Síntesis de materiales
Hidroxiapatita y Bioapatita
lunes, 10 de abril de 2023
Fernando Johann
Hidroxiapatita (Hidroxilapatita)
Ca10(PO4)6(OH)2
Estimula el crecimiento de tejido óseo.
Baja resistencia Se quiebra fácil Sin resistencia a la
fatiga
Lo importante de estos materiales es la morfología y geometría.
La HA es el fosfato de calcio menos soluble a pH mayores de 4.2
La biocompatibilidad es muy buena pero varía violentamente con la composición la estructura y la pureza
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Bioapatita
Difiere en:estequiometría CristalinidadLa mayoría de las
propiedades mecánicas.
Una vez que nuclea, crece.
Lo importante es lograr geometría y morfología.
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Procesos
Usando SBF (Biomimetic) Precursor de alcohol Precipitación en Gelatina Mecánico Químicos Emulsión-membrana permeable Pirólisis ultrasónica Sol-gel que no sea SBF
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Procesos Usando SBF
SBFNa+ 142.0 mMK+ 5.0 mMMg+ 1.5 mMCa+ 2.5 mMCl- 125-148.8 mM (varía según autor)HCO3- 4.2-27 mM (Varía según autor)HPO4
2- 1.0 mMSO4
2- 0.5 mM
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Procesos Usando SBF
Se puede usar TiO2 que son fibras fabricadas por Electrospinning
Activación de la superficie (NaOH 0.1M) Después de lavar se obtiene Titanato hidrogenado Reactivos (Precursores)
PolyvinilacetatoTiP (isopropoxide)Dimetilfomamide N,NAcido acético
O por precipitación (un poco más complicado)pH 7.4Ca(NO3)24H2O, (NH4)2HPO4
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Procesos Usando SBF
Y esto que resultado tiene?K
20 22,5 25 27,5 30 32,5 35 37,5 40 42,5 45 47,5 50 52,5 55 57,5
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Procesos Usando Alcohol como precursor Se usa
Ca(NO3)24H2O 1MH3PO4 1MMethanol
El secreto esta en mantener Ca/P = 1,666 Reposo 4-5 horas
La solución pasa de transparente a lechosa Tratamiento térmico a 800 grados por 10 min pH?
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Procesos Usando Gelatina
Se usa Ca(NO3)24H2O(NH4)2HPO4
Gelatina en agua destilada a 40 grados. El secreto sigue siendo esta en mantener Ca/P =
1,666 Secado 80 grados por 10 min pH = 10 (solubilidad muy baja) (NH4
+) Prensado
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Por que usar Gelatina
Se usa porqueTamaño menor de particulaSe inhibe parcialmente la
cristalinidadSe puede controlar la cinética
de la reacción. Prensado y control de la
temperatura de sinterización.
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Procesos Mecánico-Químicos
Se usa CaHPO4
CaOUn cilindrito (alumina), una bolita de Acero Inox y un agitador potenteGelatina en agua destilada a 40 grados.
Hay que mantener una relación molar CaHPO4/CaO = 1,5Suficiente para dar HA + H2O (con reacción completa)
Reacciones químicas mecánicamente activadas. 0-25 horasIncontrolable salvo por
la energia del agitador El tiempo de agitación
Prensado
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Fernando Johann
Algo de Bibliografía
Con el método de SBF Remant Bahadur K.C., Chul Ki Kim et al. Materials Science and Engineering C(2007) en prensa. A. CuKneyt Tas Biomaterials 21 (2000) 1429-1438 Hong Li, Weiya Huang et al Materials Science and Engineering C 27 (2007) 756-761
Precursor de alcohol Jasper K. Khongwar a, K.R. Kannan Materials Research Bulletin (2007) en prensa
Precipitación en Gelatina Cai Shu, Yu Xianzhu, Ceramics International 33 (2007) 193-196
Metodos mecánico Químicos K.C.B. Yeong*, J. Wang, S.C. NgBiomaterials 22 (2001) 2705-2712
Emulsiones y Sol gel Somnuk Jarudilokkula, Wiwut Tanthapanichakoon. Colloids and Surfaces
A:Physicochem.Eng.Aspects 296 (2007) 149-153 G.-H. An , H.-J. Wanga. Materials Science and Engineering A 449-451 (2007) 821-824
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Fernando Johann
Emulsión-Membrana Permeable
Membrana líquida Water in oil in water (W/O/W)
MaterialesCaCl2H2O
(NH4)2HPO4 Span 20Tween 80Acido graso n-caproico.
Hay que mantener una relación molar CaHPO4/CaO
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Emulsión-Membrana Permeable
(W/O se emulsionó con un agitador a 14000rpm 5 min.(NH4)2HPO4 0.5M 30mlAcido graso 1.5 ml2.5g de Tween 802.5g de Span 20
La emulsión se agrega aCaCl2H2O 1M NH4
+ 50 ml al 25% Para lograr la interfase W/O/W se necesita mucha energía de
agitación. Se Precipita en centrifugadora Se seca a 100 grados