바이오 메디컬 응용 프로그램에 대한 Bioinspired 나노 수산화 인회석의 빠른 혼합 준비

이 절차의 전반적인 목표는 고품질의 생체 모방 하이드록시아파타이트 나노입자를 신속하고 신뢰성 있게, 그리고 편리하게 제조하는 것입니다. 이 방법은 혁신적인 의료 기기 및 관련 헬스케어 기술을 개발하는 연구자들에게 과학적 및 상업적 관심이 매우 높은 물질인 나노 크기의 하이드록시아파타이트를 제조하는 데 사용되며, 특히 임상 응용 분야에 유용합니다.

이 기술의 주요 장점은 전통적인 적정 반응보다 훨씬 더 편리하다는 점입니다. 또한 기존에 발표된 방법들의 다용성과 재현성을 유지하고 있습니다. 절차를 시작하기 위해, 500 milliliters의 탈이온수에 3.705 grams의 수산화칼슘을 첨가하십시오.

수산화물을 탈이온수 500 milliliters에 넣습니다. 그다음 중량 대비 85% 인산 수용액 3.459 grams를 탈이온수 250 milliliters와 혼합합니다. 약 100 milliliters per second의 속도로 교반하면서 인 용액을 수산화칼슘 용액에 붓습니다.

시약을 준비할 때, 최적의 결과를 얻기 위해서는 수산화칼슘과 인산을 가능한 한 정밀하게 측정하는 것이 중요합니다. 이는 초기 칼슘 대 인의 몰비를 1.67에 최대한 가깝게 맞추기 위함입니다. 혼합물을 실험실용 랩으로 덮으십시오.

혼합물을 400 rpm에서 1시간 동안 교반한 후, nHA 혼합물을 하룻밤 동안 침전시킵니다. 이를 통해 약 5 g의 나노스케일 하이드록시아파타이트를 얻습니다. 그다음 상층액을 따라냅니다.

탈이온수 500 milliliters를 추가합니다. nHA 혼합물을 400 rpm에서 1분 동안 교반합니다. 그 후 혼합물을 2시간 동안 침전시킵니다.

이 세척 과정을 2시간 간격으로 총 3회 반복하십시오. 세척된 nHA 현탁액을 하룻밤 동안 침전시키십시오. 그런 다음 상층액을 따라내고, 현탁액을 60~80°C에서 건조하십시오.

nHA 재료가 건조되면, 마노 유발과 유봉을 사용하여 nHA를 고운 가루로 분쇄합니다. 분쇄된 nHA 분말 2.5g을 알루미나 도가니에 옮깁니다. 남은 분말은 추후 특성 분석을 위해 보관합니다.

nHA 분말을 분당 10 °C의 승온 속도로 1000 °C에서 2시간 동안 소결합니다. 소결 후 nHA를 전기로 내에서 서서히 냉각시키십시오. 분석 및 향후 사용을 위해 준비된 nHA 분말을 진공 데시케이터에 보관하십시오.

X선 회절, TEM, X선 형광 분석 및 FTIR을 통해 소결 및 비소결 분말의 특성을 분석합니다. 이 방법을 사용하여 나노 크기의 하이드록시아파타이트를 제조하고 그 특성을 분석하였습니다. 투과전자현미경 분석 결과, 입자 크기는 약 50 nanometers x 30 nanometers로 나타났습니다.

종횡비는 1.7였습니다. X-선 회절 분석 결과, 넓은 피크를 가진 순수 하이드록시아파타이트 상이 나타났으며, 이는 결정 크기가 작거나 무정형 특성을 가짐을 나타냅니다. 소결 후에는 Beta-Tricalcium Phosphate의 존재가 검출되어 부분적인 열분해가 일어났음을 보여주었습니다.

소결된 분말의 피크는 모두 미소결 시료보다 더 날카롭게 나타났으며, 이는 소결 과정 동안 결정립 크기가 증가했음을 시사합니다. 하이드록시아파타이트 상의 형성은 FTIR ATR로 확인되었습니다. 미소결 분말에서는 물과 탄산염 밴드 또한 관찰되었습니다.

소결 후 흡광도 그래프에서 인산염 및 하이드록실 밴드가 더 뚜렷하게 나타났으며, 이는 결정성이 높아졌음을 나타냅니다. X선 형광 분석을 통해 정량적 화학 분석을 수행하였습니다. nHA 생성물은 매우 순수했으며, 다른 원소들은 극미량만 검출되었습니다.

칼슘 대 인의 몰비는 1.63으로 측정되었으며, 이는 화학 양론적 비율보다 약간 낮았습니다. 이는 X선 회절 데이터에서 나타난 열분해 징후와 결합하여, 본 방법이 칼슘 결핍성 하이드록시아파타이트 종을 생성함을 시사합니다. 이 공정이 개발 및 최적화된 이후, 혁신적인 생체 재료 제조와 관련된 광범위한 프로젝트에 활용되었습니다.

이 영상을 시청한 후, 여러분은 실험실에서 생체 모방 나노스케일 하이드록시아파타이트를 빠르게 제조하기 위한 당사의 방법을 적용하는 방법에 대해 충분히 이해하게 될 것입니다. 이 새로운 방법은 나노스케일 하이드록시아파타이트 제조의 속도와 상대적 단순함 측면에서 상당한 개선을 이루었습니다. 우리는 이 연구가 의학, 치의학 및 소비자 건강 분야의 다양한 응용 프로그램을 위한 의료 등급의 생체 모방 나노스케일 하이드록시아파타이트 제조에 산업적으로 채택될 것으로 예측합니다.