ساخت، مشخصه يابي و ارزيابي فعاليت زيستي فلويور هيدروكسي آپاتيت نانوكريستال

Preparation, characterization and bioactivity evaluation of fluor-hroxyapatite (FHA) nanocrystals

چكيده هدف از پژوهش حاضر، ساخت و مشخصه يابي ذرات بيوسراميك فلويور هيدروكسي آپاتيت در ابعاد نانومتر و ارزيابي فعاليت زيستي آن در محلول شبيه سازي شده بدن بود. پنتوكسيد فسفر، كلسيم نيترات و اسيد هگزافلويورفسفريك به ترتيب به عنوان منابع تامين كننده فسفر، كلسيم و فلويور و به منظور حصول نسبت هاي استوكيومتري Ca/F=5 و Ca/P=1.67 استفاده شدند. جهت مشخصه يابي و ارزيابي ويژگي هاي محصول توليد شده، از آزمون هاي فلورسنس پرتو ايكس (XRF)، پراش پرتو ايكس (XRD)، طيف سنجي تبديل فوريه فروسرخ (FTIR)، ميكروسكوپ الكتروني روبشي (SEM) و ميكروسكوپ الكتروني عبوري (TEM) بهره گرفته شد. از روش شرر و روش نوين شرر اصلاح شده نيز جهت تعيين اندازه بلورهاي فلويورهيدروكسي آپاتيت استفاده شد. به منظور ارزيابي فعاليت زيستي، ذرات فلويور هيدروكسي آپاتيت در محلول شبيه سازي شده بدن (SBF) به مدت سي روز غوطه ور گرديد و از روش طيف سنجي تبديل فوريه فروسرخ (FTIR) و ميكروسكوپ الكتروني روبشي (SEM) براي تشخيص و تاييد تشكيل لايه آپاتيت بر روي سطح پودر استفاده شد. آناليز عنصري نشان داد كه عناصر و اكسيدهاي لازم در مقادير مورد نظر در تركيب وجود دارند. نتايج آزمون پراش پرتو ايكس حضور تمام پيك هاي مربوط به ساختار فلويور هيدروكسي آپاتيت را در پودر تاييد كرد. نتايج طيف سنجي تبديل فوريه فروسرخ نيز جانشين شدن نسبي يون -F با OH- و تشكيل فلويور هيدروكسي آپاتيت را اثبات كرد. تصاوير گرفته شده توسط ميكروسكوپ هاي الكتروني روبشي و عبوري نشان داد كه پس از عمليات حرارتي در 600 درجه سانتي گراد، نانو ذرات فلويور هيدروكسي آپاتيت با ابعاد كمتر از 50 نانومتر و در اشكال شبه كروي حاصل شده اند. اين نتيجه، تاييدي بر نتايج حاصل از روش هاي شرر و شرر اصلاح شده نيز بود. آزمون طيف سنج مادون قرمز و تصاوير گرفته شده با ميكروسكوپ الكتروني روبشي تشكيل لايه آپاتيت را بر روي پودر فلويور هيدروكسي آپاتيت تاييد كردند كه اين خود نشاني از زيست فعالي نانوذرات ساخته شده بود. نتايج حاصل نشان داد كه به كمك روش سل- ژل مي توان به نانوذرات زيست فعال فلويور هيدروكسي آپاتيت با تركيب و ساختار مطلوب دست يافت.

ABSTRACT This study aimed at preparing and characterizing fluor-hydroxyapatite (FHA) nanocrystals using the sol-gel process. Phosphorus pentoxide, calcium nitrate, and hexafluoro acid were used as the sources of phosphorus, calcium, and fluorine to achieve the stochiometric ratio of 5 for calcium to fluorine, and 1.67 for calcium to phosphorus, respectively. In order to characterize and evaluate the properties of the particles, methods of elemental analysis (XRF), phase analysis (XRD), fourier transform infrared spectroscopy (FTIR), scanning electron microscope (SEM), and transmission electron microscope (TEM) were applied. The elemental analysis showed that the required oxides and elements deos exist in the compound in desired amounts. The results of XRD confirmed the structure of fluorapatite. The sizes of the crystallites estimated from XRD patterns using the Scherrer equation was about 40 nm. FTIR analysis proved the partial substitution of ion F with OH and the formation of fluorapatite. SEM and TEM images showed that the fluorapatite nanoparticles less than 50 nm were formed having spherical shapes. The results indicated that it is possible to prepare fluor-hydroxy apatite nanocrystals with desired composition and structure through sol-gel method.