Sono-síntesis nano-hidroxiapatita

Le hidroxiapatita (TS'O'OK wa HAp) leti' jump'éel ba'alo'ob yéetel k'at bioactiva jach frecuentada yéetel fines ts'aako'ob debido a u ba'ax similar ti' le xooko'obo' óseo. Le síntesis asistida tumen ultrasonidos (sonosíntesis) tu hidroxiapatita u ti'al jump'éel láaka exitosa producir HAp nanoestructurado yéetel le asab ka'anatako'ob estándares calidad. U bejil ultrasónica cha'antik producir HAp nanocristalinos, bey partículas modificadas, je'ebix, nanoesferas núcleo yéetel compuestos.

Hidroxiapatita: jump'éel mineral versátil

Le hidroxiapatita wa hidroxiapatita (HAp, bey xan TS'O'OK) leti' jump'éel bix mineral ku yúuchul u apatita cálcica yéetel le fórmula Ca5(PO4)3(Jay). Utia'al denotar ti' le celda unitaria ti' cristal comprende ka'ap'éel le, ku u ts'íibta'al Ca10(PO4)6(Jay).2. Le hidroxiapatita jach le miembro final ti' le hidroxilo le complejo múuch' le apatitas. Le ion Jay - je'el u páajtal u reemplazado tumen fluoruro, cloruro wa carbonato, produciendo fluorapatita wa clorapatita. Cristaliza ti' le yaan cristalino hexagonal. Le HAp ku leti'e', k'ajolo'on bey xooko'obo' óseo, ts'o'ok u tak le 50 ti chúumuk tu peso u baakel le jump'éel bix juubulo'ob u hidroxiapatita.
Ti' ts'aak, le HAp poroso nanoestructurado jach jump'éel xooko'obo' ts'áik ti' le ka'anatako'ob baako'obo' artificiales. Debido a u ma'alo'ob biocompatibilidad ti' le máax ku óseo yéetel u composición química similar ti' le xooko'obo' óseo, le ba'alo'ob yéetel k'at porosa HAp ts'o'ok Kaxa'antbil juntúul nuxi' búukinta'al ti' aplicaciones biomédicas, incluida regeneración tejido óseo, le proliferación t'aan yéetel le ma'alo'ob meyaj ku beetik fármacos.
"Ti' le ingeniería jach óseos u ts'o'ok aplicado bey xooko'obo' xa'ak'óol utia'al u defectos óseos yéetel aumentos, material u injerto óseo artificial yéetel cirugía revisión prótesis. U ka'anal superficie conduce jump'éel excelente osteoconductividad yéetel reabsorción, proporcionando jump'éel séeba'an tuméen óseo". [Soypan et le. 2007] Tune', ya'ab implantes modernos u recubiertos yéetel hidroxiapatita.
Uláak' ka'anatako'ob prometedora ti' le hidroxiapatita microcristalina le u búukinta'al bey “Construcción baako'obo'” Suplemento yéetel absorción superior ti' comparación yéetel le calcio.
Beyxan ti' kaambalilo'ob u búukinta'al bey xooko'obo' reparación baako'obo' yéetel koj, ku páajtal kaxtik uláak' aplicaciones u HAp ti' catálisis ti', producción fertilizantes, bey compuesto ti' yik'áalil farmacéuticos, tu aplicaciones cromatografía proteínas yéetel procesos ti' ja'.

Ultrasonido potencia: táanil yéetel impacto

Le sonicación ku describe bey juntúul tuukula' le ku meyajtiko'ob jump'éel jach yáax acústico, ku acopla u ka'a líquido. Le ondas ultrasónicas ku propagan ti' le líquido yéetel ku ts'áiko'ob ciclos alternos alta yéetel baja presión (compresión yéetel rarefacción). Ichil le fase rarefacción emergen mejen burbujas u vacío wa vacíos ti' le líquido, ku nuuktalo'ob a lo largo de ya'ab ciclos alta yéetel baja presión tak ka le burbuja ma' u páajtal u múuch'ik asab energía. Ti' le fase, le burbujas implosionan violentamente ichil jump'éel fase compresión. Ichil le colapso le burbuja, ku libera nojoch cantidad energía ti' bix u ondas choque, altas temperaturas (aprox. 5.000 k'uj) yéetel presiones (aprox. 2.000 atm). Ku ts'o'okole', le "ti'its calientes" ku caracterizan tumen velocidades u enfriamiento jach altas. Implosión le burbuja xan ts'aik kúuchil ti' chooj ta'an líquido tak 280 m leti' s u velocidad. Le Uláak ba'al denomina ku cavitación.
Le kéen a muuk' extremas, ku generan ichil le colapso le burbujas cavitación, expanden ti' le ka'a sonicado, le partículas yéetel gotas ku yiliko'ob afectadas – Ku resulta ti' jump'éel colisión ichil partículas ti' modo ti' le sólido ku jaat. Ti' le modo, ku logra u reducción le Buka'aj le partículas bey le molienda, le desaglomeración yéetel le dispersión. Le partículas ku páajtal diminutar Buka'aj submicrónico ka nanométrico.
Beyxan ti' kaambalilo'ob le táanil mecánicos, le potente sonicación je'el crear radicales libres, ch'ak moléculas yéetel ku activar le meyajo'ob le partículas. Le Uláak ba'al u leti'e', k'ajolo'on bey sonoquímica.

Sonosíntesis

Jump'éel Ts'a'akal ultrasónico ti' le suspensión ku ts'aik bey resultado partículas jach finas yéetel juntúul distribución xan, ti' modo u crean asab lu'umo'. lelo'oba' u nucleación utia'al u precipitación.
Le partículas ku HAp sintetizadas tumen ultrasonidos muestran jump'éel menor nivel aglomeración. Le menor tendencia ti' le aglomeración HAp sintetizada tumen ultrasonidos bin confirmada, je'ebix, tuméen le análisis FESEM (Field Emission Scanning Electron Microscopy) u Poinern et ti' le. (2009).

Le ultrasonidos asisten yéetel promueven le reacciones químicas tumen cavitación ultrasónica yéetel u físicos táanil ku influyen Jun ti' le morfología le partículas ichil le fase tuméen. Le k'ajle' ventajas u ultrasonicación u ts'aik kúuchil ti' wa u mezclas reacción superfinas wa u reacción superfinas le

  • (1) aumento ti' le velocidad reacción,
  • (2) Disminución le k'iin procesamiento
  • (3) jump'éel mejora tuláakal ti' u búukinta'al eficiente le energía.

Poinern et ti' le. (2011) desarrollaron jump'éel bejil química húmeda ku meyajtiko'ob nitrato calcio tetrahidratado (Ca[NO3]2 · 4 H 2O) yéetel dihidrógeno fosfato potasio (KH2PO4) bey reactivos k'ajle'. Utia'al u kanik le je'o' pH ichil le síntesis, ku añadió hidróxido amonio (NH4OH).
Le procesador ultrasonido ka'ach jump'éel UP50H (50 W, 30 kHz, Sonotrodo MS7 yéetel 7 mm metros) u Hielscher Ultrasonics.

Hidroxiapatita calcio dispersada tumen ultrasonidos

Hidroxiapatita calcio reducida yéetel dispersada tumen ultrasonidos

Wook le síntesis nano-HAP:

Juntúul solución 40 mL 0,32M Ca (MA'3)2 · 4 H2Wa u beet ti' jump'éel chan vaso u precipitados. Tu continuación u pH le solución ajustó ti' 9,0 yéetel yan 2,5 mL u NH4Jay. Le solución sonicó yéetel le UP50H ti' le 100 ti chúumuk amplitud ichil 1 p'isib.
Tu xuul ti' le yáax p'isib, jump'éel solución 60 mL 0,19 M [KH]2PO4] u añadió Chaambel gota ti' gota ti' le yáax solución ka' jo'op' u sometía segunda p'isib irradiación ultrasónica. Ichil le tuukula' mezcla, u comprobó le je'o' pH yéetel u mantuvo ti' 9, ka' jo'op' u le relación Ca leti' p'el mantuvo ti' 1,67. Tu continuación le solución ku filtró yo'osal centrifugación (~2000 g), paach le ba'ax le precipitado sak resultante ku dosificó ichil ya'abkach muestras utia'al u Ts'a'akal térmico.
Le meyajo'ob ultrasonidos ti' le procedimiento ku síntesis previo ti' u Ts'a'akal térmico yaan jump'éel influencia significativa u formación le precursores iniciales ti' partículas nano-HAP. Le ba'ala' k'a'ana'an u u le Buka'aj partícula táan ti' le nucleación yéetel u nojochil le meeyajo' ti' tuméen le xooko'obo', ku bin u ka'atéen táan ti' le grado supersaturación ichil le fase líquida.
Ku ts'o'okole', tuukulo'oba' le Buka'aj partícula bix u morfología u páajtal u yiliko'ob u Jun influenciados ichil le tuukula' síntesis. Le efecto u ya'abtal u potencia le ultrasonido 0 ti' 50W tu ye'esaj ka'ach páajtal disminuir le Buka'aj partícula bey ma' u Ts'a'akal térmico.
Le aumento potencia ultrasónica utilizada utia'al u irradiar le líquido indicaba ti' u táan produciendo jump'éel asab meyaj ku u burbujas leti' cavitaciones. Lela', yaan u ka'atéen, produjo asab lu'umo'. lelo'oba' u nucleación yéetel, bey resultado, le partículas formadas mentik kex le lu'umo'. lelo'oba' ku asab mejen. Ku ts'o'okole', le partículas expuestas períodos asab chowaktako'ob ti' irradiación ultrasónica muestran menos aglomeración. Le datos yéetel u FESEM u confirmado u reducción le aglomeración partículas ka u utilizan ultrasonidos ichil le tuukula' síntesis.
Le partículas nano-HAp ti' le rango Buka'aj nanométrico yéetel morfología esférica ku produjeron utilizando jump'éel láaka precipitación química húmeda te' meyajo'ob ultrasonidos. Ku comprobó u le ba'ax jach ka u morfología le polvos nano-HAP resultantes dependían u potencia u fuente u irradiación ultrasónica yéetel le posterior Ts'a'akal térmico utilizado. Ka'ach evidente u meyajo'ob ultrasonidos ti' le tuukula' síntesis promovía le reacciones químicas yéetel le físicos táanil ku posteriormente producían le polvos ultrafinos ti' nano-HAp ka' u Ts'a'akal térmico.

Ultrasonidos continuos yéetel juntúul célula flujo vidrio

Sonicación ti' jump'éel cámara reactor ultrasónico

Hidroxiapatita:

  • Noj bejo' mineral inorgánico u fosfato calcio
  • Ka'anal biocompatibilidad
  • biodegradabilidad chaanbelil
  • osteoconductor
  • Ma' tóxico
  • Ma' inmunogénico
  • U páajtal combinar yéetel polímeros yo'osal u chíikpajal ba'ax vidrio
  • Ma'alob ba'ax absorción ti', matriz ti' uláak' moléculas
  • Excelente sustituto óseo
Le homogeneizadores ultrasónicos ku potentes nu'ukul yo'osal sintetizar yéetel funcionalizar partículas, bey le HAp

ultrasonido bin yano'ob sonda UP50H

Síntesis u HAp ti' u bejil ultrasónica k'iin-Gel

Bejil k'iino'-gel asistida tumen ultrasonidos utia'al u síntesis partículas HAp nanoestructuradas:
Xooko'obo':
– reactivos: Nitrato calcio Ca (MA'3)2, hidrogenofosfato diamónico (NH4)2HPO4, Hidroóxido sodio NaOH;
– Tubo ensayo 25 ml

  1. Disolver Ca (MA'3)2 ka (NH4)2HPO4 tu ja' destilada (relación molar calcio leti' joop: 1,67).
  2. Agregue jump'íit u NaOH le solución utia'al u mantener u pH mentik kex 10.
  3. Ts'a'akal ultrasónico yéetel jump'éel UP100H (sonotrodo MS10 ti', amplitud 100 ti chúumuk).
  • Le síntesis hidrotermales u tu mentajo'ob u 150 ° C ti' 24 h ti' horno eléctrico.
  • Ka' reacción, le HAp cristalino ku páajtal jooch tumen centrifugación yéetel p'o' yéetel desionizada ja'.
  • Análisis le nanopolvo HAp k'aamiko'ob tuláakal tumen microscopía (SEM, TEM,) yo'osal u chíikpajal ba'ax espectroscopía (FT-BIN). Le nanopartículas HAp sintetizadas muestran jump'éel ka'anal cristalinidad. Je'el u páajtal u yilo'ob jump'éel morfología yaanal en función de le k'iin sonicación. Jump'éel sonicación asab prolongada je'el u páajtal u ts'áaj kúuchil nanovarillas HAp uniformes yéetel ka'anal relación bey yéetel juntúul cristalinidad ultra ka'anal. [cp. Manafi et le. 2008]

Uchik u péeksa'al u HAp

Debido a u fragilidad le ka'anatako'ob HAp Chen séen le limitada. Ti' le investigación materiales, ku séen realizado ya'ab esfuerzos utia'al u modificar le HAp yo'osal polímeros, ts'o'ok u u baakel ku yúuchul le jump'éel compuesto formado chuunil laat'a'an tumen cristales HAp Buka'aj nanométrico ti' beyo' púuts' (leti' yan le 65 ti chúumuk tu peso u baakel). Le asistida tumen ultrasonidos HAp yéetel le síntesis materiales compuestos yéetel ba'alo'ob u xooko'obo' mejoradas uchik u péeksa'al ts'abal ya'ab k'oja'ano'ob posibilidades (wilik u Ts'ts'e'oka'an in continuación).

Ejemplos prácticos:

Síntesis nano-HAp

Ti' le xooko' Poinern et ti' le. (2009), jump'éel Hielscher UP50H Le ultrasonido bin yano'ob sonda ku utilizó belal utia'al u sonosíntesis HAp. Yéetel u aumento le energía ultrasónica, le Buka'aj le partículas le cristalitos HAp Jáatspaj. Le hidroxiapatita nanoestructurada (HAp) ku beet yo'osal jump'éel láaka precipitación húmeda asistida tumen ultrasonidos. Ca (MA'3) yéetel KH25PO4 werde utilizado bey xooko'obo' noj bejo' ka NH3 Bey le precipitador. Le precipitación hidrotermal yáanal irradiación ultrasónica tu kúuchil u partículas u HAp Buka'aj nanométrico yéetel juntúul morfología esférica ti' le rango Buka'aj nanométrico (aprox. 30 nm ± 5 ti chúumuk). Poinern yéetel u colaboradores tu kaxtajo'ob u sonohidrotermal le síntesis ka'ach jump'éel bejil leti' yéetel jump'éel k'a'am Buka'aj u ba'al u ampliación utia'al u producción comercial.

Síntesis gelantina-hidroxiapatita (Gel-HAp).

Brundavanam yéetel u colaboradores u preparado belal jump'éel compuesto gelantina-hidroxiapatita (Gel-HAp) tu condiciones u sonicación suaves. Utia'al u wa u gelantina-hidroxiapatita yilik, u ts'o'ok disuelto completamente 1 g gelatina ti' 1000 ml ja' MilliQ ti' 40 ° kuxtal in continuación u añadieron 2 ml solución gelatina preparada le Ca2 + leti' NH3 mezcla. Le mezcla sonicó yéetel jump'éel UP50H ultrasonido (50W, 30kHz). Ichil le sonicación, 60 ml 0,19 M KH2PO4 u agregaron gotamente ti' le mezcla.
Tuláakal le solución ku sonicó ichil 1 p'isib. Le je'o' pH ku controló yéetel u mantuvo u pH 9 ti' tuláakal súutuko' yéetel le relación Ca leti' p'el ajustó u 1,67. Filtración le sak precipitado ku logró tumen centrifugación, ba'ax tu ts'áaj bey resultado jump'éel suspensión tat. Jejeláas muestras bino'ob tratadas térmicamente te' píib tubular ichil 2 h u temperaturas 100, 200, 300 yéetel 400 ° kuxtal Le modo, ku obtuvo jump'éel juuch'bil Gel-HAp ti' beyo' granular, u molió tak ku beetubaj jump'éel juuch'bil fino yéetel u caracterizó tumen XRD, FE-SEM yéetel FT-BIN. Ya'ala'al máaxo'ob máano'ob muestran ti' le ultrasonicación leve yéetel le meyajo'ob gelatina ichil le fase tuméen le HAp promueven jump'éel menor adhesión, ku ts'aik u kúuchil ti' jump'éel bix esférica asab chichanen yéetel síijik ti' le nanopartículas Gel-HAp. Le leve sonicación ku yáantik le síntesis partículas gel-HAp Buka'aj nanométrico debido a le táanil homogeneización ultrasónica. Le ba'alche'obo' amida yéetel carbonilo le gelatina ku adhieren posteriormente ti' le nanopartículas ku HAp ichil le fase tuméen yo'osal jump'éel interacción asistida tumen sonoquímica.
[Brundavanam et. 2011]

Deposición u HAp ti' plaquetas titanio

Ozhukil Kollatha et ti' le. (2013) ts'o'ok u recubierto placas ti' Ti yéetel hidroxiapatita. Bey ma' deposición, le suspensión HAp homogeneizó yéetel jump'éel UP400S (Dispositivo ultrasónico u 400 vatios yéetel bocina ultrasónica H14, k'iinil sonicación 40 segundos ti' le 75 ti chúumuk amplitud).

HAp recubierto u plata

Ignatev ka colaboradores (2013) desarrollaron jump'éel método biosintético le u depositaron nanopartículas plata (AgNp) yóok'ol HAp tia'al jump'éel recubrimiento ti' HAp yéetel propiedades antibacterianas yéetel disminuir le efecto citotóxico. Utia'al u desaglomeración le nanopartículas plata yéetel utia'al u sedimentación ti' le hidroxiapatita, juntúul Hielscher UP400S U utilizó.

Ignatev yéetel u colaboradores utilizaron le dispositivo bin yano'ob sonda ultrasónica UP400S utia'al u producción HAp recubierto u plata.

Juntúul configuración agitador magnético yéetel ultrasonido UP400S Utilizó utia'al wa u Hap recubierto u plata yilik [Ignatev et le 2013]

K potentes dispositivos ultrasónicos le nu'ukulo'ob fiables utia'al u k'aax partículas ti' le rango Buka'aj submicrónico ka nanométrico. Ts'o'ok je'el u desee sintetizar, dispersar wa funcionalizar partículas ti' tubos mejen yéetel fines investigación wa ku necesite k'aax nukuch volúmenes lodos nanopolvo utia'al u producción comercial – Hielscher k'u'ubul le ultrasonido adecuado utia'al u kajtalo'ob ichil.

UP400S yéetel reactor ultrasónico

Homogeneizador ultrasónico UP400S

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Bibliografía leti' Referencias

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