Kemik Doku Mühendisliğinde Potansiyel Kullanım için Grafen-Hidroksiapatit Nanokompozitlerin Sentezi

Bu çalışma, nano hidroksiapatit ve grafen nanoşeritlerin zıt yönelimli yeni kompozitlerini üretme stratejisini açıklamaktadır. Bu biyomalzemeler kemik dokusu mühendisliği iskelelerinin geliştirilmesinde önemlidir. Bu basit bir tek tencere sentezidir.

Hızlı, etkili ve ekonomik bir yöntemdir. Bu çalışma, daha fazla kemik dokusu rejenerasyonunun hızlı iyileşmeyi teşvik edeceği kemik yaralanmalarının ve ilişkili rahatsızlıkların tedavisi bağlamıyla son derece ilgilidir. Başlamak için, reaksiyon karışımının 50 mililitresini kullanarak hidroksiapatitin bozulmamış nanopartiküllerini sentezleyin.

Damla yönünde, yaklaşık 10 pH'lık bir pH'ı korumak için% 25 amonyumhidroksit ekleyin. Bundan sonra, reaksiyon karışımını 30 dakika boyunca ultrason ışınlaması ile çalkalayın. Elde edilen çözeltinin, hidroksiapatit nanopartiküllerinin beyaz çökeltisi çökelene kadar oda sıcaklığında 120 saat olgunlaşmasına izin verin.

Hidroksiapatitin nanopartiküllerini, oda sıcaklığında beş dakika boyunca 1.398 x g'de santrifüjleme ile geri kazanın. Çökeltiyi üç kez deiyonize suyla yıkayın. nHAP / GNR nanokompozitini hazırlamak için, bir kofonksiyonelleştirme stratejisi kullanın, beş miligram grafen nanoşeritlerinin bir molar kalsiyum nitrat tetrahidrat ve 0.67 molar diamonyum hidrojen fosfat karışımında 50 mililitrelik bir son hacme çözülmesiyle başlayın.

Bu reaksiyon sırasında, pH'ı yaklaşık 10'da tutmak için% 25 oranında amonyum hidroksit damla ekleyin. Elde edilen karışımı 30 dakika boyunca ultrasonikasyon ile çalkalayın. Reaksiyonun tamamlanmasından sonra, çözeltiyi olgunlaşana kadar oda sıcaklığında 120 saat boyunca bozulmadan bırakın.

Grafin nanoşeritlerini kaplayan hidroksiapatit nanopartiküllerinin jelatinimsi bir çökeltisinin oluşumunu gözlemleyin, ardından beyaz bir nHAP / GNR çökeltisi çökelir. Çökeltiyi oda sıcaklığında beş dakika boyunca 1.398 x g'de santrifüjleme ile üç kez yıkayın, ardından deiyonize suda yeniden dağıtın. GNR / nHAP nanokompozitlerini sentezlemek için, ticari olarak temin edilebilen hidroksiapatit nanopartiküllerini, beş miligram grafin nanoşeritleri ile desteklenmiş, 50 mililitre deiyonize suda mililitre başına beş miligram konsantrasyonda askıya alın.

Elde edilen karışımı 30 dakika boyunca ultrasonikasyon ile çalkalayın ve daha sonra, karışımı oda sıcaklığında 120 saat boyunca bozulmadan bırakın. Olgunlaşmadan sonra, elde edilen GNR / nHAP'ın beyaz çökeltisini, oda sıcaklığında beş dakika boyunca 1.398 x g'de santrifüjleme ile geri kazanın. Deiyonize su kullanarak numuneyi üç kez yıkayın.

nHAP / GNR nanokompozitinin HRTEM analizi, uzunluk ve genişlikte 150 ila 250 nanometre arasında nHAP yamaları gösterdi. Elemental haritalama, GNR'ler üzerindeki aracılı düğüm yamalarının, elementel kalsiyum ve fosforun varlığı nedeniyle gerçekten nHAP olduğunu doğruladı. GNR / nHAP nanokompozitlerinde, GNR küresel nHAP nanopartiküllerinin yüzeyinde ince filmler oluşturdu.

EDS analizi, GNR'lere bağlı karbon içeriğinde net bir artış gösterirken, kalsiyum ve fosfora özgü zirveler nHAP'a bağlıydı. nHAP / GNR spektrumundaki karbon içeriğindeki belirgin artış, üzerinde sadece küçük taze sentezlenmiş nHAP yamalarının gözlendiği GNR'lerin çoğundan kaynaklanmaktadır. XRD analizi, sırasıyla 002, 102, 211, 300, 202, 310, 113, 222 ve 213 düzlemlerine karşılık gelen nHAP güçlü zirvelerinin altıgen kristal yapısını doğruladı ve sentezlenen nHAP'ın saflığını doğruladı.

TGA analizi, nHAP'ın kristalleşmesi nedeniyle 200 santigrat dereceden sonra 500 santigrat dereceye kadar kütlede istikrarlı bir düşüş olduğunu göstermiştir. Daha fazla ısıtma, komplekslerin ayrışmasına yol açtı. GNR varlığı nedeniyle kaybedilen GNR/nHAP ve nHAP/GNR'de %0.5-0.98 arasında bulunmuştur.

Reaktiflerin eklenme sırası ve reaksiyon koşulları, nanokompozitlerin istenen ters yönünü elde etmek için en kritik öneme sahiptir. Nanokompozitlerin osteogenezi teşvik etme potansiyelini kontrol etmek için hücre hatları tabanlı çalışmalar yapılabilir. Bu, doku mühendisliği için hücresel yanıtın oryantasyon aracılı modülasyonunda yeni bir alan açacaktır.