Hydroxyapatite (HA hoặc HAp) là một cao thường xuyên bioactive gốm cho mục đích y tế do cấu trúc tương tự như của nó để xương vật chất. Sự tổng hợp ultrasonically hỗ trợ (tổng hợp Sono) của hydroxyapatite là một kỹ thuật thành công để sản xuất các HAp cấu trúc Nano theo tiêu chuẩn chất lượng cao nhất. Các tuyến đường siêu âm cho phép sản xuất ra HAp tinh thể Nano cũng như các hạt sửa đổi, ví dụ như nanospheres lõi vỏ, và composite.

Sono tổng hợp

Một điều trị bằng siêu âm kết quả bùn trong các hạt rất tốt với phân phối thậm chí vì vậy mà nhiều hơn các trang web tạo mầm cho lượng mưa được tạo ra.
Các hạt HAp tổng hợp dưới ultrasonication cho thấy mức độ kết tụ giảm. Các xu hướng thấp hơn để kết tụ của HAp ultrasonically tổng hợp đã được xác nhận ví dụ như bởi FESEM (lĩnh vực phát thải quét kính hiển vi điện tử) phân tích Poinern et al. (2009).

Siêu âm hỗ trợ và khuyến khích các phản ứng hóa học bằng siêu âm cavitation và các hiệu ứng vật lý của nó ảnh hưởng trực tiếp đến hình thái hạt trong giai đoạn tăng trưởng. Các lợi ích chính của ultrasonication kết quả là việc chuẩn bị các hỗn hợp phản ứng siêu mịn là

• 1) tăng tốc độ phản ứng,
• 2) giảm thời gian xử lý
• 3) một sự cải thiện tổng thể trong việc sử dụng hiệu quả năng lượng.

Poinern et al. (2011) đã phát triển một tuyến đường hóa học ướt sử dụng canxi nitrat tetrahydrat (ca [NO3] 2 · 4H2O) và kali dihydrogen phosphate (KH2PO4) làm chất phản ứng chính. Để kiểm soát giá trị pH trong quá trình tổng hợp, amoni hydroxit (NH4OH) đã được bổ sung.
Bộ vi xử lý siêu âm là một UP50H (50 w, 30 kHz, MS7 Sonotrode W/7 mm đường kính) từ Hielscher Ultrasonics.

Ultrasonically giảm và phân tán canxi-hydroxyapatite

Các bước tổng hợp Nano-HAP:

Một giải pháp 40 mL của 0.32 M ca (không₃)₂ · 4H₂O đã được chuẩn bị trong một cốc nhỏ. Giải pháp pH sau đó được điều chỉnh để 9,0 với khoảng 2.5 mL NH₄Oh. Các giải pháp được sonicated với UP50H tại 100% thiết lập biên độ trong 1 giờ.
Vào cuối giờ đầu tiên một 60 mL dung lượng 0,19 M [KH₂Po₄] sau đó đã được chậm thêm gồm vào giải pháp đầu tiên trong khi trải qua một giờ thứ hai của siêu âm chiếu xạ. Trong quá trình trộn, giá trị pH đã được kiểm tra và duy trì ở 9 trong khi tỷ lệ ca/P được duy trì ở mức 1,67. Giải pháp sau đó được lọc bằng cách sử dụng máy ly tâm (~ 2000 g), sau đó kết tủa màu trắng được cân đối theo một số mẫu để xử nhiệt.
Sự hiện diện của siêu âm trong thủ tục tổng hợp trước khi điều trị nhiệt có ảnh hưởng đáng kể trong việc tạo thành các tiền chất hạt nano-HAP ban đầu. Điều này là do kích thước hạt liên quan đến mầm và mô hình tăng trưởng của vật liệu, lần lượt có liên quan đến mức độ bão hòa siêu trong pha lỏng.
Ngoài ra, cả kích thước hạt và hình thái của nó có thể bị ảnh hưởng trực tiếp trong quá trình tổng hợp này. Hiệu quả của việc tăng cường sức mạnh siêu âm từ 0 đến 50W cho thấy rằng nó đã có thể làm giảm kích thước hạt trước khi xử trị nhiệt.
Sức mạnh siêu âm ngày càng tăng được sử dụng để chiếu xạ chất lỏng chỉ ra rằng số lượng lớn các bong bóng/Cavitations đã được sản xuất. Điều này lần lượt sản xuất nhiều hơn các trang web tạo mầm và kết quả là các hạt được hình thành xung quanh các trang web này là nhỏ hơn. Hơn nữa, các hạt tiếp xúc với thời gian dài của chiếu xạ siêu âm Hiển thị ít kết tụ. Dữ liệu sau đó FESEM đã xác nhận sự kết tụ hạt giảm khi siêu âm được sử dụng trong quá trình tổng hợp.
Các hạt nano-HAp trong phạm vi kích thước nanomet và hình thái hình cầu được tạo ra bằng cách sử dụng kỹ thuật kết tủa hóa học ướt với sự hiện diện của siêu âm. Nó được tìm thấy rằng cấu trúc tinh thể và hình thái của bột Nano-HAP kết quả phụ thuộc vào sức mạnh của nguồn chiếu xạ siêu âm và xử lý nhiệt tiếp theo được sử dụng. Đó là điều hiển nhiên rằng sự hiện diện của siêu âm trong quá trình tổng hợp thúc đẩy các phản ứng hóa học và các hiệu ứng vật lý sau đó tạo ra bột Nano-HAp siêu mịn sau khi xử lý nhiệt.

HAp tổng hợp qua siêu âm Sol-gel lộ

Ultrasonically hỗ trợ Sol-gel con đường để tổng hợp các hạt HAp cấu trúc Nano:
Vật liệu:
– chất phản ứng: canxi nitrat ca (không₃)₂, di-ammonium Hydrogen phosphate (NH₄)₂Của HPO₄, Natri hydroxyd NaOH;
– 25 ML ống nghiệm

1. Hòa tan ca (không₃)₂ và (NH₄)₂Của HPO₄ trong nước cất (canxi tỷ lệ Mol để Phosphorous: 1,67)
2. Thêm một số NaOH vào giải pháp để giữ cho pH của nó khoảng 10.
3. Điều trị bằng siêu âm với một UP100H (sonotrode MS10, biên độ 100%)

• Các tổng hợp thủy nhiệt được tiến hành ở 150 ° c cho 24 h trong một lò điện.
• Sau khi phản ứng, HAp kết tinh có thể được thu hoạch bằng cách ly tâm và rửa bằng nước khử ion.
• Phân tích của HAp nanopowder thu được bằng kính hiển vi (SEM, TEM,) và/hoặc phổ học (FT-IR). Các hạt nano HAp tổng hợp cho thấy crystallinity cao. Hình thái khác nhau có thể được quan sát tùy thuộc vào thời gian sonication. Sonication dài hơn có thể dẫn đến nanorod HAp thống nhất với một tỷ lệ khía cạnh cao và siêu cao crystallinity. [CP. Manafi et al. 2008]

Sửa đổi của HAp

Do sự giòn của nó, việc áp dụng HAp tinh khiết được giới hạn. Trong nghiên cứu vật chất, nhiều nỗ lực đã được thực hiện để sửa đổi HAp bởi polyme kể từ khi xương tự nhiên là một hỗn hợp chủ yếu bao gồm kích thước nano, kim như tinh thể HAp (tài khoản cho khoảng 65wt% của xương). Việc sửa đổi ultrasonically hỗ trợ của HAp và tổng hợp composite với các đặc tính vật liệu được cải thiện cung cấp khả năng đa dạng (xem một vài ví dụ bên dưới).

Ví dụ thực tế:

Bạc tráng HAp

Ignatev và đồng nghiệp (2013) đã phát triển một phương pháp sinh tổng hợp mà các hạt nano bạc (AgNp) đã được lắng đọng trên HAp để lấy một lớp phủ HAp với các tính chất kháng khuẩn và làm giảm tác dụng độc tế bào. Đối với sự deagglomeration của các hạt nano bạc và lắng đọng của họ trên hydroxyapatite, một Hielscher UP400S đã được sử dụng.

Thiết lập máy khuấy từ và ultrasonicator UP400S được sử dụng cho việc chuẩn bị tráng bạc Hap [Ignatev et al 2013]

Các thiết bị siêu âm mạnh mẽ của chúng tôi là những công cụ đáng tin cậy để điều trị các hạt trong phạm vi có kích thước micron và Nano phụ. Cho dù bạn muốn tổng hợp, phân tán hoặc functionalize các hạt trong ống nhỏ cho mục đích nghiên cứu hoặc bạn cần phải điều trị khối lượng cao của Nano-bột slurries cho sản xuất thương mại – Hielscher cung cấp ultrasonicator phù hợp cho các yêu cầu của bạn!