تحضير مزيج سريع من Bioinspired النانو هيدروكسيباتيت للتطبيقات الطبية الحيوية

الهدف العام من هذا الإجراء هو تحضير جسيمات نانوية من الهيدروكسي أباتيت المستوحى حيوياً بجودة عالية وبطريقة سريعة وموثوقة ومريحة. وتُستخدم هذه الطريقة لتحضير الهيدروكسي أباتيت بمقياس النانو، وهو مادة تحظى باهتمام علمي وتجاري كبير لدى الباحثين الذين يطورون أجهزة طبية مبتكرة وتقنيات رعاية صحية ذات صلة، لا سيما في التطبيقات السريرية.

تتمثل الميزة الرئيسية لهذه التقنية في أنها أكثر ملاءمة بكثير من تفاعلات المعايرة التقليدية، كما أنها تحافظ على تعدد الاستخدامات وقابلية التكرار التي تميزت بها الطرق المنشورة سابقاً. لبدء الإجراء، أضف 3.705 grams من هيدروكسيد الكالسيوم إلى 500 milliliters من الماء منزوع الأيونات.

أضف هيدروكسيد إلى 500 milliliters من الماء منزوع الأيونات. بعد ذلك، اخلط 3.459 grams من حمض الفوسفوريك المائي بتركيز 85% بالوزن، مع 250 milliliters من الماء منزوع الأيونات. صب محلول الفوسفور في محلول هيدروكسيد الكالسيوم مع التقليب بمعدل 100 milliliters في الثانية تقريباً.

عند تحضير الكواشف، من المهم قياس هيدروكسيد الكالسيوم وحمض الفوسفوريك بدقة ممكنة لتحقيق أفضل النتائج. وذلك للحصول على نسبة مولية بدائية من الكالسيوم إلى الفوسفور تكون أقرب ما يمكن إلى 1.67. غطِّ الخليط بغشاء مختبري.

قم بتحريك الخليط لمدة ساعة واحدة بسرعة 400 rpm، ثم اترك خليط nHA ليترسب طوال الليل، وذلك للحصول على خمسة جرامات تقريبًا من الهيدروكسي أباتيت نانوي الحجم. بعد ذلك، قم بسكب السائل الطافي.

أضف 500 milliliters من الماء منزوع الأيونات. قم بتقليب خليط nHA لمدة دقيقة واحدة بسرعة 400 rpm. ثم اترك الخليط ليترسب لمدة ساعتين.

كرر عملية الغسل هذه على فترات زمنية تفصل بينها ساعتان، ثلاث مرات إجمالاً. اترك معلق nHA المغسول ليركد طوال الليل. ثم اسكب السائل الطافي، وجفف المعلق عند درجة حرارة 60 إلى 80 degrees celsius.

بمجرد جفاف مادة nHA، اطحن nHA إلى مسحوق ناعم باستخدام هاون ومدقة من العقيق. انقل 2.5 جرام من مسحوق nHA المطحون إلى بوطقة من الألومينا. احتفظ بالمسحوق المتبقي لعمليات التوصيف اللاحقة.

قم بتلبيد مسحوق nHA عند 1000 degrees celsius لمدة ساعتين بمعدل ارتفاع قدره 10 degrees celsius في الدقيقة. بعد التلبيد، اترك nHA لتبرد داخل الفرن. احفظ مساحيق nHA المحضرة في مجفف تفريغ من أجل التوصيف والاستخدامات اللاحقة.

يتم توصيف المساحيق الملبدة وغير الملبدة باستخدام حيود الأشعة السينية (x-ray diffraction)، والمجهر الإلكتروني النافذ (TEM)، والفلورة السينية (x-ray fluorescence)، ومطيافية الأشعة تحت الحمراء بتحويل فورير (FTIR). وباستخدام هذه الطريقة، تم تحضير وتوصيف هيدروكسي أباتيت نانوي الحجم. وأظهر المجهر الإلكتروني النافذ أن أبعاد الجسيمات تبلغ حوالي 50 nanometers في 30 nanometers.

بنسبة عرض إلى ارتفاع تبلغ 1.7. أظهر حيود الأشعة السينية طور هيدروكسيباتيت نقي بقمم عريضة، مما يشير إلى صغر حجم البلورات أو طبيعتها غير المتبلورة. وبعد التلبيد، تم الكشف عن وجود Beta-Tricalcium Phosphate، مما يشير إلى تحلل حراري جزئي.

كانت قمم المسحوق الملبد جميعها أكثر حدة من قمم العينة غير الملبدة، مما يشير إلى زيادة في حجم البلورات أثناء عملية التلبيد. وقد تم تأكيد تكوين طور الهيدروكسيباتيت بواسطة FTIR ATR. كما لوحظت نطاقات الماء والكربونات في المسحوق غير الملبد.

بعد عملية التلبيد، ظهرت حزم الفوسفات والهيدروكسيل أكثر حدة في مخطط الامتصاص، مما يشير إلى زيادة في التبلور. تم إجراء تحليل كيميائي كمي باستخدام الأشعة السينية الفلورية. وكان منتج nHA عالي النقاء، حيث أظهر كميات ضئيلة فقط من العناصر الأخرى.

تم تحديد النسبة المولية للكالسيوم إلى الفسفور لتكون 1.63، وهي نسبة أقل قليلاً من النسبة المتكافئة كيميائياً (sub stoichiometric). يشير هذا، إلى جانب دلالات التحلل الحراري المستمدة من بيانات حيود الأشعة السينية، إلى أن هذه الطريقة تنتج نوعاً من الهيدروكسي أباتيت ناقص الكالسيوم. وبعد تطوير هذه العملية وتحسينها، تم استخدامها في مجموعة واسعة من المشاريع التي تتضمن تصنيع مواد حيوية مبتكرة.

بعد مشاهدة هذا الفيديو، يجب أن يكون لديك فهم جيد لكيفية تطبيق طريقتنا للإنتاج السريع للهيدروكسيباتيت نانوي الحجم والمستوحى حيويًا في مختبرك. تمثل هذه الطريقة الجديدة تحسنًا ملحوظًا، من حيث السرعة والبساطة النسبية لتصنيع الهيدروكسيباتيت نانوي الحجم. ونتوقع أن يتم اعتماد هذا العمل من قبل الصناعة لتصنيع الهيدروكسيباتيت نانوي الحجم، المستوحى حيويًا وبدرجة طبية، لمجموعة من التطبيقات في الطب وطب الأسنان والصحة الاستهلاكية.