Nội dung được dịch bởi AI, chỉ mang tính chất tham khảo
Nghiên cứu so sánh về tính chất lý hóa của bột hydroxyapatite được chiết xuất từ các nguồn tự nhiên và tổng hợp
Tóm tắt
Hydroxyapatite (HA) được sử dụng hiệu quả làm vật liệu sinh học cấy ghép vì nó có cấu trúc gần giống với apatite xương và thể hiện tính tương thích sinh học tốt. Trong nghiên cứu này, các bột HA được sản xuất bằng cách thiêu kết từ các xương tự nhiên bao gồm xương người, bò, lạc đà và ngựa, cũng như qua phương pháp sol-gel. Các đặc trưng của bột HA tự nhiên và HA tổng hợp được nghiên cứu bằng phương pháp nhiễu xạ tia X (XRD), huỳnh quang tia X (XRF), phổ hồng ngoại biến đổi Fourier (FTIR) và kính hiển vi điện tử quét (SEM), kết hợp với kính hiển vi điện tử truyền (TEM). Để xác minh tính tương thích sinh học của các bột HA này, xét nghiệm MTT đã được áp dụng. Kết quả XRD cho thấy rằng các bột HA đã được sản xuất thành công từ các nguồn khác nhau. Ngoài ra, từ phân tích XRF rõ ràng cho thấy các thành phần chính của chúng là Ca và P. Hơn nữa, kích thước của các hạt nằm trong khoảng nanomet và chúng cho thấy các tập hợp bao gồm nhiều tinh thể nano. Quang phổ FTIR của tất cả các mẫu đã chứng minh sự hiện diện của các nhóm CO3^2-, PO4^3- và OH– trong các bột. Ngoài ra, xét nghiệm MTT cho thấy sự phát triển của tế bào trong sự hiện diện của bột nano HA từ ngựa và người đã được kích thích.
Từ khóa
#Hydroxyapatite #bột hydroxyapatite #tính tương thích sinh học #xét nghiệm MTT #phân tích XRF #phân tích XRD #phổ FTIR #kính hiển vi điện tửTài liệu tham khảo
Fathi, M.H., Hanifi, A., and Mortazavi, V, Preparation and bioactivity evaluation of bone-like hydroxyapatite nanopowder, J. Mater. Process. Technol., 2008, vol. 202, no. 1–3, pp. 536–542.
Ferraz, M.P., Monteiro, F.J., and Manuel, C.M, Hydroxyapatite nanoparticles: A review of preparation methodologies, J. Appl. Biomater. Biomechan., 2004, vol. 2, pp. 74–80.
Costescu, A., Pasuk, I., Ungureanu, F., Dinischiotu, A., Costache, M., Huneau, F., et al., Physico-chemical properties of nano-sized hexagonal hydroxyapatite powder synthesized by sol–gel, Digest J. Nanomater. Biostructures, 2010, vol. 5, pp. 989–1000.
Sanosh, K.P., Chu, M., Balakrishnan, A., Kim, T.N., and Cho, S., Preparation and characterization of nanohydroxyapatite powder using sol-gel technique, 2009, vol. 32, pp. 465–470.
Agrawal, K., Singh, G., Puri, D., and Prakash, S, Synthesis and characterization of hydroxyapatite powder by sol-gel method for biomedical application, J. Miner. Mater. Characterization Eng., 2011, vol. 10, pp. 727–734.
Webster, T.J., Ergun, C., Doremus, R.H., Siegel, R.W., and Bizios, R, Enhanced functions of osteoblasts on nanophase ceramics, Biomaterials, 2000, vol. 21, pp. 1803–1810.
Webster, T.J., Ergun, C., Doremus, R.H., Siegel, R.W., and Bizios, R, Enhanced osteoclast-like cell functions on nanophase ceramics, Biomaterials, 2001, vol. 22, pp. 1327–1333.
Merry, J.C., Gibson, I.R., Best, S.M., and Bonfield, W, Synthesis and characterization of carbonate hydroxyapatite, J. Mater. Sci.: Mater. Med., 1998, vol. 9, no. 12, pp. 779–783. doi 10.1023/a:1008975507498
Mezahi, F.Z., Oudadesse, H., Harabi, A., le Gal, Y., and Cathelineau, G, Sintering effects on physico chemical properties of bioactivity of natural and synthetic hydroxyapatite, J. Austral. Ceram. Soc., 2011, vol. 47, pp. 23–27.
Lin, F.H., Liao, C.J., Chen, K.S., and Sun, J.S, Preparation of a biphasic porous bioceramic by heating bovine cancellous bone with Na4P2O7 · 10H2O addition, Biomaterials, 1999, vol. 20, pp. 475–484.
Doostmohammadi, A., Monshi, A., Salehi, R., Fathi, M.H., Karbasi, S., Pieles, U., et al., Preparation, chemistry and physical properties of bone-derived hydroxyapatite particles having a negative zeta potential, Mater. Chem. Phys., 2012, vol. 132, no. 2–3, pp. 446–452.
Ooi, C.Y., Hamdi, M., and Ramesh, S, Properties of hydroxyapatite produced by annealing of bovine bone, Ceram. Int., 2007, vol. 33, no. 7, pp. 1171–1177.
Ozawa, M. and Suzuki, S, Microstructural development of natural hydroxyapatite originated from fishbone waste through heat treatment, J. Am. Ceram. Soc., 2002, vol. 85, pp. 1315–1317.
Joschek, S., Nies, B., Krotz, R., and Gopferich, A, Chemical and physicochemical characterization of porous hydroxyapatite ceramics made of natural bone, Biomaterials, 2000, vol. 21, no. 16, pp. 1645–1658.
Barakat, N.A.M., Khalil, K.A., Sheikh, F.A., Omran, A.M., Gaihre, B., Khil, S.M., et al., Physiochemical characterizations of hydroxyapatite extracted from bovine bones by three different methods: Extraction of biologically desirable HAp, Mater. Sci. Eng. C, 2008, vol. 28, no. 8, pp. 1381–1387.
Akao, M., Aoki, H., and Kato, K, Mechanical properties of sintered hydroxyapatite for prosthetic applications, J. Mater. Sci., 1981, vol. 16, pp. 809–812.
Martin, R.I. and Brown, P.W, Mechanical properties of hydroxyapatite formed at physiological temperature, J. Mater. Sci.: Mater. Med., 1995, vol. 6, pp. 138–143.
Monmaturapoj, N. and Yatongchai, C, Effect of sintering on microstructure and properties of hydroxyapatite produced by different synthesizing methods, J. Met., Mater. Miner., 2010, vol. 20, pp. 53–61.
Mondal, S., Mondal, B., Dey, A., and Mukhopadhyay, S.S, Studies on processing and characterization of hydroxyapatite biomaterials from different bio wastes, J. Miner. Mater. Characterization Eng., 2012, vol. 11, pp. 55–67.
Taniguchi, Y., Tamaki, T., Oura, H., Hashizume, H., and Minamide, A, Sintered bone implantation for the treatment of benign bone tumours in the hand, J. Hand. Surg. Br., 1999, vol. 24, pp. 109–112.
Landi, E., Tampieri, A., Celotti, G., and Sprio, S, Densification behaviour and mechanisms of synthetic hydroxyapatites, J. Europ. Ceram. Soc., 2000, vol. 20, pp. 2377–2387.
Pang, Y.X. and Bao, X, Influence of temperature, ripening time and calcination on the morphology and crystallinity of hydroxyapatite nanoparticles, J. Europ. Ceram. Soc., 2003, vol. 23, no. 10, pp. 1697–1704.
JCPDS Card no. 9-432, 1996.
Rajkumar, M, Meenakshi Sundaram, N., and Rajendran, V., Preparation of size controlled, stoichiometric and bioresorbable hydroxyapatite nanorod by varying initial ph, ca/p ratio and sintering temperature, Digest J. Nanomaterials Biostructures, 2011, vol. 6, pp. 169–179.
Liu, D.M., Yang, Q., Troczynski, T., and Tsenga, W.J, Structural evolution of sol–gel-derived hydroxyapatite, Biomaterials, 2002, vol. 23, pp. 1679–1687.
Ruksudjarit, A., Pengpat, K., Rujijanagul, G., and Tunkasiri, T, Synthesis and characterization of nanocrystalline hydroxyapatite from natural bovine bone, Curr. Appl. Phys., 2008, vol. 8, no. 3–4, pp. 270–272.
Randolph, A.D. and Larson, M.A., Theory of Particulate Processes, 2nd ed., New York: Academic Press, 1986.
Gomez-Morales, J., Torrent-Burgues, J., and Rodriguez-Clemente, R., Crystal size distribution of hydroxyapatite precipitated in a MSMPR reactor, Crystal Res. Technol., 2001, vol. 36, no. 8–10, pp. 1065–1074. doi 10.1002/1521-4079(200110)36:8/10<1065::aid-crat1065>3.0.co;2-g
Santos, M.H, Oliveira, Md, Souza, LPdF, Mansur, H.S., and Vasconcelos, W.L., Synthesis control and characterization of hydroxyapatite prepared by wet precipitation process, Mater. Res., 2004, vol. 7, pp. 625–630.
Doostmohammadi, A., Monshi, A., Fathi, M.H., and Braissant, O, A comparative physico-chemical study of bioactive glass and bone-derived hydroxyapatite, Ceram. Int., 2011, vol. 37, no. 5, pp. 1601–1607.
Lopatin, C.M., Pizziconi, V., Alford, T.L., and Laursen, T, Hydroxyapatite powders and thin films prepared by a sol–gel technique, Thin Solid Films, 1998, vol. 326, pp. 227–232.
Varma, H.K., Kalkura, S.N., and Sivakumar, R, Polymeric precursor route for the preparation of calcium phosphate compounds, Ceram. Int., 1998, vol. 24, no. 6, pp. 467–470.
Chai, C.S. and Ben-Nissan, B, Bioactive nanocrystalline sol–gel hydroxyapatite coatings, J. Mater. Sci.: Mater. Med., 1999, vol. 10, pp. 465–469.
Kusrini, E. and Sontang, M, Characterization of X-ray diffraction and electron spin resonance: Effects of sintering time and temperature on bovine hydroxyapatite, Radiat. Phys. Chem., 2012, vol. 81, no. 2, pp. 118–125.
Berzina-Cimdina, L. and Borodajenko, N., Research of calcium phosphates using fourier transform infrared spectroscopy, Theophanides, T., ed., Infrared Spectroscopy— Materials Science, Engineering and Technology, InTech, 2012, pp. 123–148.
Figueiredo, M., Fernando, A., Martins, G., Freitas, J., Judas, F., and Figueiredo, H, Effect of the calcination temperature on the composition and microstructure of hydroxyapatite derived from human and animal bone, Ceram. Int., 2010, vol. 36, no. 8, pp. 2383–2393.
Elliott, J.C., Structure and Chemistry of the Apatites and Other Calcium Orthophosphates, Amsterdam Elsevier, 1994.
Emerson, W.H. and Fischer, E.E, The infrared absorption spectra of carbonate in calcified tissues, Arch. Oral. Biol., 1962, vol. 7, pp. 671–683.
Hashizume, M., Nagasawa, Y., Suzuki, T., Kawashima, S., and Kamitakahara, M, Effect of preparative conditions on crystallinity of apatite particles obtained from simulated body fluids, Colloids Surf. B: Biointerfaces, 2011, vol. 84, no. 2, pp. 545–549.
Vega-Avila, E. and Pugsley, M.K, An overview of colorimetric assay methods used to assess survival or proliferation of mammalian cells, Proceedings of the Western Pharmacology Society, 2011, vol. 54, pp. 10–14.
Balasundaram, G., Sato, M., and Webster, T.J, Using hydroxyapatite nanoparticles and decreased crystallinity to promote osteoblast adhesion similar to functionalizing with RGD, Biomaterials, 2006, vol. 27, pp. 2798–2805.
Fu, Q., Zhou, N., Huang, W., Wang, D., Zhang, L., and Li, H, Effects of nano HAP on biological and structural properties of glass bone cement, J. Biomed. Mater. Res. A, 2005, vol. 2, pp. 156–163.
Meena, R., Kesari, K.K., Rani, M., Paulraj, R, Effects of hydroxyapatite nanoparticles on proliferation and apoptosis of human breast cancer cells (MCF-7), J. Nanopart. Res., 2012, p. 14.
Pathi, S.P., Lin, D.D.W., Dorvee, J.R., Estroff, L.A., and Fischbach, C, Hydroxyapatite nanoparticle-containing scaffolds for the study of breast cancer bone metastasis, Biomaterials, 2011, vol. 32, no. 22, pp. 5112–5122.