بررسی تاثیر Ph و کلسیناسیون بر سنتز نانو کریستال هیدروکسی آپاتیت و فلوئورهیدروکسی آپاتیت به روش سل‌ژل

در دو دهه گذشته، توسعه و استفاده از مواد زیستی مانند هیدروکسی‌آپاتیت و فلوئور هیدروکسی‌آپاتیت روند رو به رشدی داشته است. هیدروکسی‌آپاتیت و فلوئورهیدروکسی‌آپاتیت زیست‌سازگاری خوبی در بدن انسان‌ها داشته و لذا پتانسیل خوبی برای کاربرد به عنوان بیو سرامیک دارند. در این پژوهش با به کارگیری روش سل‌ژل، نانو پودر هیدروکسی‌آپاتیت (ha; ca10(po4)6(oh)2) و فلوئور هیدروکسی‌آپاتیت (fha; ca10(po4)6(foh)) به دو روش متفاوت، انجام عملیات کلسیناسیون و بدون عملیات کلسیناسیون (تنظیم ph تا مقدار 11) سنتز شد. آنالیز فازی، ریخت شناسی پودر، رفتار حرارتی، نوع پیوندها، گروه‌های عاملی و ارزیابی خواص زیستی نمونه‌های سنتز شده به ترتیب توسط تفرق اشعه ایکس (xrd)، میکروسکوپ الکترونی روبشی (sem)، آنالیز حرارتی (tgdta)، آزمون طیف نگاری مادون قرمز (ftir) و آزمایش کشت سلولی مورد مطالعه قرار گرفت. نتایج مطالعات پراش پرتو ایکس و طیف سنجی مادون قرمز نشان دهنده ایجاد فازهای هیدروکسی‌آپاتیت و فلوئورهیدروکسی‌آپاتیت در هر دو روش بود. نتایج محاسبات اندازه متوسط بلورک‌ پودر‌های سنتز شده نشان داد که برای هیدروکسی‌آپاتیت و فلوئورهیدروکسی‌آپاتیت به ترتیب از 16 و 25 نانومتر برای نمونه‌های تنظیم ph به 34 و 35 نانومتر برای نمونه‌های کلسینه شده در دمای 600 درجه سانتی‌گراد افزایش یافته است. نتایج میکروسکوپ الکترونی روبشی نیز نشان داد که ذرات کروی و شبه کروی با اندازه ذرات کمتر از 100 نانومتر هستند و با جایگزینی یون فلوئور و همچنین انجام عملیات کلسیناسیون اندازه متوسط نانوذره ها افزایش پیدا کرده است. بر اساس نتایج کشت سلولی نمونه‌های بدون عملیات کلسیناسیون، جایگزینی یون فلوئور در کریستال هیدروکسی‌آپاتیت باعث افزایش تکثیر سلول‌ها شده است.

Investigation of effect of pH and calcination on Synthesis of nanostructured hydroxyapatite (HA) and flour-hydroxyapatite (FHA) by Sol-Gel Method

In the past two decades, there has been a growing trend towards the development and use of biomaterials such as hydroxyapatite and fluorhydroxyapatite. Hydroxyapatite and fluorhydroxyapatite have good bioactivity in human body and thus have good potential in biological applications. In this study, hydroxyapatite (HA; Ca10(PO4)6(OH)2) and flourhydroxyapatite (FHA; Ca10(PO4)6(FOH)) nano powders were synthesized with two different methods of calcination and without calcination (adjust the pH value to about 11) by solgel processing. The Phase analysis, powder morphology, thermal behaviors, the bonds configuration, functional groups and biological assesment of the sinthesized samples were studied by Xray Diffraction (XRD), Scanning Electron Microscopy (SEM), Thermogravimetric and Differential Thermal Analysis (TGDTA), Fourier transform infrared spectroscopy (FTIR) and Cell culture method respectively. The results of XRD analysis and FTIR showed the presence of hydroxyapatite and flourhydroxyapatite phases. The average crystallite size estimated from XRD patterns using the Scherrer equation increased from 16 and 25 nm at adjust pH method to 34 and 35 nm at 600 C° for hydroxyapatite and flourhydroxyapatite respectively. The SEM results showed that the morphology of all of the nanopowders was spherical and semispherical shape with size particles are less than 100 nanometers and also, the nanoparticle size of the powders increased with fluoride substitution and calcination. The result of Cell culture of samples without calcination indicates that the substitution of fluorine (F) into the hydroxyapatite (HA) crystal causes a significant increase in the cell proliferation.