سنتز و مشخصه یابی نانوذرات ویتلاکیت(ca18mg2(hpo4)2(po4)12) به روشهم‌رسوبی شیمیایی

هدف از این تحقیق، بررسی ویژگی های زیستی نانوپودر بلوری سنتز شده ویتلاکیت قبل و بعد از عملیات حرارتی در دمای ℃917 می‌باشد. بدین منظور نانوپودر های ویتلاکیت به مدت 3، 7، 14 و 21 روز در داخل محلول شبیه سازی شدن بدن (sbf) قرارگرفته و تغییرات وزنی وph نمونه ها در حین غوطه وری در داخل محلول (sbf) مورد بررسی قرار گرفت. برای مشخصه یابی نمونه های قرار داده شده در داخل محلول (sbf) از آنالیز های xrd، ft-ir و icp استفاده شد. نتایج حاصل از این تحقیق نشان میدهد، پس از گذشت 21 روز از غوطه وری نانوپودر های ویتلاکیت در داخل محلول شبیه سازی شده بدن (sbf)، بر روی سطح ویتلاکیت، فازهای کلسیم منیزیوم فسفاتی و ویتلاکیت تشکیل می‌شود. این امر نشان دهنده زیست فعالی و زیست سازگاری مناسب نانوپودر های ویتلاکیت می‌باشد. همچنین تغییرات ph هر دو نمونه نیز در محدوده ph زیستی طبیعی بدن انسان بود، که نشانگر زیست سازگاری مناسب نمونه ها می‌باشد. علاوه بر آن میتوان گفت، به دلیل رهایش پیوسته یون های (mg2+)، ca2+)) و (hpo42-) از نمونه های ویتلاکیت در داخل محلول شبیه سازی شده بدن(sbf)، استفاده از آن در ترمیم عیوب استخوانی باعث افزایش سرعت روند استخوان سازی می‌شود.

Synthesis and characterization of Whitlockite nanoparticles (Ca18Mg2(HPO4)2(PO4)12) by chemical precipitation method

Bone is a composite of collagen fibers reinforced with nano-sized inorganic Calcium Phosphate (Ca-P) bio ceramics components.Whitlockite (Ca18Mg2(HPO4)2(PO4)12) is one of the Calcium orthophosphate bio ceramics, which can contain Mg2+ as a major component in its crystalline structure. Also, Its biocompatibility, functionality, stability under acidic pH, negative surface charge, osteo inductivity and osteo conductivity make it an ideal bone substitute as compared to other Ca-P bio ceramics. WH is difficult to synthesize, due to its poor thermodynamic stability and synthesis over a narrow pH, temperature and aging time range. For this reason, the synthesis of pure WH has remained a challenge even though it is the second most abundant inorganic in living bone.In this study, we developed synthesis of WH nano powder in a ternary (Ca(OH)2- Mg(OH)2- H3PO4) system based on chemical precipitation method. In addition, we designed and investigated the synthesis conditions like pH, temperature, precursors and aging time, that favor homogenous precipitation of synthetic WH. Besides, to investigated the effect of heat treatment on WH and formation any other secondary phase, the obtained optimum WH was heat treated at 780℃ and 917℃. The obtained solids were characterized using X-ray Diffraction (XRD), Fourier transform infared spectroscopy (FT-IR), Scanning Electron Microscopy (SEM) and Static Timing Analysis (STA). The results of the analyzes indicate the successful synthesis of WH nano powder with a crystal grain size of 61nm and rhombohedral crystalline structure. Further, heat treatment causes the re-nucleation and reduces the size of WH nano particles to 25nm.