Синтез графен-гидроксиапатитовых нанокомпозитов для потенциального использования в инженерии костной ткани

Эта работа объясняет стратегию изготовления новых композитов наногидроксиапатитов и графеновых нанолент с противоположными ориентациями. Эти биоматериалы важны для разработки инженерных каркасов костной ткани. Это простой синтез одного горшка.

Это быстрый, эффективный и экономичный метод. Эта работа чрезвычайно актуальна в контексте лечения травм костей и связанных с ними заболеваний, где большая регенерация костной ткани будет способствовать быстрому заживлению. Для начала синтезируют нетронутые наночастицы гидроксиапатита, используя 50 миллилитров реакционной смеси.

По каплям добавьте 25% гидроксида аммония для поддержания рН около 10. После этого перемешайте реакционную смесь ультразвуковым облучением в течение 30 минут. Дайте полученному раствору созреть в течение 120 часов при комнатной температуре, пока белый осадок наночастиц гидроксиапатита не осядет.

Восстанавливают наночастицы гидроксиапатита центрифугированием при 1, 398 х г в течение пяти минут при комнатной температуре. Промыть осадок деионизированной водой три раза. Чтобы подготовить нанокомпозит nHAP/GNR, используйте стратегию кофункционализации, начните с растворения пяти миллиграммов графеновых нанолент в смеси одного молярного тетрагидрата нитрата кальция и 0,67 молярного диаммонийфосфата водорода до конечного объема 50 миллилитров.

Во время этой реакции добавляют 25% гидроксида аммония по каплям, чтобы поддерживать рН примерно на уровне 10. Перемешайте полученную смесь ультразвуком в течение 30 минут. После завершения реакции оставьте раствор нетронутым в течение 120 часов при комнатной температуре до созревания.

Наблюдают за образованием желатинового осадка наночастиц гидроксиапатита, который покрывает графиновые наноленты, после чего оседает белый осадок nHAP/GNR. Промыть осадок три раза центрифугированием при 1, 398 х г в течение пяти минут при комнатной температуре с последующим повторным окрашиванием в деионизированной воде. Для синтеза нанокомпозитов GNR/nHAP суспендируют коммерчески доступные наночастицы гидроксиапатита в концентрации пяти миллиграммов на миллилитр в 50 миллилитрах деионизированной воды, дополненной пятью миллиграммами графиновых нанолент.

Полученное смесь перемешивают ультразвуком в течение 30 минут, а затем оставляют смесь ненарушенной в течение 120 часов при комнатной температуре. После созревания восстанавливают белый осадок полученного GNR/nHAP центрифугированием при 1, 398 х г в течение пяти минут при комнатной температуре. Промыть образец три раза, используя деионизированную воду.

Анализ нанокомпозита nHAP/GNR показал, что участки nHAP имеют длину и ширину от 150 до 250 нанометров. Элементарное картирование подтвердило, что опосредованные узловые пятна на ГНР действительно были nHAP из-за присутствия элементарного кальция и фосфора. В нанокомпозитах GNR/nHAP GNR образовывала тонкие пленки на поверхности сферических наночастиц nHAP.

Анализ EDS показал явное увеличение содержания углерода из-за ГНР, в то время как пики, характерные для кальция и фосфора, были связаны с nHAP. Заметное увеличение содержания углерода в спектре nHAP/GNR обусловлено большинством ГНЗ, на которых наблюдались лишь небольшие участки свежесинтезированного nHAP. XRD-анализ подтвердил гексагональную кристаллическую структуру сильных пиков nHAP, соответствующих плоскостям 002, 102, 211, 300, 202, 310, 113, 222 и 213 соответственно, подтвердил чистоту синтезированного nHAP.

Анализ TGA показал устойчивое снижение массы после 200 градусов Цельсия до 500 градусов Цельсия из-за кристаллизации nHAP. Дальнейший нагрев привел к разложению комплексов. Было установлено, что потеря из-за наличия ГНЗ составляет от 0,5 до 0,98% в GNR/nHAP и nHAP/GNR.

Последовательность добавления реагентов и условия реакции наиболее критичны для получения желаемой обратной ориентации нанокомпозитов. Исследования на основе клеточных линий могут быть выполнены для проверки потенциала нанокомпозитов для стимулирования остеогенеза. Это откроет новую область ориентационно-опосредованной модуляции клеточного ответа для тканевой инженерии.