษณะของนาโนไฮดรอกโดยใช้วิธีการอัลตราซาวนด์ช่วย Ultrasonics Sonochemistry, 16/4; ๒๐๐๙. ๔๖๙-๔๗๔
- Soypan ผม .; เมล M .; Ramesh, S .; ป K.A: (2007): ไฮดรอกซีที่มีรูพรุนสำหรับการใช้กระดูกเทียม วิทยาศาสตร์และเทคโนโลยีวัสดุขั้นสูง 8. 2007 116
- Suslick, เคเอส (1998): Kirk-Othmer สารานุกรมของเทคโนโลยีทางเคมี; 4 เอ็ด เจไวลีย์ & Sons: นิวยอร์ก, ฉบับ 26 1998 517-541

อุปกรณ์อัลตราโซนิก UIP1500hd กับเครื่องปฏิกรณ์ไหลผ่าน