مقایسه‌ی ساختاری هیدروکسی‌آپاتیت نانوکریستال طبیعی و سنتز شده

نوع مقاله : Original Article(s)

نویسندگان

1 مربی، دانشکده‌ی مهندسی مواد، دانشگاه آزاد اسلامی، واحد نجف آباد، اصفهان، ایران

2 استادیار، گروه فیزیک و مهندسی پزشکی دانشکده‌ی پزشکی، دانشگاه علوم پزشکی اصفهان، اصفهان، ایران

3 دانشیار، دانشکده‌ی مهندسی مواد، دانشگاه آزاد اسلامی، واحد نجف آباد، اصفهان، ایران

چکیده

مقدمه: هیدروکسی‌آپاتیت جزء معدنی و اصلی تشکیل دهنده‌ی استخوان می‌باشد که در درمان ضایعات استخوان و یا ساخت کاشتنی‌های مورد استفاده در دندانپزشکی یا ارتوپدی به علت زیست سازگاری آن کاربرد فراوان دارد. رفتار زیستی هیدروکسی‌آپاتیت به عوامل زیادی نظیر، ترکیب شیمیایی و فازی، ریز ساختار، اندازه و حجم تخلخل‌ها بستگی دارد. از سوی دیگر، نانوکریستال‌های هیدروکسی‌آپاتیت به دلیل بهبود کارایی زیستی از جمله هم‌بندی با بافت استخوانی و تشکیل استخوان جدید بر روی سطح‌شان بسیار مورد توجه قرار گرفته‌اند.روش‌ها: در این تحقیق، پودر نانوکریستال هیدروکسی‌آپاتیت به روش‌های حرارتی و مکانوشیمیایی سنتز شده و مورد مقایسه‌ی ساختاری قرار گرفته است.یافته‌ها: محصول به دست آمده از هر دو فرایند، تک فاز هیدروکسی‌آپاتیت می‌باشد و هیچگونه فاز پایدار اضافی مشاهده نشد. نتایج محاسبات نشان می‌دهد که درجه‌ی بلوری شدن محصول تولید شده به روش‌های حرارتی و مکانوشیمیایی به ترتیب 86/92 و 72/6 درصد بوده است. ذرات به طور عمده مورفولوژی شبه کروی داشتند و اندازه‌ی ذرات در نمونه‌ی سنتز شده به روش حرارتی و مکانوشیمیایی به ترتیب حدود 85 و 58 نانومتر بود.نتیجه‌گیری: نتایج آنالیز فازی نشان می‌دهد که محصول حاصل از هر دو فرایند تک فاز هیدروکسی‌آپاتیت می‌باشد. از سوی دیگر، بررسی گروه‌های عاملی بیان‌گر آن است که تمام پیک‌های مشخصه‌ی هیدروکسی‌آپاتیت در محصول وجود دارد و محصول از درجه‌ی خلوص بالایی برخوردار است.

کلیدواژه‌ها


عنوان مقاله [English]

Structural Comparison of Natural and Synthetic Nanocrystalline Hydroxyapatite

نویسندگان [English]

  • Mohammad Reza Foroughi 1
  • Bahman Nasiri Tabrizi 1
  • Saeed Karbasi 2
  • Reza Ebrahimi Kahrizsangi 3
1 Lecturer, Department of Materials Engineering, Najafabad Branch, Islamic Azad University, Isfahan, Iran
2 Assistant Professor, Department of Medical Physics and Biomedical Engineering, School of Medicine, Isfahan University of Medical Sciences, Isfahan, Iran
3 Associate Professor, Department of Materials Engineering, Najafabad Branch, Islamic Azad University, Isfahan, Iran
چکیده [English]

Background: Hydroxyapatite is the main mineral component of bones. Due to its high biocompatibility, it is widely used in the treatment of bone lesions or production of dental or orthopedic implants. Biological behavior of hydroxyapatite depends on many factors such as chemical composition and phase, microstructure, size, and porosity volume. On the other hand, other hydroxyapatite nanocrystals have received increased attention due to their improved bio-efficiency including connectivity and formation of new bones on their surface.Methods: In this research, nanocrystalline hydroxyapatite powder was synthesized by thermal synthesis or mechanochemical methods. The structures of the two types were then compared.Findings: Products obtained from both processes was single-phase hydroxyapatite. No other stable phases were detected. Degrees of crystalline of the products of thermal synthesis and mechanochemical methods were 92.86% and 6.72%, respectively. Most particles had quasi-spherical morphology. In addition, particle sizes of products of heating and mechanochemical methods were 85 and 58 nm, respectively. Conclusion: Phase analysis showed that the product of both processes was single-phase hydroxyapatite. On the other hand, all characteristic peaks were present in the product and it had high purity.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Thermal synthesis
  • Mechanochemical
  • Nanostructure
  • Hydroxyapatite
  1. Fellah BH, Josselin N, Chappard D, Weiss P, Layrolle P. Inflammatory reaction in rats muscle after implantation of biphasic calcium phosphate micro particles. J Mater Sci Mater Med 2007; 18(2): 287-94.
  2. Orlovskii VP, Komlev VS, Barinov SM. Hydroxyapatite and Hydroxyapatite-Based Ceramics. Inorganic Materials 2002; 38(10): 973-84.
  3. Dorr LD, Wan Z, Song M, Ranawat A. Bilateral total hip arthroplasty comparing hydroxyapatite coating to porous-coated fixation. The Journal of arthroplasty 1998; 13(7): 729-36.
  4. Rhee SH. Synthesis of hydroxyapatite via mechanochemical treatment. Biomaterials 2002; 23(4): 1147-52.
  5. Asada M, Miura Y, Osaka A, Oukami K, Nakamura S. Hydroxyapatite crystal growth on calcium hydroxyapatite ceramics. Journal of Materials Science 1988; 23(9): 3202-5.
  6. Jarcho M, Bolen CH, Thomas MB, Bobick J, Kay JF, Doremus RH. Hydroxylapatite synthesis and characterization in dense polycrystalline form. Journal of Materials Science 1976; 11(11): 2027-35.
  7. Liu DM, Troczynski T, Hakimi D. Effect of hydrolysis on the phase evolution of water-based sol-gel hydroxyapatite and its application to bioactive coatings. J Mater Sci Mater Med 2002; 13(7): 657-65.
  8. Sada E, Kumazama H, Murakami Y. Hydrothermal Synthesis of Crystalline Hydroxyapatite Ultrafine Particles. Chem Eng Comm 1991; 103: 57-64.
  9. Choi D, Marra G, Kumta N. Chemical synthesis of hydroxyapatite/poly (e-caprolactone) composites. Materials Research Bulletin 2004; 39(3): 417-32.
  10. Manjubala M, Siva Kumar TS, Sampath K. PandurangaRao, crystallization in a large volumecreatine supplement solution made from effervescent powders. J Mater science Mater Med 2000, 11: 705-9.
  11. Rivera EM, Araiza A, Brostow W, Castano VM, Diza-Estrada JR, Hemandez R. Synthesis of hydroxyapatite from eggshells. Material Letters 1999; 41: 128-34.
  12. Dupoirieux L. Powdered eggshell in the repair of cystic cavities of the jaw. Br J Oral Maxillofac Surg 1999; 37: 467-71.
  13. Lee SJ, Lee YC, Yoon YS. Characteristics of calcium phosphate powders synthesized from cuttlefish bone and phosphoric acid. J Ceramic Process Res 2007; 8(6): 427-30
  14. Jinawath S, Pongkao D, Yoshimura M. Hydrothermal synthesis of hydroxyapatite from natural source. J Mater Sci Mater Med 2002; 13(5): 491-4.
  15. Landi E, Tampieri A, Celotti G, Sprio. Densification behaviour and mechanisms of synthetic hydroxyapatites. Journal of the European Ceramic Society 2000; 20(14-15): 2377-87.