Síntesis de materiales

Hidroxiapatita y Bioapatita

lunes, 10 de abril de 2023

Fernando Johann

Hidroxiapatita (Hidroxilapatita)

Ca10(PO4)6(OH)2

Estimula el crecimiento de tejido óseo.

Baja resistencia Se quiebra fácil Sin resistencia a la

fatiga

Lo importante de estos materiales es la morfología y geometría.

La HA es el fosfato de calcio menos soluble a pH mayores de 4.2

La biocompatibilidad es muy buena pero varía violentamente con la composición la estructura y la pureza

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Bioapatita

Difiere en:estequiometría CristalinidadLa mayoría de las

propiedades mecánicas.

Una vez que nuclea, crece.

Lo importante es lograr geometría y morfología.

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Procesos

Usando SBF (Biomimetic) Precursor de alcohol Precipitación en Gelatina Mecánico Químicos Emulsión-membrana permeable Pirólisis ultrasónica Sol-gel que no sea SBF

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Procesos Usando SBF

SBFNa+ 142.0 mMK+ 5.0 mMMg+ 1.5 mMCa+ 2.5 mMCl- 125-148.8 mM (varía según autor)HCO3- 4.2-27 mM (Varía según autor)HPO4

2- 1.0 mMSO4

2- 0.5 mM

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Procesos Usando SBF

Se puede usar TiO2 que son fibras fabricadas por Electrospinning

Activación de la superficie (NaOH 0.1M) Después de lavar se obtiene Titanato hidrogenado Reactivos (Precursores)

PolyvinilacetatoTiP (isopropoxide)Dimetilfomamide N,NAcido acético

O por precipitación (un poco más complicado)pH 7.4Ca(NO3)24H2O, (NH4)2HPO4

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Procesos Usando SBF

Y esto que resultado tiene?K

20 22,5 25 27,5 30 32,5 35 37,5 40 42,5 45 47,5 50 52,5 55 57,5

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Procesos Usando Alcohol como precursor Se usa

Ca(NO3)24H2O 1MH3PO4 1MMethanol

El secreto esta en mantener Ca/P = 1,666 Reposo 4-5 horas

La solución pasa de transparente a lechosa Tratamiento térmico a 800 grados por 10 min pH?

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Procesos Usando Gelatina

Se usa Ca(NO3)24H2O(NH4)2HPO4

Gelatina en agua destilada a 40 grados. El secreto sigue siendo esta en mantener Ca/P =

1,666 Secado 80 grados por 10 min pH = 10 (solubilidad muy baja) (NH4

+) Prensado

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Por que usar Gelatina

Se usa porqueTamaño menor de particulaSe inhibe parcialmente la

cristalinidadSe puede controlar la cinética

de la reacción. Prensado y control de la

temperatura de sinterización.

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Procesos Mecánico-Químicos

Se usa CaHPO4

CaOUn cilindrito (alumina), una bolita de Acero Inox y un agitador potenteGelatina en agua destilada a 40 grados.

Hay que mantener una relación molar CaHPO4/CaO = 1,5Suficiente para dar HA + H2O (con reacción completa)

Reacciones químicas mecánicamente activadas. 0-25 horasIncontrolable salvo por

la energia del agitador El tiempo de agitación

Prensado

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Fernando Johann

Algo de Bibliografía

Con el método de SBF Remant Bahadur K.C., Chul Ki Kim et al. Materials Science and Engineering C(2007) en prensa. A. CuKneyt Tas Biomaterials 21 (2000) 1429-1438 Hong Li, Weiya Huang et al Materials Science and Engineering C 27 (2007) 756-761

Precursor de alcohol Jasper K. Khongwar a, K.R. Kannan Materials Research Bulletin (2007) en prensa

Precipitación en Gelatina Cai Shu, Yu Xianzhu, Ceramics International 33 (2007) 193-196

Metodos mecánico Químicos K.C.B. Yeong*, J. Wang, S.C. NgBiomaterials 22 (2001) 2705-2712

Emulsiones y Sol gel Somnuk Jarudilokkula, Wiwut Tanthapanichakoon. Colloids and Surfaces

A:Physicochem.Eng.Aspects 296 (2007) 149-153 G.-H. An , H.-J. Wanga. Materials Science and Engineering A 449-451 (2007) 821-824

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Fernando Johann

Emulsión-Membrana Permeable

Membrana líquida Water in oil in water (W/O/W)

MaterialesCaCl2H2O

(NH4)2HPO4 Span 20Tween 80Acido graso n-caproico.

Hay que mantener una relación molar CaHPO4/CaO

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Emulsión-Membrana Permeable

(W/O se emulsionó con un agitador a 14000rpm 5 min.(NH4)2HPO4 0.5M 30mlAcido graso 1.5 ml2.5g de Tween 802.5g de Span 20

La emulsión se agrega aCaCl2H2O 1M NH4

+ 50 ml al 25% Para lograr la interfase W/O/W se necesita mucha energía de

agitación. Se Precipita en centrifugadora Se seca a 100 grados