Imọ-ẹrọ olutirasandi Hielscher

Sono-Isopọ ti Nano-Hydroxyapatite

Hydroxyapatite (HA tabi HAp) jẹ seramiki bioactive ti o niraju pupọ fun awọn idi egbogi nitori iru ọna rẹ si awọn ohun elo ti egungun. Awọn ultrasonically iranlọwọ awọn kolaginni (sono-kolaginni) ti hydroxyapatite jẹ ilana kan aseyori lati gbe awọn HAp ti o ni alakoso ni awọn didara awọn didara. Itọsọna ọna ultrasonic ngba laaye lati ṣe HAp ti o ni ẹtiti-kọn bi daradara bi awọn eroja ti a ṣe atunṣe, fun apẹẹrẹ awọn nanospheres ti awọn koko-ara, ati awọn composites.

Hydroxyapatite: Iwọn nkan ti o wa ni erupe

Hydroxylapatite tabi hydroxyapatite (HAp, tun HA) jẹ kan ti nwaye nkan ti o wa ni erupe ile fọọmu ti kalisiomu apatite pẹlu awọn agbekalẹ Ca5(Ifiweranṣẹ4)3(OH). Lati ṣe apejuwe pe sẹẹli ti a fi okuta ṣọkan ni awọn ohun meji, o ti kọ Kaa silẹ nigbagbogbo10(Ifiweranṣẹ4)6(OH)2. Hydroxylapatite jẹ igbẹhin hydroxyl ti ẹgbẹ ẹgbẹ apatite. Awọn OH-ion le ti rọpo nipasẹ fluoride, chloride tabi carbonate, producing fluorapatite tabi chlorapatite. O kristallizes ninu ilana okuta okuta hexagonal. Kokoro ni a mọ ni awọn ohun elo ti egungun to to 50 wt% ti egungun jẹ fọọmu ti a ti yipada ti hydroxyapatite.
Ni oogun, apẹrẹ ti ko ni ẹru HAP jẹ ohun elo ti o lagbara fun ohun elo artifical bone. Nitori imudaradi ti o dara julọ ninu olubasọrọ egungun ati irufẹ kemikali ti o jọra si awọn ohun elo ti egungun, seramiki HAp ti o niiṣe ti ri ilọsiwaju nla ni awọn ohun elo biomedical pẹlu ilọpo ti awọn awọ ara, afikun sẹẹli, ati ifijiṣẹ oògùn.
"Ninu iṣiro ti awọn ẹya ara ti o ti wa ni lilo bi ohun elo ti o nipọn fun awọn abawọn abala ati augmentation, awọn ohun elo arun ti artificial, ati iṣẹ abẹ atunṣe itọtẹ. Ilẹ oju-ọrun ti o ga julọ ni o nyorisi osteoconductivity ti o dara ati resorbability pese ingrowth egungun kiakia. "[Soypan et al. 2007] Nitorina, ọpọlọpọ awọn ifunni igbalode ti wa ni ti a bo pẹlu hydroxylapatite.
Ohun elo miiran ti a ṣe ileri ti hydroxylapatite microcrystalline jẹ lilo rẹ bi “ile-egungun” afikun pẹlu gbigba agbara to dara julọ ni lafiwe si kalisiomu.
Lẹgbẹẹ lilo rẹ gẹgẹbi awọn ohun elo atunṣe fun egungun ati eyin, awọn ohun elo miiran ti HAp ni a le rii ni catalysis, ṣiṣe ohun elo ajile, gẹgẹbi opo ninu awọn ọja iṣoogun, ninu awọn ohun elo kemikali awọ-ara, ati awọn ilana itọju omi.

Agbara olutirasandi: Awọn ipa ati ikolu

A ṣe apejuwe Sonication gẹgẹbi ilana kan nibiti a ti lo aaye akosọ, eyiti a fi pọ si alabọde omi. Awọn igbi olutirasandi itankale ninu omi ati gbejade yiyan titẹ giga / awọn kẹkẹ titẹ kekere (funmorawon ati rarefaction). Nigba alakoso rarefaction farahan awọn eefa aaye kekere tabi ofofo ninu omi, eyiti o dagba lori ọpọlọpọ awọn titẹ giga / awọn titẹ titẹ kekere titi ti ategun ko le gba agbara diẹ sii. Ni akoko yii, awọn eegun wa implodes ni agbara lakoko akoko funmorawon. Lakoko iru iṣu bii iru agbara nla ni tu silẹ ni irisi riru omi, awọn iwọn otutu to gaju (isunmọ 5,000K) ati awọn titẹ (isunmọ. 2,000atm). Pẹlupẹlu, awọn “aiyẹ to muna” ni a ṣe akiyesi nipasẹ awọn iwọn itutu agbaiye pupọ. Implosion ti o ti nkuta tun yorisi ninu awọn jeti omi ti o to 280m / s iyara. Yi lasan ni a pe ni cavitation.
Nigbati awọn ipa agbara wọnyi, eyiti o ti wa ni ipilẹṣẹ nigba ilọkuro ti o npa cavitation bubbles, faagun ni igbẹhin sonicated, awọn patikulu ati awọn ọpọlọ ti wa ni fowo – Abajade ni ijabọ interparticle ki imun-lile lagbara. Nitorina, idinku iwọn iwọn kekere bi milling, deagglomeration, ati pipinka ti waye. Awọn patikulu le dinku si submicron- ati nano-iwọn.
Lára awọn ipa iṣelọpọ, awọn sonication ti o lagbara le ṣẹda awọn ipilẹ ti o wuyi, awọn ohun elo ti o gbẹ, ati mu awọn ipele patiku ṣiṣẹ. Awọn nkan wọnyi ni a mọ ni sonochemistry.

Sono-Isopọ

Itọju ultrasonic ti awọn abajade awọn didun ni awọn ohun elo ti o dara pupọ pẹlu ani pinpin ki a le ṣe awọn ibiti o wa ni ibẹrẹ fun awọn ojutu.
Awọn patikulu HAp ti o wa labẹ ultrasonication fi iwọn ipele ti agglomeration han. Iyatọ kekere si agglomeration ti HAp ti a ti ṣetọ ni ultrasonically ti a jẹrisi fun apẹẹrẹ nipasẹ FESEM (Imudani ti Yiyan Yiyan Imọlẹ Yiyan Itanna) igbekale ti Poinern et al. (2009).

Olutirasandi iranlọwọ ati igbelaruge kemikali awọn aati nipasẹ ultrasonic cavitation ati awọn ipa ti ara rẹ ti o ni ipa ti o ni ipa diẹ ẹmi morpholoji lakoko idagbasoke. Awọn anfani akọkọ ti ultrasonication Abajade ni igbaradi ti superfine lenu apapo ni o wa

  • 1) pọ si iyara iyara,
  • 2) akoko sisẹ dinku
  • 3) ilọsiwaju ilọsiwaju ni lilo daradara ti agbara.

Poinern et al. (2011) ni idagbasoke ipa-kemikali ti o nlo calcium nitrate tetrahydrate (Ca [NO3] 2 · 4H2O) ati potasiomu hydrohydrogen phosphate (KH2PO4) gẹgẹbi awọn olutọju akọkọ. Fun iṣakoso ti pH iye lakoko iyasọtọ, ammonium hydroxide (NH4OH) ti a fi kun.
Awọn ero isise olutirasandi jẹ ẹya UP50H (50 W, 30 kHz, MS7 Sonotrode w / 7 mm iwọn ila opin) lati Hielscher Ultrasonics.

Awọn igbesẹ ti nano-HAP kolaginni:

Apapọ ojutu 40 mL ti 0.32M Ca (KO3)2 4H2O ti pese sile ni kekere beaker kan. A ṣe atunṣe pH ojutu si 9.0 pẹlu to 2.5mL NH4OH. A mu ojutu naa ṣiṣẹ pẹlu UP50H ni iwọn 100% titobi fun wakati kan.
Ni opin wakati akọkọ ni ojutu 60 mL ti 0.19M [KH2Ifiweranṣẹ4] lẹhinna ni a fi rọra fi kun juwise sinu iṣawari akọkọ lakoko ti o ngba wakati keji ti itanna ifihan ultrasonic. Nigba ilana iparapọ, a ti ṣayẹwo owo pH ati muduro ni 9 nigba ti a ti tọju ratio Ca / P ni 1.67. Nigba naa ni a ti yan ojutu nipa lilo centrifugation (~ 2000 g), lẹhin eyi eyi ti o ti ṣe ipinnu funfun funfun ti o ni imọran sinu nọmba awọn ayẹwo fun itọju ooru.
Iwaju ti olutirasandi ni ilana iṣawari ṣaaju ki itọju itọju naa ni ipa nla ninu dida awọn akọkọ ti o ni awọn alailẹgbẹ particle nano-HAP. Eyi jẹ nitori iwọn iwọn ti o ni ibatan si ipilẹ ati idagba idagbasoke ti awọn ohun elo, eyi ti o wa ni ibatan si iwọn iyatọ ti o wa ninu iwọn omi.
Pẹlupẹlu, mejeeji iwọn ila-iwọn ati awọn ẹya-ara rẹ le ni ipa ni taara lakoko ilana ilana isinmi. Ipa ti nmu agbara olutirasandi agbara lati 0 si 50W fihan pe o ṣee ṣe lati dinku iwọn kekere ṣaaju ki itọju itọju.
Agbara olutirasandi ti o npo lati lo awọn omi ti n ṣafihan pe awọn nọmba ti o tobi julọ ti awọn nyoju / cavitations ni a ṣe. Eyi ni ọna ti o ṣe awọn ibiti o ti wa ni ibẹrẹ diẹ sii ati bi abajade awọn patikulu ti o wa ni ayika awọn aaye wọnyi jẹ kere. Pẹlupẹlu, awọn patikulu ti o farahan ni awọn akoko to gun julọ ti ifihan irradiasi ultrasonic fihan diẹ si agglomeration. Awọn data FESEM ti o tẹle ni lẹhinna ti ṣe idaniloju agglomeration dinku ti o dinku nigbati o nlo olutirasandi nigba ilana isanmọ.
Awọn patikulu Nano-HAp ni iwọn ibiti o wa ni nanometer ati morpholoji iyipo ni a lo nipa lilo ilana kemikali kemikali ti o tutu ni iwaju olutirasandi. A ti ri pe iṣeto okuta ati morpholoji ti awọn ohun elo nano-HAP ti o niiṣe ti o gbẹkẹle agbara ti orisun irradiation ultrasonic ati itọju itọju ti o lo. O han gbangba pe ifisipo olutirasandi ninu ilana ilana iṣeduro ni igbelaruge awọn aati kemikali ati awọn ipa ti ara ti o ṣe apẹrẹ awọn awọ-awọ-ara NAP-ultrafine lẹhin ti itọju gbona.

Tẹsiwaju ultrasonication pẹlu kan gilasi sisan alagbeka

Sonication ni ohun ultrasonic reactor iyẹwu

Hydroxyapatite:

  • akọkọ nkan ti o wa ni kalisiomu ti ohun alumọni
  • giga biocompatibility
  • o lọra idibajẹ
  • osteoconductive
  • Ti kii ṣe majele
  • kii-ajẹsara
  • le ni idapo pelu awọn polima ati / tabi gilasi
  • iṣiro ifarada ti o dara fun awọn ohun miiran
  • apẹrẹ ti o dara julọ

Ultrasonic homogenizers jẹ awọn alagbara irinṣẹ lati synthesize ati functionalize awọn patikulu, bi HAp

Ibewe-írúàsìṣe ultrasonicator UP50H

Kokoro Hap nipasẹ ọna Ultrasonic Sol-Gel

Ultrasonically assisted sol-gel route for the synthesis of nanostructured HAp particles:
Ohun elo:
– reactants: Calcium nitrate Ca (KO3)2, di-ammonium hydrogen fosifeti (NH4)2HPO4, Soda hydroxyd NaOH;
– 25 tube ayẹwo tube

  1. Dissolve Ca (KO3)2 ati (NH4)2HPO4 ni omi ti a ti distilled (oṣuwọn kalisiomu alapin si phosphorous: 1.67)
  2. Fi diẹ ninu awọn NaOH kun si ojutu lati tọju pH rẹ ni ayika 10.
  3. Itọju ultrasonic pẹlu ẹya UP100H (sonotrode MS10, titobi 100%)
  • Awọn irinpọ hydrothermal ni a ṣe ni 150 ° C fun 24 h ninu adiro ina.
  • Lẹhin ti iṣeduro, HAp kirisita ni a le ni ikore nipasẹ fifọ ati fifọ pẹlu omi ti a fi sinu omi.
  • Onínọmbà ti ipilẹ ti o niiye nipasẹ HAp nipasẹ microscopy (SEM, TEM,) ati / tabi spectroscopy (FT-IR). Awọn ẹwẹ titobi Hap ti a ṣe alaye nṣe afihan crystallinity. Mimọfo oriṣiriṣi oriṣiriṣi le šee šakiyesi da lori akoko akoko sonication. Ọmọ sonication gigun le mu ki awọn ẹru HAp ti o wọpọ pẹlu ipin ti o ga julọ ati crystallinity ultra-high. [fb. Manafi et al. 2008]

Iyipada ti HAp

Nitori iyara rẹ, apẹrẹ ti Hapiti mimọ jẹ opin. Ninu iwadi ohun-elo, ọpọlọpọ awọn igbiyanju ti a ṣe lati ṣe iyipada HAp nipasẹ awọn polymmers nitori pe egungun egungun jẹ apẹrẹ kan ti o wa ninu awọn okuta iyebiye ti o ni abẹrẹ ti abẹrẹ ti abẹrẹ (awọn alaye fun 65wt% ti egungun). Iwọn iyipada ti o ṣe iranlọwọ pẹlu ultrasonically nipasẹ Hap ati kolaginni ti awọn eroja pẹlu awọn ohun elo ti o dara si ni awọn ipese pupọ (wo awọn apẹẹrẹ diẹ ni isalẹ).

Awọn apẹẹrẹ ti o wulo:

Isopọ ti nano-HAp

Ninu iwadi ti Poinern et al. (2009), kan Hielscher UP50H iwadi-type ultrasonicator ti a ti ni ifijišẹ lo fun awọn sono-kolaginni ti HAp. Pẹlu ilosoke ti agbara agbara olutirasandi, iwọn awọn patikulu ti awọn crystallites HAp din ku. Awọn hydroxyapatite Nanostructured (HAp) ni a pese sile nipasẹ ilana itọju-tutu-iṣeduro ti ultrasonically iranlọwọ. Ca (KO3) ati KH25Ifiweranṣẹ4 Werde lo bi awọn ohun elo akọkọ ati NH3 bi awọn precipitator. Imukuro hydrothermal labẹ irradiation ti ultrasonic ti yorisi awọn ohun elo ti o ni ẹẹru HAp pẹlu iwọn morphology kan ni iwọn iwọn mita nano (eyiti o to 30nm ± 5%). Aini ati awọn alabaṣiṣẹpọ wa ri iyatọ sono-hydrothermal ni ipa-ọna aje pẹlu agbara agbara-ipele ti o lagbara lati ṣe iṣeduro ọja.

Isopọ ti gelantine-hydroxyapatite (Gel-HAp)

Brundavanam ati awọn alabaṣiṣẹpọ-ni-ni-ni-ni ti pese iṣeduro gelantine-hydroxyapatitis (Gel-HAp) ni abẹ awọn ipo sonication ti ko tọ. Fun igbaradi ti gelantine-hydroxyapatite, 1g ti gelatin ti wa ni tituka patapata ni 1000mL MilliQ omi ni 40 ° C. 2ML ti ojutu gelatine ti a pese silẹ lẹhinna ni a fi kun si Ca2 + / NH3 adalu. A ti mu adalu naa pọ pẹlu ohun kan UP50H ultrasonicator (50W, 30kHz). Nigba sonication, 60mL ti 0.19M KH2Ifiweranṣẹ4 ti a fi kun-ọgbọn ni afikun si adalu.
Gbogbo ojutu ti jẹ ọmọ fun 1h. Ti ṣayẹwo iye pH ati itọju ni pH 9 ni gbogbo igba ati ipin Ca / P ti ṣatunṣe si 1.67. Sisọtẹlẹ ti iṣaju funfun jẹ aṣeyọri nipasẹ centrifugation, ti o yorisi sisanra ti o nipọn. Awọn ayẹwo oriṣiriṣi oriṣiriṣi ni a tọju ni ina ileru fun 2h ni iwọn otutu ti 100, 200, 300 ati 400 ° C. Nitorinaa, a ti gba Gel-HAp lulú ni fọọmu granular, eyiti a lọ si iyẹfun daradara ati eyiti a ṣe akiyesi nipasẹ XRD, FE-SEM ati FT-IR. Awọn abajade fihan pe ultrasonication onírẹlẹ ati niwaju gelatine lakoko idagbasoke idagbasoke ti HAp ṣe igbelaruge alemora kekere - nitorinaa eyi ti o kere si ati ni apẹrẹ deede ti iyipo deede ti patikulu Gel-HAp nano-patikulu. Sonication onírẹlẹ ṣe iranlọwọ fun iṣelọpọ awọn patikulu nano-gel Gel-HAp nitori awọn ipa isọdọmọ ultrasonic. Eya amide ati carbonyl lati inu gelatine tẹlera eyi ni awọn patikulu nano HAp lakoko idagbasoke idagbasoke nipasẹ ibaraenisọrọ iranlọwọ sonochemically.
[Brundavanam et al. 2011]

Iduro ti Hap lori Titanium Platelets

Ozhukil Kollatha et al. (2013) ti ti fi awọn Ti farahan pẹlu hydroxyapatite. Ṣaaju ki o to iwadi naa, idaduro ti HAp ni a ṣe pẹlu homogenized pẹlu ẹya UP400S (Ẹrọ ultrasonic ultrasonic 400 watts pẹlu HH ultrasonic, akoko sonication 40 iṣẹju-aaya ni 75% titobi).

Oṣuwọn Hapa ti Silver

Ignatev ati awọn alabaṣiṣẹpọ-owo (2013) ni idagbasoke ọna ti o ni imọ-ara ti o niye ti fadaka ti awọn ẹwẹ titobi (AgNp) ti wọn gbe lori HAp lati ni awọ ti o ni ẹru HAp pẹlu awọn ohun elo antibacterial ati lati dinku ipa ti cytotoxic. Fun awọn deagglomeration ti awọn fadaka awọn ẹwẹ titobi ati fun wọn sedimentation lori hydroxyapatite, a Hielscher UP400S ti lo.

Ignatev ati awọn alabaṣiṣẹpọ rẹ lo ẹrọ ultrasonic-type-ẹrọ UP400S fun iṣelọpọ Hap ti fadaka.

Aṣeto ti olutọfa ti o lagbara ati ultrasonicator UP400S ti a lo fun igbaradi Hap ti a fi fadaka ṣe [Ignatev et al 2013]


Awọn ẹrọ ultrasonic ti o lagbara wa ni awọn irinṣẹ ti o gbẹkẹle lati ṣe itọju awọn patikulu ni aaye micron- ati iwọn ila-oorun. Boya o fẹ lati ṣopọ, tuka tabi ṣiṣẹ awọn nkan-ọrọ ni awọn iwẹ kekere fun idiyele iwadi tabi o nilo lati tọju awọn ipo ti o ga julọ ti awọn ohun elo ti o wa ni nano-lulú fun iṣowo ọja – Hielscher nfun ultrasonicator ti o yẹ fun awọn ibeere rẹ!

UP400S pẹlu ultrasonic riakito

ultrasonic homogenizer UP400S


Kan si wa / Beere fun Alaye siwaju sii

Ọrọ lati wa nipa rẹ processing awọn ibeere. A yoo so ti o dara julọ oso ati processing sile fun ise agbese rẹ.





Jọwọ ṣe akiyesi wa Ìpamọ Afihan.


Iwe-iwe / Awọn itọkasi

  • Brundavanam, RK; Jinag, Z.-T., Chapman, P .; Le, X.-T; Mondinos, N .; Fawcett, D .; Epa, GEJ (2011): Ipa ti dilute gelatine lori ultrasonic thermally iranlọwọ awọn kolaginni ti nano hydroxyapatite. Ultrason. Sonochem. 18, 2011. 697-703.
  • Cengiz, B .; Gokce, Y .; Yildiz, N .; Aktas, Z .; Calimli, A. (2008): Iṣelọpọ ati iṣejuwe awọn ẹwẹ titobi hydroyapatite. Awọn akopọ ati Awọn oju-ilẹ A: Physicochem. Eng Awọn aaye 322; 2008. 29-33.
  • Ignatev, M .; Rybak, T .; Gigun, G .; Scharff, W .; Marke, S. (2013): Plasma Sprayed Hydroxyapatite Coatings with Silver Nanoparticles. Acta Metallurgica Slovaca, 19/1; 2013. 20-29.
  • Jevtića, M .; Radulovićc, A .; Ignjatovića, N .; Mitrićb, M .; Uskoković, D. (2009): Apejọ ti a ṣakoso ti poly (d, l-lactide-co-glycolide) / hydroxyapatite mojuto-nanospheres ikara-iwọn labẹ ifihan itanna ultrasonic. Acta Biomaterialia 5/1; 2009. 208-218.
  • Kusrini, E .; Pudjiastuti, AR; Astutiningsih, S .; Harjanto, S. (2012): Igbaradi ti Hydroxyapatite lati Epo Bovine nipasẹ Awọn ọna Amuṣiṣẹpọ ti Ultrasonic ati Sisọgbẹ Gbigbe. Ti. Conf. lori Kemikali, Bio-Kemikali ati Awọn Imọ Ayika (ICBEE'2012) Singapore, Kejìlá 14-15, 2012.
  • Manafi, S .; Badiee, SH (2008): Ipa ti Ultrasonic lori Crystallinity ti Nano-Hydroxiapatite nipasẹ Wet Kemikali ọna. Ir J Pharma Sci 4/2; 2008. 163-168
  • Ozhukil Kollatha, V .; Chenc, Q .; Clossetb, R .; Luytena, J .; Trainab, K .; Mullensa, S .; Boccaccinic, AR; Clootsb, R. (2013): AC vs. DC Electrophoretic Iduro ti Hydroxyapatite lori Titanium. Iwe akosile ti European Society Ceramic Society 33; 2013. 2715-2721.
  • Ekuro, GEJ; Brundavanam, RK; Thi Le, X .; Fawcett, D. (2012): Awọn ohun elo Ikanṣe ti Seramiki ti ko niiye ti o ti inu ọgbọn ọgbọn ti a ti ni Sized Pattern Based Powder of Hydroxyapatite for Potential Hard Tissue Engineering Applications. Amẹrika Akosile ti Imọ-ẹrọ ti Ẹmi 2/6; 2012. 278-286.
  • Poinern, GJE; Brundavanam, R .; Thi Le, X .; Djordjevic, S .; Prokic, M .; Fawcett, D. (2011): Ipilẹ agbara ati ipa ultrasonic ni dida ti nanometer asekale hydroxyapatite bio-seramiki. Iwe akọọlẹ International ti Nanomedicine 6; 2011. 2083–2095.
  • Poinern, GJE; Brundavanam, RK; Mondinos, N.; Jiang, Z.-T. (2009): Iṣelọpọ ati iṣejuwe ti nanohydroxyapatite lilo ọna iranlọwọ olutirasandi. Ultrasonics Sonochemistry, 16/4; 2009. 469- 474.
  • Soypan, I .; Mel, M .; Ramesh, S .; Khalid, KA: (2007): Ẹrọ hydroxyapatite ti ko lagbara fun awọn ohun elo egungun artificial. Imọ ati ọna ẹrọ ti Awọn ohun elo ti ilọsiwaju 8. 2007. 116.
  • Suslick, KS (1998): Kirk-Othmer Encyclopedia of Technology Technology; 4th Ed. J. Wiley & Awọn ọmọ: New York, Vol. 26, 1998. 517-541.

Awọn ohun elo ultrasonic fun ibujoko-oke ati gbóògì gẹgẹbi UIP1500hd n pese aaye ti o ni kikun.

ultrasonic ẹrọ UIP1500hd pẹlu sisan-nipasẹ riakito