Name: synthesis of graphene-hydroxyapatite nanocomposites for potential use in bone tissue engineering
Uploaded: 2022-07-27T13:50:00
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डॉ. सौगत घोष ने विज्ञान और प्रौद्योगिकी विभाग (डीएसटी), विज्ञान और प्रौद्योगिकी मंत्रालय, भारत सरकार और जवाहरलाल नेहरू सेंटर फॉर एडवांस्ड साइंटिफिक रिसर्च, भारत को नैनो विज्ञान और प्रौद्योगिकी में पोस्ट-डॉक्टोरल ओवरसीज फैलोशिप (रेफरी जेएनसी / डॉ सौगत घोष ने पोस्ट-डॉक्टरल फैलोशिप के लिए कासेटसार्ट विश्वविद्यालय, बैंकॉक, थाईलैंड को स्वीकार किया, और रीइन्वेंटिंग यूनिवर्सिटी प्रोग्राम (रेफरी नंबर 6501.0207/10870 दिनांक 9 नवंबर, 2021) के तहत वित्त पोषण किया। लेखक लक्षण वर्णन प्रयोगों के साथ सहायता के लिए कोस्टास उन्नत नैनो-लक्षण वर्णन सुविधा (केएएनसीएफ) को धन्यवाद देना चाहते हैं। केएएनसीएफ पूर्वोत्तर विश्वविद्यालय में कोस्टास अनुसंधान संस्थान (केआरआई) के भीतर एक साझा बहुआयामी अनुसंधान और शैक्षिक सुविधा है।

1. वर्षा द्वारा एनएचएपी का संश्लेषण
<ol><li>1 एम सीए (नहीं3) 2 4 एच 2 ओ और 0.67 एम(एनएच 4) एच2पीओ 4 युक्त प्रतिक्रिया मिश्रण के 50 एमएल का उपयोग करके प्राचीन एनएचएपी को संश्लेषित करें, इसके ?...

<ol>
	<li>Novoselov, K. S., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Electric+field+effect+in+atomically+thin+carbon+films.">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/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Unconventional+quantum+Hall+effect+and+Berry's+phase+of+2&#960;+in+bilayer+graphene.">Unconventional quantum Hall effect and Berry's phase of 2&#960; 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/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Experimental+observation+of+the+quantum+Hall+effect+and+Berry's+phase+in+graphene.">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/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Electronic+transport+and+quantum+hall+effect+in+bipolar+Graphene+p&#8722;n&#8722;p+junctions.">Electronic transport and quantum hall effect in bipolar Graphene p&#8722;n&#8722;p junctions.</a> Physical Review Letters. 99 (16-19), 166804 (2007).</li><li>Morozov, S. V., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Giant+intrinsic+carrier+mobilities+in+graphene+and+its+bilayer.">Giant intrinsic carrier mobilities in graphene and its bilayer.</a> Physical Review Letters. 100 (1-11), 016602 (2008).</li><li>Han, M., Ozyilmaz, B., Zhang, Y., Jarillo-Herero, P., Kim, P. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Electronic+transport+measurements+in+graphene+nanoribbons.">Electronic transport measurements in graphene nanoribbons.</a> Physica Status Solidi B: Basic Solid State Physics. 244 (11), 4134-4137 (2007).</li><li>Talyzin, A. V., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Synthesis+of+graphene+nanoribbons+encapsulated+in+single-walled+carbon+nanotubes.">Synthesis of graphene nanoribbons encapsulated in single-walled carbon nanotubes.</a> Nano Letters. 11 (10), 4352-4356 (2011).</li><li>Allen, M. J., Tung, V. C., Kaner, R. B. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Honeycomb+carbon:+A+review+of+graphene.">Honeycomb carbon: A review of graphene.</a> Chemical Reviews. 110 (1), 132-145 (2010).</li><li>Ghosh, S., Webster, T. J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Metallic+nanoscaffolds+as+osteogenic+promoters:+Advances,+challenges+and+scope.">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/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Mesoporous+silica+based+nanostructures+for+bone+tissue+regeneration.">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/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Nanohydroxyapatite/graphene+nanoribbons+nanocomposites+induce+in+vitro+osteogenesis+and+promote+in+vivo+bone+neoformation.">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/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=The+comparative+analyses+of+reduced+graphene+oxide+(RGO)+prepared+via+green,+mild+and+chemical+approaches.">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/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=In+situ+deposition+of+hydroxyapatite+on+graphene+nanosheets.">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/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Preparation+of+size+controlled,+stoichiometric+and+bioresorbable+hydroxyapatite+nanorod+by+varying+initial+pH,+Ca/P+ratio+and+sintering+temperature.">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/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Hydroxyapatite+coated+iron+oxide+nanoparticles:+A+promising+nanomaterial+for+magnetic+hyperthermia+cancer+treatment.">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/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=High+loads+of+nano-hydroxyapatite/graphene+nanoribbon+composites+guided+bone+regeneration+using+an+osteoporotic+animal+model.">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/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Graphene+oxide/oxidized+carbon+nanofiber/mineralized+hydroxyapatite+based+hybrid+composite+for+biomedical+applications.">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/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=The+effect+of+ultrasonic+irradiation+on+the+crystallinity+of+nano-hydroxyapatite+produced+via+the+wet+chemical+method.">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/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Graphene+oxide/multi-walled+carbon+nanotubes+as+nanofeatured+scaffolds+for+the+assisted+deposition+of+nanohydroxyapatite:+characterization+and+biological+evaluation.">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/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Electro-deposition+of+bactericidal+and+corrosion-resistant+hydroxyapatite+nanoslabs.">Electro-deposition of bactericidal and corrosion-resistant hydroxyapatite nanoslabs.</a> RSC Advances. 9 (20), 11170-11178 (2019).</li><li>Kamrujjaman, M., Khandaker, J. 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M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Study+of+the+dependency+of+pH+values+on+HAp+synthesis.">Study of the dependency of pH values on HAp synthesis.</a> Journal of Nanomaterials &amp; Molecular Nanotechnology. 7, 4 (2019).</li><li>Baradaran, S., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Mechanical+properties+and+biomedical+applications+of+a+nanotube+hydroxyapatite-reduced+graphene+oxide+composite.">Mechanical properties and biomedical applications of a nanotube hydroxyapatite-reduced graphene oxide composite.</a> Carbon. 69, 32-45 (2014).</li><li>Sassoni, E. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Hydroxyapatite+and+other+calcium+phosphates+for+the+conservation+of+cultural+heritage:+A+review.">Hydroxyapatite and other calcium phosphates for the conservation of cultural heritage: A review.</a> Materials. 11 (4), 557 (2018).</li><li>Tang, H., Ehlert, G. J., Lin, Y., Sodano, H. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Highly+efficient+synthesis+of+graphene+nanocomposites.">Highly efficient synthesis of graphene nanocomposites.</a> Nano Letters. 12 (1), 84-90 (2012).</li><li>Walker, L. S., Marotto, V. R., Rafiee, M. A., Koratkar, N., Corral, E. L. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Toughening+in+graphene+ceramic+composites.">Toughening in graphene ceramic composites.</a> ACS Nano. 5 (4), 3182-3190 (2011).</li><li>Rafiee, M. A., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Enhanced+mechanical+properties+of+nanocomposites+at+low+graphene+content.">Enhanced mechanical properties of nanocomposites at low graphene content.</a> ACS Nano. 3 (12), 3884-3890 (2009).</li><li>Luque de Castro, M. D., Priego-Capote, F. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Ultrasound-assisted+crystallization+(sonocrystallization).">Ultrasound-assisted crystallization (sonocrystallization).</a> Ultrasonics Sonochemistry. 14 (6), 717-724 (2007).</li><li>Azhari, A., Toyserkani, E. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Additive+manufacturing+of+graphene-hydroxyapatite+nanocomposite+structures.">Additive manufacturing of graphene-hydroxyapatite nanocomposite structures.</a> International Journal of Applied Ceramic Technology. 12 (1), 8-17 (2015).</li><li>Li, H., Wang, J., Bao, Y., Guo, Z., Zhang, M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Rapid+sonocrystallization+in+the+salting-out+process.">Rapid sonocrystallization in the salting-out process.</a> Journal of Crystal Growth. 247 (1-2), 192-198 (2003).</li><li>Zou, Z., Lin, K., Chen, L., Chang, J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Ultrafast+synthesis+and+characterization+of+carbonated+hydroxyapatite+nanopowders+via+sonochemistry-assisted+microwave+process.">Ultrafast synthesis and characterization of carbonated hydroxyapatite nanopowders via sonochemistry-assisted microwave process.</a> Ultrasonics Sonochemistry. 19 (6), 1174-1179 (2012).</li><li>Rouhani, P., Taghavinia, N., Rouhani, S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Rapid+growth+of+hydroxyapatite+nanoparticles+using+ultrasonic+irradiation.">Rapid growth of hydroxyapatite nanoparticles using ultrasonic irradiation.</a> Ultrasonics Sonochemistry. 17 (5), 853-856 (2010).</li><li>Fan, Z., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=One-pot+synthesis+of+graphene/hydroxyapatite+nanorod+composite+for+tissue+engineering.">One-pot synthesis of graphene/hydroxyapatite nanorod composite for tissue engineering.</a> Carbon. 66, 407-416 (2014).</li><li>Ghosh, S., Mostafavi, E., Thorat, N., Webster, T. J., Liu, H., Shokuhfar, T., Ghosh, S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Nanobiomaterials+for+three-+dimensional+bioprinting.">Nanobiomaterials for three- dimensional bioprinting.</a> Nanotechnology in Medicine and Biology. , 1-24 (2021).</li><li>Ghosh, S., Sanghavi, S., Sancheti, P., Balakrishnan, P., Sreekala, P., Thomas, S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Metallic+biomaterial+for+bone+support+and+replacement.">Metallic biomaterial for bone support and replacement.</a> Fundamental Biomaterials: Metals. Vol 2. Woodhead Publishing Series in Biomaterials. , 139-165 (2018).</li><li>Hazra, A., Basu, S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Graphene+nanoribbon+as+potential+on-chip+interconnect+material-A+Review.">Graphene nanoribbon as potential on-chip interconnect material-A Review.</a> C Journal of Carbon Research. 4 (3), 49 (2018).</li><li>Zanin, H., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Fast+preparation+of+nano-hydroxyapatite/superhydrophilic+reduced+graphene+oxide+composites+for+bioactive+applications.">Fast preparation of nano-hydroxyapatite/superhydrophilic reduced graphene oxide composites for bioactive applications.</a> Journal of Materials Chemistry B. 1 (38), 4947-4955 (2013).</li><li>Lobo, A. O., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Fast+preparation+of+hydroxyapatite/superhydrophilic+vertically+aligned+multiwalled+carbon+nanotube+composites+for+bioactive+application.">Fast preparation of hydroxyapatite/superhydrophilic vertically aligned multiwalled carbon nanotube composites for bioactive application.</a> Langmuir. 26 (23), 18308-18314 (2010).</li></ol>

यद्यपि विभिन्न धातुओं, पॉलिमर, चीनी मिट्टी की चीज़ें, और उनके संयोजनों को आर्थोपेडिक प्रत्यारोपण और निर्धारण सहायक उपकरण के रूप में शोध किया गया है, एचएपी को हड्डी के लिए इसकी रासायनिक समानता और परिणा?...

ग्राफीन में शीट जैसी द्वि-आयामी संरचनाएं होती हैं जो सपा-संकरित कार्बन से बनी होती हैं। कई अन्य अलॉट्रोप्स को ग्राफीन के विस्तारित मधुकोश नेटवर्क के लिए जिम्मेदार ठहराया जा सकता है (उदाहरण के लिए, ग्राफीन शीट का ढेर 3 डी ग्रेफाइट बनाता है जबकि एक ही सामग्री को रोल करने से 1 डी नैनोट्यूब1 का निर्माण होता है)। इसी तरह, 0 डी फुलरीन रैपिंग2 के कारण बनते हैं। ग्राफीन में आकर्षक भौतिक रासायनिक और ऑप्टोइलेक्ट्रॉनिक गुण होते हैं जिनमें एक द्विध्रुवीय क्षेत्र-प्रभाव और कमरे के तापमान 3,4 पर क्वांटम हॉल प्रभाव शामिल होता है। एकल-अणु सोखना घटनाओं का पता लगाना और अत्यंत उच्च वाहक गतिशीलता ग्राफीन 5,6 की आकर्षक विशेषताओं में जोड़ती है। इसके अलावा, संकीर्ण चौड़ाई और एक बड़े माध्य मुक्त पथ के साथ ग्राफीन नैनोरिबन (जीएनआर), उच्च वर्तमान घनत्व के साथ कम प्रतिरोधकता, और उच्च इलेक्ट्रॉन गतिशीलता को आशाजनक इंटरकनेक्टिंग सामग्री माना जाता है7. इसलिए, जीएनआर को उपकरणों के असंख्य में अनुप्रयोगों के लिए खोजा जा रहा है, और हाल ही में नैनोमेडिसिन, विशेष रूप से ऊतक इंजीनियरिंग और दवा वितरण8 में।
विभिन्न दर्दनाक बीमारियों में, हड्डी की चोटों को फ्रैक्चर को स्थिर करने, पुनर्जनन और नई हड्डी के साथ प्रतिस्थापन, संक्रमण का विरोध करने और हड्डी के गैर-संघों 9,10 को फिर से संरेखित करने में कठिनाइयों के कारण सबसे चुनौतीपूर्ण माना जाता है। सर्जिकल प्रक्रियाएं ऊरु शाफ्ट फ्रैक्चर के लिए एकमात्र विकल्प बनी हुई हैं। यह ध्यान दिया जाना चाहिए कि मध्य अमेरिका और यूरोप में हड्डी की चोटों के इलाज पर हर साल लगभग $ 52 मिलियन खर्च किए जातेहैं।
हड्डी ऊतक इंजीनियरिंग अनुप्रयोगों के लिए बायोएक्टिव मचान नैनो-हाइड्रॉक्सीपेटाइट (एनएचएपी) को शामिल करके अधिक प्रभावी हो सकते हैं, क्योंकि वे हड्डी के सूक्ष्म और नैनो वास्तुशिल्प गुणों से मिलते जुलते हैं12. पी दाढ़ अनुपात 1.67 के साथ रासायनिक रूप से सीए10 (पीओ4) 6 (ओएच) 2 के रूप में दर्शाया गया है, जैव चिकित्सा अनुप्रयोगों के लिए सबसे पसंदीदा है, विशेष रूप से पीरियडोंटल दोषों के इलाज के लिए, कठोर ऊतकों का प्रतिस्थापन, और ऑर्थोपेडिक सर्जरी13,14 के लिए प्रत्यारोपण का निर्माण। इस प्रकार, जीएनआर के साथ प्रबलित एनएचएपी-आधारित बायोमैटेरियल्स के निर्माण में बेहतर जैव संगतता हो सकती है और ओसियोइंटीग्रेशन को बढ़ावा देने और ओस्टियोकंडक्टिव15,16 होने की उनकी क्षमता के कारण फायदेमंद हो सकता है। इस तरह के हाइब्रिड समग्र मचान जैविक गुणों को संरक्षित कर सकते हैं जैसे कि सेल पालन, प्रसार, प्रसार और भेदभाव17. यहां, हम एनएचएपी और जीएनआर की स्थानिक व्यवस्था को तर्कसंगत रूप से बदलकर हड्डी ऊतक इंजीनियरिंग के लिए दो नए नैनोकंपोजिट के निर्माण की रिपोर्ट करते हैं जैसा कि चित्र 1 में दिखाया गया है। यहां दो अलग-अलग एनएचएपी-जीएनआर व्यवस्थाओं के रासायनिक और संरचनात्मक गुणों का मूल्यांकन किया गया था।

<table border="1" fo:keep-together.within-page="1" fo:keep-with-next.within-page="always">
	<tbody>
		<tr>
			<td>Ammonium phosphate monobasic</td>
			<td>Sigma-Aldrich</td>
			<td>216003-100G</td>
			<td>Synthesis</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Calcium nitrate tetrahydrate</td>
			<td>Sigma-Aldrich</td>
			<td>237124</td>
			<td>Synthesis</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Centrifuge</td>
			<td>Hettich</td>
			<td>EBA 200S</td>
			<td>Recovery</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Fourier transform infrared spectrometer</td>
			<td>Brucker</td>
			<td>Vertex 70</td>
			<td>Characterization</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Graphene nanoribbon</td>
			<td>Sigma-Aldrich</td>
			<td>922714</td>
			<td>Synthesis</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>High resolution transmission electron microscope</td>
			<td>Thermo Fisher Scientific</td>
			<td>Themis Titan 300</td>
			<td>Characterization</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Magnetic stirrer</td>
			<td>IKA</td>
			<td>C-MAG HS7 S68</td>
			<td>Functionalization</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Micropipettes</td>
			<td>TreffLab</td>
			<td>06H35687</td>
			<td>Reagent preparation</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>pH meter</td>
			<td>Eutech pH5+</td>
			<td>ECPH503PLUSK</td>
			<td>Reagent preparation</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Thermogravimetric analyzer</td>
			<td>TA Instruments</td>
			<td>SDT Q600</td>
			<td>Characterization</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Ultrasonic bath</td>
			<td>Bandelin</td>
			<td>DT100</td>
			<td>Functionalization</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Universal Oven</td>
			<td>Memmert</td>
			<td>UF55</td>
			<td>Functionalization</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Weighing balance</td>
			<td>Precisa</td>
			<td>XB220A</td>
			<td>Reagent preparation</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>X-ray diffractometer</td>
			<td>Brucker</td>
			<td>D8-Advanced</td>
			<td>Characterization</td>
		</tr>
	</tbody>
</table>

synthesis of graphene-hydroxyapatite nanocomposites for potential use in bone tissue engineering

हड्डी ऊतक इंजीनियरिंग के लिए उपन्यास सामग्री विकसित करना नैनोमेडिसिन के सबसे महत्वपूर्ण जोर क्षेत्रों में से एक है। सेल पालन, प्रसार और ऑस्टियोजेनेसिस की सुविधा के लिए हाइड्रॉक्सीपेटाइट के साथ कई नैनोकंपोजिट बनाए गए हैं। इस अध्ययन में, हाइब्रिड नैनोकंपोजिट्स को ग्राफीन नैनोरिबन (जीएनआर) और हाइड्रोक्सीपेटाइट (एनएचएपी) के नैनोकणों का उपयोग करके सफलतापूर्वक विकसित किया गया था, जो बायोएक्टिव मचानों में नियोजित होने पर संभावित रूप से हड्डी के ऊतकों के उत्थान में सुधार कर सकते हैं। ये नैनोस्ट्रक्चर जैव संगत हो सकते हैं। यहां, उपन्यास सामग्री तैयार करने के लिए दो दृष्टिकोणों का उपयोग किया गया था। एक दृष्टिकोण में, एक सह-कार्यात्मकरणनीति का उपयोग किया गया था जहां एनएचएपी को संश्लेषित किया गया था और एक साथ जीएनआर के लिए संयुग्मित किया गया था, जिसके परिणामस्वरूप जीएनआर सतहों पर एनएचएपी के नैनोहाइब्रिड (एनएचएपी / उच्च-रिज़ॉल्यूशन ट्रांसमिशन इलेक्ट्रॉन माइक्रोस्कोपी (एचआरटीईएम) ने पुष्टि की कि एनएचएपी / जीएनआर समग्र में जीएनआर की पतली, पतली संरचनाएं (1.8 μm की अधिकतम लंबाई) सुई जैसी एनएचएपी (लंबाई में 40-50 एनएम) के असतत पैच (150-250 एनएम) के साथ शामिल हैं। दूसरे दृष्टिकोण में, व्यावसायिक रूप से उपलब्ध एनएचएपी को जीएनआर-लेपित एनएचएपी (जीएनआर / एनएचएपी के रूप में निरूपित) (यानी, एनएचएपी / जीएनआर नैनोहाइब्रिड के सापेक्ष विपरीत अभिविन्यास के साथ) बनाने वाले जीएनआर के साथ संयुग्मित किया गया था। बाद की विधि का उपयोग करके गठित नैनोहाइब्रिड ने सतह पर जीएनआर के नेटवर्क के साथ कवर किए गए 50 एनएम से 70 एनएम तक के व्यास के साथ एनएचएपी नैनोस्फीयर का प्रदर्शन किया। ऊर्जा फैलाने वाला स्पेक्ट्रा, मौलिक मानचित्रण, और फूरियर ट्रांसफॉर्म इन्फ्रारेड (एफटीआईआर) स्पेक्ट्रा ने दोनों नैनोहाइब्रिड में एनएचएपी और जीएनआर के सफल एकीकरण की पुष्टि की। थर्मोग्रेविमेट्रिक विश्लेषण (टीजीए) ने संकेत दिया कि जीएनआर की उपस्थिति के कारण ऊंचे हीटिंग तापमान पर नुकसान जीएनआर / एनएचएपी और एनएचएपी / जीएनआर के लिए क्रमशः 0.5% और 0.98% था। विपरीत झुकाव के साथ एनएचएपी-जीएनआर नैनोहाइब्रिड हड्डी ऊतक इंजीनियरिंग अनुप्रयोगों में सुधार के लिए सेलुलर कार्यों को संभावित रूप से बढ़ावा देने के लिए बायोएक्टिव मचान में उपयोग के लिए महत्वपूर्ण सामग्रियों का प्रतिनिधित्व करते हैं।

एचआरटीईएम विश्लेषण व्यक्तिगत रूप से, जीएनआर कुछ दूरी पर कुछ झुकाव के साथ पतले बांस जैसी संरचनाएं थीं जैसा कि चित्र 2 में देखा गया है। सबसे लंबा जीएनआर 1.841 μm था जबकि सबसे छोटा झुका हुआ जी...

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

समाधान-चरण संश्लेषण का उपयोग करके ग्राफीन नैनोरिबन और हाइड्रॉक्सीपेटाइट नैनोकणों के उपन्यास नैनोकंपोजिट तैयार किए गए थे। बायोएक्टिव मचानों में नियोजित होने पर ये संकर ऊतक इंजीनियरिंग और हड्डी पुनर्जनन में संभावित अनुप्रयोगों का प्रदर्शन कर सकते हैं।

अस्थि ऊतक इंजीनियरिंग में संभावित उपयोग के लिए ग्राफीन-हाइड्रॉक्सीपेटाइट नैनोकम्पोजिट्स का संश्लेषण

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

यह काम विपरीत झुकाव के साथ नैनो हाइड्रॉक्सीपेटाइट और ग्राफीन नैनोरिबन के उपन्यास कंपोजिट बनाने की रणनीति की व्याख्या करता है। ये बायोमैटेरियल्स हड्डी ऊतक इंजीनियरिंग मचानों के विकास के लिए महत्वपूर्ण हैं। यह एक सरल एक पॉट संश्लेषण है।यह एक त्वरित, प्रभावी और किफायती तरीका है। यह काम हड्डी की चोटों और संबंधित बीमारियों के इलाज के संदर्भ में बेहद प्रासंगिक है जहां अधिक हड्डी ऊतक पुनर्जनन तेजी से उपचार को बढ़ावा देगा। शुरू करने के लिए, प्रतिक्रिया मिश्रण के 50 मिलीलीटर का उपयोग करके हाइड्रॉक्सीपेटाइट के प्राचीन नैनोकणों को संश्लेषित करें।ड्रॉपवाइज, लगभग 10 के पीएच को बनाए रखने के लिए 25% अमोनियमहाइड्रॉक्साइड जोड़ें। इसके बाद, 30 मिनट के लिए अल्ट्रासाउंड विकिरण द्वारा प्रतिक्रिया मिश्रण को उत्तेजित करें। परिणामी समाधान को कमरे के तापमान पर 120 घंटे तक परिपक्व होने दें जब तक कि हाइड्रॉक्सीपेटाइट के नैनोकणों का सफेद अवक्षेप व्यवस्थित न हो जाए।कमरे के तापमान पर पांच मिनट के लिए 1, 398 x g पर सेंट्रीफ्यूजेशन द्वारा हाइड्रॉक्सीपेटाइट के नैनोकणों को पुनर्प्राप्त करें। अवक्षेप को विआयनीकृत पानी से तीन बार धोएं। जीएनआर नैनोकम्पोजिट तैयार करने के लिए, एक कोफंक्शनलाइजेशन रणनीति का उपयोग करें, एक दाढ़ कैल्शियम नाइट्रेट टेट्राहाइड्रेट और 0.67 मोलर डायमोनियम हाइड्रोजन फॉस्फेट के मिश्रण में पांच मिलीग्राम ग्राफीन नैनोरिबन को 50 मिलीलीटर अंतिम मात्रा में भंग करने से शुरू करें।इस प्रतिक्रिया के दौरान, लगभग 10 पर पीएच बनाए रखने के लिए अमोनियम हाइड्रॉक्साइड ड्रॉपवाइज का 25% जोड़ें। 30 मिनट के लिए अल्ट्रासोनिकेशन द्वारा परिणामी मिश्रण को उत्तेजित करें। प्रतिक्रिया के पूरा होने के बाद, परिपक्वता तक कमरे के तापमान पर 120 घंटे के लिए समाधान छोड़ दें।हाइड्रॉक्सीपेटाइट के नैनोकणों के जिलेटिनस अवक्षेप के गठन के लिए निरीक्षण करें, जो ग्रेफिन नैनोरिबन को कोट करता है, जिसके बाद एनएचएपी / जीएनआर का एक सफेद अवक्षेप व्यवस्थित होता है। कमरे के तापमान पर पांच मिनट के लिए 1, 398 x g पर सेंट्रीफ्यूजेशन द्वारा अवक्षेप को तीन बार धोएं, इसके बाद विआयनीकृत पानी में पुनर्वितरण करें। एनएचएपी नैनोकम्पोजिट्स को संश्लेषित करने के लिए, 50 मिलीलीटर विआयनीकृत पानी में पांच मिलीग्राम प्रति मिलीलीटर की एकाग्रता पर हाइड्रॉक्सीपेटाइट के व्यावसायिक रूप से उपलब्ध नैनोकणों को निलंबित करें, पांच मिलीग्राम ग्रेफिन नैनोरिबन के साथ पूरक।30 मिनट के लिए अल्ट्रासोनिकेशन द्वारा परिणामी मिश्रण को उत्तेजित करें, और उसके बाद, मिश्रण को कमरे के तापमान पर 120 घंटे के लिए छोड़ दें। परिपक्वता के बाद, कमरे के तापमान पर पांच मिनट के लिए 1, 398 एक्स जी पर सेंट्रीफ्यूजेशन द्वारा परिणामी जीएनआर / एनएचएपी के सफेद अवक्षेप को पुनर्प्राप्त करें। विआयनीकृत पानी का उपयोग करके नमूने को तीन बार धोएं।एनएचएपी/जीएनआर नैनोकम्पोजिट के एचआरटीईएम विश्लेषण में लंबाई और चौड़ाई में 150 से 250 नैनोमीटर के बीच एनएचएपी पैच दिखाए गए। मौलिक मानचित्रण ने पुष्टि की कि जीएनआर पर मध्यवर्ती नोडल पैच वास्तव में मौलिक कैल्शियम और फास्फोरस की उपस्थिति के कारण एनएचएपी थे। एनएचएपी नैनोकम्पोजिट में, जीएनआर ने गोलाकार एनएचएपी नैनोकणों की सतह पर पतली फिल्मों का गठन किया।ईडीएस विश्लेषण ने जीएनआर के कारण कार्बन सामग्री में स्पष्ट वृद्धि दिखाई, जबकि कैल्शियम और फास्फोरस के लिए विशिष्ट चोटियां एनएचएपी के कारण थीं। एनएचएपी/जीएनआर स्पेक्ट्रम में कार्बन सामग्री में उल्लेखनीय वृद्धि अधिकांश जीएनआर के कारण हुई है, जिस पर ताजा संश्लेषित एनएचएपी के केवल छोटे पैच देखे गए थे। एक्सआरडी विश्लेषण ने क्रमशः 002, 102, 211, 300, 202, 310, 113, 222 और 213 विमानों के अनुरूप एनएचएपी मजबूत चोटियों की हेक्सागोनल क्रिस्टल संरचना की पुष्टि की, जैसा कि संश्लेषित एनएचएपी की शुद्धता की पुष्टि की।टीजीए विश्लेषण ने एनएचएपी के क्रिस्टलीकरण के कारण 200 डिग्री सेल्सियस के बाद 500 डिग्री सेल्सियस तक द्रव्यमान में लगातार कमी दिखाई। आगे हीटिंग ने परिसरों के अपघटन का नेतृत्व किया। जीएनआर की उपस्थिति के कारण जीएनआर/एनएचएपी और एनएचएपी/जीएनआर में 0.5 से 0.98% के बीच नुकसान पाया गया।नैनोकंपोजिट्स के वांछित रिवर्स ओरिएंटेशन को प्राप्त करने के लिए अभिकर्मकों और प्रतिक्रिया स्थितियों के अलावा का अनुक्रम सबसे महत्वपूर्ण है। ओस्टियोजेनेसिस को बढ़ावा देने के लिए नैनोकंपोजिट की क्षमता की जांच करने के लिए सेल लाइनों-आधारित अध्ययन किए जा सकते हैं। यह ऊतक इंजीनियरिंग के लिए सेलुलर प्रतिक्रिया के अभिविन्यास-मध्यस्थता मॉडुलन का एक नया क्षेत्र खोलेगा।

Research

JoVE Journal

Bioengineering

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एक 3 डी ऊतक इंजीनियर मानव इसोफेजियल mucosal मॉडल का उत्पादन, लक्षण और क्षमता का उपयोग करता

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