Name: 뼈 조직 공학에 잠재적 인 사용을위한 그래핀 - 히드 록시 아파타이트 나노 복합체의 합성 (동영상) | JoVE Journal
Uploaded: 2022-07-27T13:50:00.000+00:00
Duration: 7 min 14 s
Description: 배우세요 그래핀 나노리본과 히드록시아파타이트 나노입자를 활용한 간단한 일단 합성법으로 뼈 조직 공학용 생체재료를 제조하는 방법입니다. 이 경제적인 기술은 뼈 손상 치료와 재생을 촉진합니다.

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Sougata Ghosh 박사는 과학 기술부 (DST), 과학 기술부, 인도 정부 및 Jawaharlal Nehru 첨단 과학 연구 센터가 나노 과학 기술 박사 후 해외 펠로우십에 따라 자금을 지원했음을 인정합니다 (Ref. JNC / AO / A.0610.1 (4) 2019-2260 년 8 월 19 일자 2019-2260). Sougata Ghosh 박사는 태국 방콕의 Kasetsart University에서 박사 후 펠로우십을 수여하고 Reinventing University Program (Ref. No. 6501.0207/10870 일자 2021 년 11 월 9 일자)에 따라 자금을 지원합니다. 저자들은 특성화 실험에 도움을 주신 Kostas Advanced Nano-Characterization Facility (KANCF)에 감사드립니다. KANCF는 노스이스턴 대학교의 코스타스 연구소(KRI) 내의 공동 종합 연구 및 교육 시설입니다.

1. 침전에 의한 nHAP의 합성
<ol><li>1 M Ca(NO3)2∙4H2O 및 0.67 M(NH4)H2PO4를 함유하는 반응 혼합물 50 mL를 사용하여 깨끗한 nHAP를 합성한 다음,NH4OH(25%)를 적가하여 pH를 1018 전후로 유지한다.</li>
	<li>그 후, 반응 혼합물을 30분 동안 초음파 조사(UI)에 의해 교반시킨다(500 W 전력 및 20 kHz 초음파 주파수).</li>
	<li>생성된 용액을 nHAP의 백색 침전물이 침전될 때까지 실온에서 120 h 동안 성숙시키십시오. 실온에서 5 분 동안 1398 x g에서 원심분리하여 nHAP를 회수하였다.</li>
	<li>침전물을 탈이온화(DI) 물 3x로 세척하고 48시간 동안 동결건조시킨다. 건조 분말을 4°C에서 보관한다.</li>
</ol>2. nHAP/GNR 나노복합체의 제조
참고: 다음은 nHAP와 GNR의 두 가지 서로 다른 공간 배열을 나타내는 nHAP/GNR(즉, GNR 표면의 nHAP) 및 GNR/nHAP(GNR 코팅 nHAP) 나노복합체를 제조하기 위한 두 가지 접근 방식을 설명합니다(그림 1).
<ol><li>nHAP/GNR의 합성<ol>
<li>nHAP / GNR 나노 복합체를 제조하려면 다음과 같이 nHAP를 합성하고 GNR에 동시에 접합 할 수있는 공동 기능화 전략을 사용하십시오.</li>
		<li>5 mg의 GNR (물질표)을 1 M 질산 칼슘 사수화물 [Ca(NO3)2·4H2O] 및 0.67 M 디암모늄 수소 포스페이트 [(NH4)2HPO4]의 혼합물에 용해시켜 최종 부피19 mL 50 mL로 한다.</li>
		<li>이 반응 동안,NH4OH의 25%를 적가하여 pH를 ∼10으로 유지한다. 생성된 혼합물을 UI로 30분 동안 교반한다.</li>
		<li>반응 종료 후, 용액을 성숙될 때까지 실온에서 120 h 동안 방해받지 않고 방치한다.</li>
		<li>GNR을 코팅하는 nHAP의 젤라틴 침전물의 형성을 관찰하고, 그 다음에 nHAP / GNR의 백색 침전물이 침전됩니다.</li>
		<li>실온에서 5분 동안 1398 x g 에서 원심분리하여 침전물을 3x 세척한 다음, DI 물에 재분산시켰다.</li>
		<li>회수된 세척된 침전물을 48시간 동안 동결건조시킨다. 건조 분말을 4°C에서 보관한다.</li>
		<li>원시 nHAP 및 GNR을 대조군 샘플로 사용하십시오.</li>
	</ol>
</li>
	<li>GNR/nHAP 나노복합체의 합성<ol>
<li>시판되는 nHAP를 GNR 5mg으로 보충된 DI 물 50mL에 5mg/mL의 농도로 현탁시킨다.</li>
		<li>생성된 혼합물을 UI에 의해 30분 동안 교반하고, 그 후 혼합물을 실온에서 120 h 동안 방해받지 않고 방치한다.</li>
		<li>성숙 후, 실온에서 5 분 동안 1398 x g에서 원심분리하여 생성된 GNR/nHAP의 백색 침전물을 회수하였다.</li>
		<li>DI 물을 사용하여 샘플을 3x 세척하고, 이를 48시간 동안 동결건조하고, 추가 사용을 위해 건조 분말을 4°C에서 저장한다.</li>
	</ol>
</li>
</ol>3. nHAP, nHAP / GNR 및 GNR / nHAP의 특성 분석
<ol><li>고분해능 투과 전자 현미경 (HRTEM) ( 재료 표 참조)을 사용하여 나노 복합체11의 형태와 크기를 특성화하십시오.</li>
	<li>에너지 분산 분광법 (EDS)을 사용하는 나노 복합체의 원소 조성을 분석하고 주사 투과 전자 현미경 (STEM)11을 사용하여 원소 매핑을 수행하십시오.</li>
	<li>500-4000 cm-1의 파장에서 깔끔한 샘플에 대한 푸리에 변환 적외선 (FTIR) 분광법을 수행하여 나노 복합체 (16)의 화학 그룹을 분석하십시오.</li>
	<li>합성된 nHAP의 분말 X선 회절(XRD) 분석을 1.5406 Å의 X선 파장, 각각 40 mA 및 40 kV의 전류 및 전압 설정, 및 2θ 범위의 20° 내지 90°를 사용하여 수행한다.</li>
	<li>질소 흐름 하에서 샘플을 실온에서 10°C/분의 속도로 1000°C로 가열하여 열중량 분석(TGA)을 사용하여 나노복합체에서 GNR의 로딩 퍼센트를 평가한다.</li>
</ol>

<ol><li>Novoselov, K. S., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Electric+field+effect+in+atomically+thin+carbon+films%5BTitle%5D)+AND+%22Science%22%5BJournal%5D)">Electric field effect in atomically thin carbon films.</a> Science. 306 (5696), 666-669 (2004).</li>
<li>Novoselov, K. S., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Unconventional+quantum+Hall+effect+and+Berry%27s+phase+of+2%CF%80+in+bilayer+graphene%5BTitle%5D)+AND+%22Nature+Physics%22%5BJournal%5D)">Unconventional quantum Hall effect and Berry's phase of 2π in bilayer graphene.</a> Nature Physics. 2 (3), 177-180 (2006).</li>
<li>Zhang, Y. B., Tan, Y. W., Stormer, H. L., Kim, P. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Experimental+observation+of+the+quantum+Hall+effect+and+Berry%27s+phase+in+graphene%5BTitle%5D)+AND+%22Nature%22%5BJournal%5D)">Experimental observation of the quantum Hall effect and Berry's phase in graphene.</a> Nature. 438 (7065), 201-204 (2005).</li>
<li>Ozyilmaz, B., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Electronic+transport+and+quantum+hall+effect+in+bipolar+Graphene+p%E2%88%92n%E2%88%92p+junctions%5BTitle%5D)+AND+%22Physical+Review+Letters%22%5BJournal%5D)">Electronic transport and quantum hall effect in bipolar Graphene p−n−p junctions.</a> Physical Review Letters. 99 (16-19), 166804(2007).</li>
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<li>Han, M., Ozyilmaz, B., Zhang, Y., Jarillo-Herero, P., Kim, P. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Electronic+transport+measurements+in+graphene+nanoribbons%5BTitle%5D)+AND+%22Physica+Status+Solidi+B%3A+Basic+Solid+State+Physics%22%5BJournal%5D)">Electronic transport measurements in graphene nanoribbons.</a> Physica Status Solidi B: Basic Solid State Physics. 244 (11), 4134-4137 (2007).</li>
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<li>Ghosh, S., Webster, T. J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Metallic+nanoscaffolds+as+osteogenic+promoters%3A+Advances%2C+challenges+and+scope%5BTitle%5D)+AND+%22Metals%22%5BJournal%5D)">Metallic nanoscaffolds as osteogenic promoters: Advances, challenges and scope.</a> Metals. 11 (9), 1356(2021).</li>
<li>Ghosh, S., Webster, T. J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Mesoporous+silica+based+nanostructures+for+bone+tissue+regeneration%5BTitle%5D)+AND+%22Frontiers+in+Materials%22%5BJournal%5D)">Mesoporous silica based nanostructures for bone tissue regeneration.</a> Frontiers in Materials. 8, 213(2021).</li>
<li>Medeiros, J. S., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Nanohydroxyapatite%2Fgraphene+nanoribbons+nanocomposites+induce+in+vitro+osteogenesis+and+promote+in+vivo+bone+neoformation%5BTitle%5D)+AND+%22ACS+Biomaterials+Science+and+Engineering%22%5BJournal%5D)">Nanohydroxyapatite/graphene nanoribbons nanocomposites induce in vitro osteogenesis and promote in vivo bone neoformation.</a> ACS Biomaterials Science and Engineering. 4 (5), 1580-1590 (2018).</li>
<li>Faniyi, I. O., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((The+comparative+analyses+of+reduced+graphene+oxide+%28RGO%29+prepared+via+green%2C+mild+and+chemical+approaches%5BTitle%5D)+AND+%22SN+Applied+Sciences%22%5BJournal%5D)">The comparative analyses of reduced graphene oxide (RGO) prepared via green, mild and chemical approaches.</a> SN Applied Sciences. 1 (10), 1-7 (2019).</li>
<li>Neelgund, G. M., Oki, A., Luo, Z. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((In+situ+deposition+of+hydroxyapatite+on+graphene+nanosheets%5BTitle%5D)+AND+%22Materials+Research+Bulletin%22%5BJournal%5D)">In situ deposition of hydroxyapatite on graphene nanosheets.</a> Materials Research Bulletin. 48 (2), 175-179 (2013).</li>
<li>Rajkumar, M., Sundaram, N. M., Rajendran, V. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Preparation+of+size+controlled%2C+stoichiometric+and+bioresorbable+hydroxyapatite+nanorod+by+varying+initial+pH%2C+Ca%2FP+ratio+and+sintering+temperature%5BTitle%5D)+AND+%22Digest+Journal+of+Nanomaterials+and+Biostructures%22%5BJournal%5D)">Preparation of size controlled, stoichiometric and bioresorbable hydroxyapatite nanorod by varying initial pH, Ca/P ratio and sintering temperature.</a> Digest Journal of Nanomaterials and Biostructures. 6 (1), 169-179 (2011).</li>
<li>Mondal, S., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Hydroxyapatite+coated+iron+oxide+nanoparticles%3A+A+promising+nanomaterial+for+magnetic+hyperthermia+cancer+treatment%5BTitle%5D)+AND+%22Nanomaterials%22%5BJournal%5D)">Hydroxyapatite coated iron oxide nanoparticles: A promising nanomaterial for magnetic hyperthermia cancer treatment.</a> Nanomaterials. 7 (12), 426(2017).</li>
<li>Oliveira, F. C., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((High+loads+of+nano-hydroxyapatite%2Fgraphene+nanoribbon+composites+guided+bone+regeneration+using+an+osteoporotic+animal+model%5BTitle%5D)+AND+%22International+Journal+of+Nanomedicine%22%5BJournal%5D)">High loads of nano-hydroxyapatite/graphene nanoribbon composites guided bone regeneration using an osteoporotic animal model.</a> International Journal of Nanomedicine. 14, 865-874 (2019).</li>
<li>Murugan, N., Sundaramurthy, A., Chen, S. -M., Sundramoorthy, A. K. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Graphene+oxide%2Foxidized+carbon+nanofiber%2Fmineralized+hydroxyapatite+based+hybrid+composite+for+biomedical+applications%5BTitle%5D)+AND+%22Materials+Research+Express%22%5BJournal%5D)">Graphene oxide/oxidized carbon nanofiber/mineralized hydroxyapatite based hybrid composite for biomedical applications.</a> Materials Research Express. 4 (12), 124005(2017).</li>
<li>Barbosa, M. C., Messmer, N. R., Brazil, T. R., Marciano, F. R., Lobo, A. O. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((The+effect+of+ultrasonic+irradiation+on+the+crystallinity+of+nano-hydroxyapatite+produced+via+the+wet+chemical+method%5BTitle%5D)+AND+%22Materials+Science+and+Engineering+C%22%5BJournal%5D)">The effect of ultrasonic irradiation on the crystallinity of nano-hydroxyapatite produced via the wet chemical method.</a> Materials Science and Engineering C. 33 (5), 2620-2625 (2013).</li>
<li>Rodrigues, B. V. M., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Graphene+oxide%2Fmulti-walled+carbon+nanotubes+as+nanofeatured+scaffolds+for+the+assisted+deposition+of+nanohydroxyapatite%3A+characterization+and+biological+evaluation%5BTitle%5D)+AND+%22International+Journal+of+Nanomedicine%22%5BJournal%5D)">Graphene oxide/multi-walled carbon nanotubes as nanofeatured scaffolds for the assisted deposition of nanohydroxyapatite: characterization and biological evaluation.</a> International Journal of Nanomedicine. 11, 2569-2585 (2016).</li>
<li>Sharma, M., Nagar, R., Meena, V. K., Singh, S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Electro-deposition+of+bactericidal+and+corrosion-resistant+hydroxyapatite+nanoslabs%5BTitle%5D)+AND+%22RSC+Advances%22%5BJournal%5D)">Electro-deposition of bactericidal and corrosion-resistant hydroxyapatite nanoslabs.</a> RSC Advances. 9 (20), 11170-11178 (2019).</li>
<li>Kamrujjaman, M., Khandaker, J. I., Haque, M. M., Rahman, M. O., Rahman, M. M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Study+of+the+dependency+of+pH+values+on+HAp+synthesis%5BTitle%5D)+AND+%22Journal+of+Nanomaterials+%26+Molecular+Nanotechnology%22%5BJournal%5D)">Study of the dependency of pH values on HAp synthesis.</a> Journal of Nanomaterials & Molecular Nanotechnology. 7, 4(2019).</li>
<li>Baradaran, S., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Mechanical+properties+and+biomedical+applications+of+a+nanotube+hydroxyapatite-reduced+graphene+oxide+composite%5BTitle%5D)+AND+%22Carbon%22%5BJournal%5D)">Mechanical properties and biomedical applications of a nanotube hydroxyapatite-reduced graphene oxide composite.</a> Carbon. 69, 32-45 (2014).</li>
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</ol>

저자는 이해 상충이 없습니다.

다양한 금속, 중합체, 세라믹 및 이들의 조합이 정형외과 임플란트 및 고정 액세서리로서 연구되었지만, HAP는 뼈 자체와의 화학적 유사성 및 결과적으로 높은 세포 적합성20,21,22로 인해 가장 바람직한 물질 중 하나로 간주됩니다. 본 연구에서, HAP의 배향은 다양하였으며, 이는 골형성의 촉진, 골유착 및 골전도성과 같은 그의 독특한 특성에 상당한 영향을 미칠 수 있다. 또한, HAP의 방향을 변경하면 신체의 긴 뼈가 HA와 콜라겐의 이방성 정렬을 가지고 있기 때문에 나노 복합체의 기계적 특성에 영향을 미쳐 자연 뼈의 기계적 특성에 영향을 줄 수 있으며 입방 뼈는 콜라겐과 HA의 무작위 배열을 가지고 있기 때문입니다. 천연 HAP가 인간의 치아와 뼈의 주요 구성 요소이지만, 그 물리적 특성은 CaP 상23의 반응 시간...

그래핀은 sp-혼성화 탄소로 구성된 시트형 이차원 구조를 갖는다. 몇몇 다른 동소체는 그래핀의 확장된 벌집 네트워크에 기인할 수 있다(예를 들어, 그래핀 시트의 적층은 동일한 물질을 굴려내면서 3D 흑연을 형성하면서 1D 나노튜브(1)의 형성을 초래한다). 마찬가지로, 0D 풀러렌은 래핑2로 인해 형성됩니다. 그래 핀은 실온에서 양극성 전계 효과와 양자 홀 효과를 포함하는 매력적인 물리 화학적 및 광전자 특성을 가지고 있습니다 3,4. 단일 분자 흡착 이벤트의 검출과 매우 높은 운반체 이동성은 그래핀 5,6의 매력적인 특성을 추가한다. 또한, 좁은 폭과 큰 평균 자유 경로, 높은 전류 밀도를 갖는 낮은 저항률 및 높은 전자 이동성을 갖는 그래핀 나노리본(GNR)은 유망한 상호 연결 물질7로 간주된다. 따라서 GNR은 무수한 장치에서의 응용 분야, 그리고 최근에는 나노 의학, 특히 조직 공학 및 약물 전달8에서 탐구되고 있습니다.
다양한 외상성 질환 중에서 뼈 부상은 골절을 안정화하고, 새로운 뼈로 재생 및 교체하고, 감염에 저항하고, 뼈 비 연합(9,10)을 재정렬하는 데 어려움이 있기 때문에 가장 어려운 것 중 하나로 간주됩니다. 외과 적 절차는 대퇴골 샤프트 골절의 유일한 대안으로 남아 있습니다. 거의 $ 52 백만은 중앙 아메리카와 유럽11에서 뼈 부상을 치료하는 데 매년 지출된다는 점에 유의해야합니다.
뼈 조직 공학 응용을 위한 생리활성 스캐폴드는 뼈 자체의 마이크로와 나노 건축 특성(12)과 유사하기 때문에 나노하이드록시아파타이트(nHAP)를 통합함으로써 보다 효과적일 수 있다. Ca/P 몰비가 1.67인Ca10(PO4)6(OH)2로 화학적으로 표현되는 HAP는 생물 의학 응용, 특히 치주 결함 치료, 경질 조직의 치환 및 정형외과 수술용 임플란트 제작에 가장 적합합니다(13,14). 따라서, GNRs로 강화된 nHAP 기반 생체 재료의 제조는 우수한 생체적합성을 보유할 수 있고, 골유착을 촉진하고 골전도성(15,16)이 될 수 있는 그들의 능력으로 인해 유리할 수 있다. 이러한 하이브리드 복합 스캐폴드는 세포 부착, 확산, 증식 및 분화(17)와 같은 생물학적 특성을 보존할 수 있다. 본원에서, 우리는 도 1에 예시된 바와 같이 nHAP 및 GNRs의 공간적 배열을 합리적으로 변경함으로써 골 조직 공학을 위한 두 개의 새로운 나노복합체의 제조를 보고한다. 두 개의 상이한 nHAP-GNR 배열의 화학적 및 구조적 특성이 여기에서 평가되었다.

<table><tbody><tr><td>인산 암모늄 일 염기성</td><td>시그마 -알드리치</td><td>216003-100G</td><td>합성</td></tr><tr><td>질산 칼슘 사수화물</td><td>시그마-알드리치</td><td>237124</td><td>합성</td></tr><tr><td>원심 분리기</td><td>Hettich</td><td>EBA 200S</td><td>회수</td></tr><tr><td>푸리에 변환 적외선 분광계</td><td>Brucker</td><td>Vertex 70</td><td>특성화</td></tr><tr><td>그래핀 나노 리본</td><td>Sigma-Aldrich</td><td>922714</td><td>합성</td></tr><tr><td>고해상도 투과 전자 현미경</td><td>Thermo Fisher Scientific</td><td>Themis Titan 300</td><td>특성화</td></tr><tr><td>자기 교반기</td><td>IKA</td><td>C-MAG HS7 S68</td><td>기능화</td></tr><tr><td>마이크로피펫</td><td>TreffLab</td><td>06H35687</td><td>시약 준비</td></tr><tr><td>pH 측정기</td><td>Eutech pH5+</td><td>ECPH503PLUSK</td><td>시약 준비</td></tr><tr><td>/ 열 중량 분석기</td><td>TA Instruments</td><td>SDT Q600</td><td>특성화</td></tr><tr><td>: 초음파 수조</td><td>Bandelin</td><td>DT100</td><td>기능화</td></tr><tr><td>: 범용 오븐</td><td>memmert</td><td>UF55</td><td>기능화</td></tr><tr><td>계량 저울</td><td>Precisa</td><td>XB220A</td><td>시약 :</td></tr><tr><td>X 선 회절계</td><td>Brucker</td><td>D8-Advanced</td><td>특성화</td></tr></tbody></table>

뼈 조직 공학에 잠재적 인 사용을위한 그래핀 - 히드 록시 아파타이트 나노 복합체의 합성

Synthesis of Graphene-Hydroxyapatite Nanocomposites for Potential Use in Bone Tissue Engineering

뼈 조직 공학을위한 새로운 재료를 개발하는 것은 나노 의학의 가장 중요한 추진 분야 중 하나입니다. 몇몇 나노복합체는 세포 부착, 증식 및 골형성을 촉진하기 위해 하이드록시아파타이트로 제작되었다. 이 연구에서, 하이브리드 나노복합체는 그래핀 나노리본(GNR)과 하이드록시아파타이트(nHAPs)의 나노입자를 사용하여 성공적으로 개발되었으며, 이는 생리활성 스캐폴드에 사용될 때 잠재적으로 골 조직 재생을 향상시킬 수 있다. 이들 나노구조체는 생체적합성일 수 있다. 여기에서는 새로운 재료를 준비하는 데 두 가지 접근법이 사용되었습니다. 한 접근법에서, nHAP가 합성되고 GNR에 동시에 접합되는 공동 기능화 전략이 사용되었고, GNR 표면 (nHAP / GNR로 표시됨)에서 nHAP의 나노 하이브리드가 발생했습니다. 고분해능 투과 전자 현미경 (HRTEM)은 nHAP / GNR 복합체가 바늘 모양의 nHAP (길이 40-50 nm)의 개별 패치 (150-250 nm)가있는 GNR (최대 길이 1.8 μm)의 가늘고 얇은 구조로 구성되어 있음을 확인했습니다. 다른 접근법에서, 상업적으로 이용가능한 nHAP는 GNR-코팅된 nHAP (GNR/nHAP로 표시됨)를 형성하는 GNR들과 접합되었다(즉, nHAP/GNR 나노하이브리드에 비해 반대 배향을 가짐). 후자의 방법을 사용하여 형성된 나노하이브리드는 표면에 GNR의 네트워크로 덮인 50 nm 내지 70 nm 범위의 직경을 갖는 nHAP 나노구를 나타내었다. 에너지 분산 스펙트럼, 원소 매핑 및 푸리에 변환 적외선(FTIR) 스펙트럼은 두 나노하이브리드 모두에서 nHAP 및 GNR의 성공적인 통합을 확인하였다. 열 중량 분석 (TGA)은 GNR의 존재로 인한 상승 된 가열 온도에서의 손실이 GNR / nHAP 및 nHAP / GNR의 경우 각각 0.5 % 및 0.98 %임을 나타냅니다. 반대 방향을 가진 nHAP-GNR 나노하이브리드는 골 조직 공학 응용을 개선하기 위한 세포 기능을 잠재적으로 촉진하기 위해 생리활성 스캐폴드에 사용하기 위한 중요한 물질을 나타낸다.

HRTEM 분석 개별적으로, GNRs는 그림 2에서 관찰된 바와 같이 어느 정도 거리에서 약간의 굴곡을 갖는 가느다란 대나무와 같은 구조였다. 가장 긴 GNR은 1.841 μm이고 가장 작은 구부러진 GNR은 497 nm였다. 나노 리본은 종종 많은 곳에서 나선형 구성을 형성하기 위해 비틀림에 기인 할 수있는 너비의 가시적 인 변화를 나타 냈습니다. GNR의 이러한 단방향 정렬은 자기 특성, 전도성, 또는 열 수송(7)과 같은 매력적인 특징을 얻는 것을 도울 수 있다.
실온에서 질산칼슘 사수화물 및 인산이암모늄을 사용하여 합성된 nHAPs(단계 1)는 40nm 내지 50nm 범위의 크기를 갖는 막대 모양 또는 바늘 형상이었다(도 3). 합성된 나노물질은 응집 및 결정질 성장으로 인한 덩어리에서 발...

그래핀 나노리본 및 하이드록시아파타이트 나노입자의 신규한 나노복합체는 용액상 합성을 사용하여 제조하였다. 이들 하이브리드는 생체활성 스캐폴드에 사용될 때 조직 공학 및 뼈 재생에 잠재적인 응용을 나타낼 수 있다.

Developing novel materials for bone tissue engineering is one of the most important thrust areas of nanomedicine. Several nanocomposites have been ...

이 연구는 반대 방향의 나노 히드 록시 아파타이트와 그래핀 나노 리본의 새로운 복합체를 제조하는 전략을 설명합니다. 이러한 생체 재료는 뼈 조직 공학 스캐폴드 개발에 중요합니다. 이것은 간단한 하나의 냄비 합성입니다.그것은 신속하고 효과적이며 경제적 인 방법입니다. 이 연구는 더 많은 뼈 조직 재생이 빠른 치유를 촉진 할 뼈 부상 및 관련 질병을 치료하는 맥락과 매우 관련이 있습니다. 시작하기 위해, 반응 혼합물의 50 밀리리터를 사용하여 히드록시아파타이트의 원시 나노입자를 합성한다.적하하여 25 % 수산화 암모늄을 첨가하여 pH를 약 10 % 유지하십시오. 그 후, 반응 혼합물을 30분 동안 초음파 조사에 의해 교반시킨다. 생성된 용액을 하이드록시아파타이트의 나노입자의 백색 침전물이 침전될 때까지 실온에서 120시간 동안 성숙시키십시오.실온에서 5분 동안 1, 398 x g에서 원심분리하여 하이드록시아파타이트의 나노입자를 회수하였다. 침전물을 탈이온수로 세 번 세척한다. nHAP / GNR 나노 복합체를 제조하려면 공기능화 전략을 사용하여 5 밀리그램의 그래핀 나노 리본을 하나의 몰 질산 칼슘 사수화물과 0.67 몰 디암모늄 수소 인산염의 혼합물에 용해시켜 50 밀리리터의 최종 부피로 시작하십시오.이 반응 동안, 25%의 수산화암모늄을 적가하여 pH를 대략 10으로 유지한다. 생성 된 혼합물을 30 분 동안 초음파 처리하여 교반하십시오. 반응 종료 후, 용액을 성숙될 때까지 실온에서 120시간 동안 방해받지 않고 방치한다.흑연 나노 리본을 코팅하는 히드 록시 아파타이트 나노 입자의 젤라틴 침전물의 형성을 관찰 한 다음 nHAP / GNR의 흰색 침전물이 침전됩니다. 침전물을 실온에서 5분 동안 1, 398 x g에서 원심분리하여 3회 세척한 다음, 탈이온수에 재분산시켰다. GNR / nHAP 나노 복합체를 합성하려면 5 밀리그램의 그래핀 나노 리본으로 보충 된 50 밀리리터의 탈 이온수에 밀리리터 당 5 밀리그램의 농도로 하이드록시 아파타이트의 상업적으로 이용 가능한 나노 입자를 현탁하십시오.생성 된 혼합물을 30 분 동안 초음파 처리에 의해 교반하고, 그 후, 혼합물을 실온에서 120 시간 동안 방해받지 않고 방치하십시오. 성숙 후, 실온에서 5분 동안 1, 398 x g에서 원심분리하여 생성된 GNR/nHAP의 백색 침전물을 회수하였다. 탈이온수를 사용하여 샘플을 세 번 세척하십시오.nHAP / GNR 나노 복합체의 HRTEM 분석은 길이와 너비가 150 ~ 250 나노 미터 인 nHAP 패치를 보여주었습니다. 원소 매핑은 GNRs 상의 중간된 결절 패치가 원소 칼슘 및 인의 존재로 인해 실제로 nHAP임을 확인하였다. GNR/nHAP 나노복합체에서, GNR은 구형 nHAP 나노입자의 표면에 박막을 형성하였다.EDS 분석은 GNR로 인한 탄소 함량의 명확한 증가를 보여 주었고, 칼슘과 인에 특유한 피크는 nHAP에 기인했습니다. nHAP / GNR 스펙트럼에서 탄소 함량의 현저한 증가는 새로 합성 된 nHAP의 작은 패치 만 관찰 된 GNR의 대다수 때문입니다. XRD 분석은 각각 002, 102, 211, 300, 202, 310, 113, 222, 및 213 평면에 해당하는 강한 피크의 육각형 결정 구조를 확인하고, 합성된 nHAP의 순도를 확인하였다.TGA 분석은 nHAP의 결정화로 인해 섭씨 200도에서 섭씨 500도까지 질량이 꾸준히 감소한 것으로 나타났습니다. 추가 가열은 복합체의 분해로 이어졌다. GNR의 존재로 인해 손실은 GNR / nHAP와 nHAP / GNR에서 0.5 ~ 0.98 % 사이인 것으로 나타났습니다.시약의 첨가 순서 및 반응 조건은 나노복합체의 원하는 역배향을 얻기 위해 가장 중요하다. 세포주-기반 연구는 골형성을 촉진하는 나노복합체의 가능성을 확인하기 위해 수행될 수 있다. 이것은 조직 공학을 위한 세포 반응의 배향-매개된 조절의 새로운 영역을 열 것이다.

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연구

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생명공학

Graphene은 생물 의학 임플란트의 코팅 소재로 가능성을 제공합니다. 이 연구에서 우리는 graphene의 나노 미터 두께의 레이어 코팅 nitinol 합금하는 방법을 설명하고 graphene은 임플란트 응답에 영향을 미칠 수 있는지 결정합니다.

생명을 주입 Graphene 코팅

이 문서에서는, 우리는 표면의 에나멜 재건을위한 유전자 성별 감식 - 키토산 하이드로 겔을 제조하는 프로토콜을 설명합니다. 하이드로 겔의 인회석 결정의 현장 성장 조직은 수복물의 효율성과 내구성을 향상하는 조밀 한 에나멜 복원 인터페이스를 형성했다.

에 대한 성별 감정 - 키토산 하이드로 겔의 개발<em&gt; 체외</em고밀도 인터페이스&gt; 에나멜 재성장

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마이크로 채널로 독특한 모세관 액션 뼈 같은 템플릿 대형 나폴레옹 결함의 복원에 대한 세포의 모집을 향상시킬 수 있습니다

전기 방사 나노 섬유는 비 기계적 무결성을 중량으로 세포의 성장과 증식을 지원하는 높은 표면적을 갖는다. 이러한 나노 섬유는 의치 넓은 응용 범위를 가진다. 여기서 우리는 전기 방사 기술을 이용하여 각질 / PCL 나노 섬유를 제조하고, 조직 공학에서의 응용 가능성을 위해 섬유를 특성화.

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폴리 (N- 이소 프로필 아크릴 아미드) - -graft 콘드로이틴 설페이트 이루어지는 주사 조직 공학적 지지체는 (PNIPAAm-g-CS) 함유 알긴산 미립자를 제조 하였다. 속성 및 생체 적합성 시험 관내에서 팽윤 접착력은 본 연구에서 분석된다. 여기서 개발 된 특성화 기술 thermogelling 다른 시스템들에 적용 할 수있다.

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이 논문은 높은 품질의 bioinspired 나노 하이드 록시 아파타이트의 빠른 제조를위한 새로운 방법을 설명합니다. 이 생체 재료는 정형 외과, 두개 안면 수술과 치과 임상 애플리케이션을위한 혁신적인 의료 기기의 넓은 범위의 제조에 큰 의미이다.

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

우리는 고급 재료의 항균 특성에 대 한 프로토콜을 제시. 여기, 소재 표면에 항균 성 활동 서로 보완 하는 두 가지 방법에 의해 측정 된다: 하나는 agar 디스크 확산 테스트 기반 이며 다른 표준 절차 ISO 22196:2007 규격에 따라.

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이 원고에서 우리는 말초 조직 공학에 사용하기 위해 그래핀을 함유하는 바이오하이브리드 하이드로겔 바이오잉크의 제조를 시연합니다. 이 3D 바이오 하이브리드 재료를 사용하여 줄기 세포의 신경 분화 프로토콜이 수행됩니다. 이것은 유사한 생체 재료를 클리닉에 가져 오는 중요한 단계가 될 수 있습니다.

말초 신경 공학을 위한 그래핀 기반 3D 바이오하이브리드 하이드로겔 바이오잉크의 준비 및 특성화

이 프로토콜은 젤라틴 기반 과립 지지체에 인산 칼슘 잉크를 증착하여 뼈와 같은 구조를 제조하는 3D 프린팅 기술을 설명합니다. 인쇄된 뼈 유사체는 다상 구축물을 위한 살아있는 세포 매트릭스 내에서 인쇄물의 직접 수확 또는 가교를 위한 유연성과 함께 자유 형태로 증착됩니다.

뼈 유사체 생성을 위한 세포 함유 현탁액의 세라믹 전방향 바이오프린팅

이 연구에서는 식물 기반 생체 재료의 탈세포화, 물리적 특성화, 이미징 및 생체 내 이식 방법과 스캐폴드의 세포 파종 및 분화 방법을 자세히 설명합니다. 설명된 방법을 통해 뼈 조직 공학 응용 분야를 위한 식물 기반 생체 재료를 평가할 수 있습니다.

뼈 조직 엔지니어링을 위한 탈세포화된 사과 유래 스캐폴드 , In Vitro 및 In Vivo

중간엽 줄기세포에서 생산된 인공 연골 조직을 이식하여 내연골 골화를 통한 뼈 치료는 기존 치료법의 단점을 우회할 수 있는 잠재력을 가지고 있습니다. 히알루론산 하이드로겔은 균일하게 분화된 연골 이식편을 확대하고 생체 내에서 융합된 이식편 사이에 혈관을 형성하여 통합된 뼈를 만드는 데 효과적입니다.

중간엽 줄기세포를 이용한 In Vivo Endochondral Ossification Through Integrated Bone Formation

배우세요 그래핀 나노리본과 히드록시아파타이트 나노입자를 활용한 간단한 일단 합성법으로 뼈 조직 공학용 생체재료를 제조하는 방법입니다. 이 경제적인 기술은 뼈 손상 치료와 재생을 촉진합니다.

뼈 조직 공학에 잠재적 인 사용을위한 그래핀 - 히드 록시 아파타이트 나노 복합체의 합성

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