Đồ án công nghệ nghiên cứu phương pháp tổng hợp bột HA

MỞ ĐẦUĐặt vấn đề Trong thời đại công nghệ cao phát triển, tạo điều kiện cho vật liệu ysinh được nghiên cứu mạnh mẽ để đáp ứng nhu cầu thay thế các bộ phận cơthể, cấy ghép mô, xương của c

NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN

NHẬN XÉT CỦA HỘI ĐỒNG BẢO VỆ

MỤC LỤC

DANH MỤC CÁC KÍ HIỆU VÀ CHỮ VIẾT TẮT ix

MỞ ĐẦU 1

Chương 1 TỔNG QUAN LÝ THUYẾT 3

1.1 Khái quát về calcium phosphate 3

1.2 Ứng dụng của bột HA 4

1.3 Tổng quan tình hình nghiên cứu vật liệu sinh học HA trong và ngoài nước 5

1.3.1 Tình hình nghiên cứu vật liệu sinh học HA ngoài nước hiện nay.5 1.3.2 Tình hình nghiên cứu vật liệu sinh học HA trong nước hiện nay 7 1.4 Tính chất của hyđroxyapatit 7

1.4.1 Tính chất vật lý 7

1.4.2 Tính chất hoá học 9

1.4.3 Tính chất sinh học 10

1.5 Các phương pháp tổng hợp hydroxyapatite 11

1.5.1 Phương pháp ướt 11

1.5.2 Phương pháp khô 16

1.6 Một số phương pháp nghiên cứu bột HA 18

1.6.1 Phương pháp phân tích nhiễu xạ tia X (XRD) 18

1.6.2 Phương pháp hiển vi điện tử quét (SEM) 19

1.6.3 Phương pháp phân tích quang phổ hồng ngoại (FTIR) 21

Chương 2 XÂY DỰNG QUY TRÌNH THỰC NGHIỆM 23

2.1 Tổng hợp bột HA 23

2.2 Nguyên liệu sử dụng cho nghiên cứu 23

2.3 Hệ thống thiết bị nghiên cứu 24

2.3.1 Thiết bị tổng hợp HA 24

2.3.2 Máy ly tâm siêu tốc TZ24 25

2.3.3 Máy sấy lạnh ALPHA 2-4 LSC 25

2.4 Các chỉ tiêu đánh giá chất lượng bột và thiết bị phân tích 25

2.4.1 Thành phần pha 25

2.4.2 Tỷ số mole Ca/P 26

2.4.3 Diện tích bề mặt riêng 27

2.5 Quy trình thực nghiệm tổng hợp bột HA 27

2.5.1 Cơ sở lý thuyết tổng hợp HA 27

2.5.2 Các phương pháp phân tích 29

2.5.3 Nghiên cứu ảnh hưởng của nhiệt độ đến hàm lượng tinh thể 30

2.5.4 Nghiên cứu ảnh hưởng của tốc độ nhỏ giọt đến độ tinh khiết của sản phẩm 30

2.5.5 Nghiên cứu ảnh hưởng của pH kết thúc phản ứng 30

2.5.6 Nghiên cứu ảnh hưởng của thời gian hóa già 31

KẾT LUẬN 32

TÀI LIỆU THAM KHẢO 34

DANH MỤC HÌNH ẢNH Hình 1.1 Thuốc bổ sung canxi sử dụng nguyên liệu HA dạng vi tinh thể

5

Hình 1.2 Ảnh của các tỉnh thể HA qua hiển vi điệu tử 8

Hình 1.3 Cấu trúc ô mạng cơ sở của tinh thể của các dạng HA 9

Hình 1.4 Công thức cấu tạo của phân tử HA 9

Hình 1.5 Sơ đồ nguyên lý của phương pháp kết tủa 13

Hình 1.6 Sơ đồ nguyên lý của phương pháp phun sấy 14

Hình 1.7 Quá trình tạo và vỡ bọt dưới tác dụng của sóng siêu âm 16

Hình 1.8 Sơ đồ nguyên lý của phương pháp siêu âm hoá học 16

Hình 1.9 Sơ đồ nguyên lý của phương pháp nhiễu xạ tia X 19

Hình 1.10 Sơ đồ nguyên lý của SEM 20

Hình 2.1 Thiết bị tổng hợp bột HA 25

Hình 2.2 Giản đồ nhiễu xạ tia X của hỗn hợp HA và TCP 26

Hình 2.3 Sơ đồ công nghệ nghiên cứu tổng hợp bột HA 28

DANH MỤC BẢNG

Bảng 1.1 Bước sóng đặc trưng của các nhóm chức 22 Bảng 2.1 Đặc tính kỹ thuật của bột Ca(OH) 2 24Bảng 2.2 Đặc tính kỹ thuật của axit H3PO4 24

DANH MỤC CÁC KÍ HIỆU VÀ CHỮ VIẾT TẮT

EDS Energy dispersive spectrometer – quang phổ tán xạ năng lượngFTIR Fourier Transform Infrared - Phương pháp phân tích quang phổhồng ngoại

HA Hydroxyapatite - Ca10(PO4)6(OH)2

SEM Scanning electron microscope - Kính hiển vi điện tử quét

TCP Tricanxiphotphat - Ca3(PO4)2

XRD X-ray diffractometer - nhiễu xạ Rơn-ghen

MỞ ĐẦU

Đặt vấn đề

Trong thời đại công nghệ cao phát triển, tạo điều kiện cho vật liệu ysinh được nghiên cứu mạnh mẽ để đáp ứng nhu cầu thay thế các bộ phận cơthể, cấy ghép mô, xương của con người, hứa hẹn cho việc chữa trị và tái tạocác mô và cơ quan bị mất hoặc bị tổn thương do chấn thương, bệnh tật hoặclão hóa Hiện nay, trên đà tiến bộ đáng kể của việc cấy ghép nội tạng, phẫuthuật tái tạo và sử dụng mô nhân tạo để điều trị, cấy ghép các cơ quan nộitạng hoặc mô xương Nhiều loại vật liệu dùng trong cấy ghép và thay thếxương khác cũng ngày càng được chú trọng trong lĩnh vực phát triển vật liệudùng cho xương Theo đó, các phẫu thuật ghép xương, chỉnh hình xương đãđạt đến giới hạn của sự hoàn thiện nhờ ứng dụng các loại chi tiết ghép là gốm

y sinh, composit thuộc họ Hydroxyapatit Đặc biệt là gốm y sinh Bộthydroxyapatite (HA) là loại vật liệu có hoạt tính sinh học, có tính tương thíchsinh học cao với các tế bào và các mô, tạo liên kết trực tiếp với xương nondẫn đến sự tái sinh xương nhanh mà không bị cơ thể đào thải; nó là nguyênliệu tổng hợp nên các vật liệu y sinh có tính ưu việt trên

Mục tiêu của đề tài

Nghiên cứu quy trình để tổng hợp bột HA có hàm lượng tinh thể

>70%

Nội dung nghiên cứu

- Tổng quan về bột HA.

- Nghiên cứu các phương pháp tổng hợp bột HA.

- Lựa chọn các thiết bị phục vụ cho việc nghiên cứu tổng hợp.

- Lựa chọn nguyên, vật liệu để tổng hợp bột HA.

- Phương pháp xác định bột HA.

- Kết luận và kiến nghị việc phát triển tổng hợp bột HA trong tương lai.

Chương 1 TỔNG QUAN LÝ THUYẾT 1.1 Khái quát về calcium phosphate

Calcium phosphates với các đặc tính phù hợp dùng làm vật liệu sinhhọc đang thu hút nhiều sự chú ý của khoa học trong ứng dụng làm vật liệucho xương Calcium phosphate có tính tương thích sinh học, hoạt tính sinhhọc cao và khả năng chữa lành xương do có thành phần và cấu trúc tương tựthành phần khoáng trong xương

Mặt khác, calcium phosphate còn có độ hấp thụ cao đối với cácprotein như fibronectin và vitronectin Vì vậy, khi sử dụng calcium phosphate

có thể tăng cường sự kết dính của các tế bào tạo xương Mặt khác, calciumphosphate có thể từ từ hòa tan bên trong cơ thể để giải phóng ion calcium vàphosphate có lợi trong việc hình thành xương Chúng giúp hình thành nênhợp chất có thành phần và cấu trúc hóa học giống với pha khoáng trongxương hơn và có hoạt tính sinh học tốt hơn

Đặc biệt, nano calcium phosphate có hoạt tính sinh học cao hơn, cáchạt calcium phosphate ở kích thước nano được dùng trong cấy ghép mô vớitính tương hợp sinh học được cải thiện đáng kể

Calcium phosphate dùng trong lĩnh vực y sinh được biết đến như [3]:

- Hydroxyapatite (HA)

- β-tricalcium phosphate (β-TCP)

- Biphasic calcium phosphate (BCP)

Riêng HA cũng được chia: Bột HA, gốm xốp HA, Composit Trong

đồ án công nghệ này, bột HA sẽ được chú trọng tìm hiểu

1.2 Ứng dụng của bột HA

Do lượng canxi hấp thụ thực tế từ thức ăn mỗi ngày tương đối thấpnên rất cần bổ sung canxi cho cơ thể, đặc biệt cho trẻ em và người cao tuổi.Canxi có trong thức ăn hoặc thuốc thường nằm ở dạng hợp chất hoà tan nênkhả năng hấp thụ của cơ thể không cao và thường phải dùng kết hợp vớivitamin D nhằm tăng cường việc hấp thụ và chuyển hoá canxi thành HA Cóthể bổ sung canxi cho cơ thể người bằng cách dùng thức ăn Một phươngpháp hữu hiệu là sử dụng HA ở dạng bột mịn, kích thước nano để bổ sungcanxi [2], [8]

Đối với bột HA có kích thước hạt khoảng 150 nm trở lên, quá trìnhthiêu kết để tạo gốm HA rất khó khăn Quá trình kết khối diễn ra ở nhiệt độkhá cao (1000 ÷ 12000C) trong thời gian dài (2 ÷ 3 giờ), làm cho gốm HA bịphân huỷ thành các hợp chất không mong muốn, có hại cho cơ thể Với kíchthước nano (từ 20 ÷ 100 nm), nhiệt độ kết khối của HA bột giảm xuống chỉcòn khoảng 800 ÷ 1000°C trong thời gian từ 1/2 giờ đến 1 giờ Điều này làmcho việc chế tạo gốm y sinh học từ HA có chất lượng cao, thuận lợi và dễdàng hơn [2]

Hình 1.1 là hình ảnh của một số loại thực phẩm chức năng và thuốc bổsung canxi sử dụng nguyên liệu HA bột dạng vi tinh thể đang được lưu hànhtrên thị trường [2], [8]

Hình 1.1 Thuốc bổ sung canxi sử dụng nguyên liệu HA dạng vi tinh thể

Bột HA còn được dùng làm nguyên liệu tổng hợp nên gốm xốp HA.Vật liệu này có tính tương thích sinh học cao, có nhiều lỗ liên thông với nhau,tạo thuận lợi cho sự xâm nhập của mô sợi và mạch máu, có tính dung nạp tốt,không độc, không dị ứng Nhờ có khả năng đặc biệt này mà ngày nay, nóđược ứng dụng đặc biệt rộng rãi y sinh học

Ngày nay, để cải tiến tính năng của vật liệu y sinh HA Vật liệucomposit HA được tạo ra bằng cách phân tán HA bột vào các polyme sinhhọc như collagen, chitosan, xenlulo, đường sacaro Vật liệu ở dạng này được

sử dụng làm các chi tiết cấy ghép xương chất lượng cao, làm kẹp nối xươnghoặc có thể làm chất truyền dẫn thuốc Việc sử dụng các polyme sinh học làmchất nền tạo điều kiện cho việc gia công, chế tạo các chi tiết dễ dàng hơn Mặtkhác, các polyme này còn có khả năng liên kết với các tế bào sinh học thôngqua các nhóm chức của mình Và đây là ưu điểm vượt trội mong muốn

1.3 Tổng quan tình hình nghiên cứu vật liệu sinh học HA trong và ngoài nước

1.3.1 Tình hình nghiên cứu vật liệu sinh học HA ngoài nước hiện nayCùng với sự tiến bộ của khoa học kỹ thuật, các nhà khoa học đãnghiên cứu nhiều phương pháp khác nhau để chế tạo HA như: dạng bột được

điều chế bằng phương pháp sol - gel, kết tủa, phun sấy, siêu âm ; dạng màng

- bằng phương pháp vật lý hoặc điện hoá ; dạng khối rắn, khối xốp, vật liệu

tố hợp (composit) - bằng phương pháp nén ép - thiêu kết HA bột, phản ứngpha rắn, phản ứng thuỷ nhiệt [1]

Hiện nay, đã có rất nhiều chế phẩm được sản xuất từ nguyên liệu HA:Năm 1983, Klein và các đồng nghiệp lần đầu tiên tạo ra chi tiết ghépxương bằng gốm chứa 100% HA [21] Do sự phát triển chậm của xương trongmiếng ghép này nên chất lượng của xương ở nơi cấy ghép được tạo nên là rấttốt, nhưng thời gian điều trị kéo dài Bằng những thí nghiệm khác, họ đã cấyghép các chi tiết gốm chứa 100% β-TCP Và kết quả là tốc độ phát triển củaxương non trong miếng ghép rất nhanh, do vậy lại làm cho chất lượng củaxương ở nơi cấy ghép không tốt cho quá trình phát triển của xương

Năm 1986, Moore và Chapman đã chế tạo được miếng ghép tố hợpgiữa hai pha HA và β-TCP Trong thực tế, gốm HA tốt bao gồm khoảng 93 -94% HA và 6 - 7% TCP TCP có hai dạng thù hình là α và β-TCP, thành phầnα-TCP có tác dụng làm tăng tốc độ tái sinh xương, nó đóng vai trò là nguồnkhoáng cung cấp trực tiếp cho chỗ phát triển xương mới β-TCP thì sẽ tiêubiến dần như là nguồn cung cấp khoáng cho xương non phát triển vào chỗkhuyết xương Do đó, tổ hợp HA - β-TCP là vật liệu y sinh chính cho cácphẫu thuật ghép xương, nối xương, chỉnh hình hoặc sửa chữa xương

Để chữa trị căn bệnh loãng xương, Cục Quản lý Thực phẩm và Dượcphấm Mỹ (FDA) đã cho phép sử dụng HA trong sản xuất thuốc và thực phẩmchức năng Nhiều loại thuốc và thực phẩm bổ sung canxi có sử dụng HA đãđược lưu hành trên thị trường Trong số đó có thế kể đến Ossopan của Pháp,Bone Booster Complex, Bone Dense Calcium của Mỹ, Calcium Complex củaAnh, SuperCal của New Zealand [22]

Bên cạnh đó, HA dạng màng đã được các nhà khoa học Nhật Bản chếtạo thành vật liệu chế tạo răng giả và sửa chữa những khuyết tật của răng.1.3.2 Tình hình nghiên cứu vật liệu sinh học HA trong nước hiện nayNăm 2005, Đỗ Ngọc Liên đã nghiên cứu quy trình tổng hợp bột vàchế thử gốm xốp HA từ Ca(OH)2 và H3PO4 bằng phương pháp ướt theo côngnghệ của Italia và đã bước đầu thử nghiệm thành công trên động vật.

Năm 2008, Trung tâm Phát triển Khoa học và Công nghệ Trẻ đã

nghiên cứu đề tài: “Nghiên cứu chế tạo gốm sinh học Calcium phosphate: Hydroxy apatite Ca 10 (PO 4 ) 6 (OH) 2 (HA) và Tricalicium phosphate Ca 3 (P0 4 ) 2

(TCP), ứng dụng thay thế một số bộ phận xương, khớp trong cơ thể con người”.

Năm 2009, Vũ Thị Dịu đã tổng hợp bột HA và tiến hành nghiên cứucác yếu tố ảnh hưởng đến bột HA kích thước nano điều chế từ Ca(OH)2 và

1.4 Tính chất của hyđroxyapatit

1.4.1 Tính chất vật lý

Hydroxyapatit (HA), có công thức phân tử là Ca10(PO4)6(OH)2, có màutrắng, trắng ngà, vàng nhạt hoặc xanh lơ, tuỳ theo điều kiện hình thành, kíchthước hạt và trạng thái tập hợp HA có nhiệt độ nóng chảy 1760°C và nhiệt độsôi 2850°C, độ tan trong nước 0,7g/l, khối lượng mol phân tử 1004,60g, khốilượng riêng là 3,156g/cm3, độ cứng theo thang Mohs bằng 5

Các tinh thể HA tự nhiên và nhân tạo thường tồn tại ở dạng hình que,hình kim, hình vảy Sử dụng phương pháp hiển vi điện tử SEM hoặc TEM

có thể nhận biết được các dạng tồn tại của tinh thể HA (Hình 1.2) [13]

Hình 1.2 Ảnh của các tỉnh thể HA qua hiển vi điệu tử [3]

(a) - Dạng hình que (b) - Dạng hình trụ (c) - Dạng hình cầu

(d) - Dạng hình sợi (e) - Dạng hình vảy (f) - Dạng hình kim

HA tồn tại ở hai dạng cấu trúc là dạng lục phương (hexagonal) vàdạng đơn tà (monoclinic) HA dạng lục phương thường được tạo thành trongquá trình điều chế ở nhiệt độ từ 25 ÷ 100°C, còn dạng đơn tà chủ yếu đượcsinh ra khi nung dạng lục phương ở 850°C trong không khí sau đó làm nguộiđến nhiệt độ phòng Giản đồ nhiễu xạ tia X của hai dạng này giống nhau hoàntoàn về số lượng và vị trí của các vạch nhiễu xạ Chúng chỉ khác nhau vềcường độ của peak, dạng đơn tà cho các peak có cường độ yếu hơn các peakcủa dạng lục phương khoảng 1% [12]

Cấu trúc ô mạng cơ sở của tinh thể HA gồm các ion Ca2+, PO43- và

OH- được sắp xếp như hình 1.3a Ô mạng này có dạng hình lục phương,thuộc nhóm không gian P63/m với các hằng số mạng a = 0,9417 nm, b =0,9417 nm và c = 0,6875 nm, α = β = 90° và γ = 120° [30] Đây là cấu trúcthường gặp của HA tổng hợp, trong thành phần của xương và ngà răng [14]

Hình 1.3 Cấu trúc ô mạng cơ sở của tinh thể của các dạng HA

Ở men răng, các tinh thể HA sắp xếp rất đặc khít với nhau bởi các ômạng cơ sở thuộc hệ đơn tà, nhóm không gian P21/b (hình 1.3b) Các hằng

số mạng lần lượt có giá trị: a = 0,9421 nm, b = 1,8843 nm và c = 0,6881

nm, α = β = 90° v à γ = 120° [15]

Công thức cấu tạo của phân tử HA được thể hiện trên hình 1.4, cóthể nhận thấy phân tử HA có cấu trúc mạch thẳng, các liên kết Ca - O là liênkết cộng hoá trị Hai nhóm OH được gắn với hai nguyên tử P ở hai đầumạch [16]:

Hình 1.4 Công thức cấu tạo của phân tử HA

1.4.2 Tính chất hoá học

HA không phản ứng với kiềm nhưng phản ứng với axit tạo thành cácmuối canxi và nước:

Ca10(PO4)6(OH)2 + 2HCl = 3Ca3(PO4)2 + CaCl2 + 2H2O

Bột HA tương đối bền nhiệt, bị phân hủy chậm trong khoảng từ 800 ÷

1200°C tạo thành oxy-hydroxyapatit:

Ca10(PO4)6(OH)2 = Ca10(PO4)6(OH)2.2xOx + xH2O (0<x<1)

Ở nhiệt độ lớn hơn 1200°C, HA bị phân huỷ thành β-Ca3(PO4)2 TCP) và Ca4P2O9 hoặc CaO:

(β-Ca10(PO4)6(OH)2 = 2β-Ca3(PO4)2 + Ca4P2O9 + H2O

Ca10(PO4)6(OH)2 = 3β-Ca3(PO4)2 + CaO + H2O

1.4.3 Tính chất sinh học [16]

Vì có cùng bản chất và thành phần hoá học nên HA tự nhiên và nhântạo đều là những vật liệu có tính tương thích sinh học cao Ở dạng bột mịn vớikích thước nano, HA là dạng canxi photphat dễ được cơ thể hấp thụ nhất với

tỷ lệ Ca/P trong phân tử tương ứng với tỷ lệ trong xương và răng Ở dạngmàng và dạng xốp, HA có thành phần hoá học và các đặc tính giống xương tựnhiên, các lỗ xốp thông với nhau làm cho các mô sợi, mạch máu dễ dàng xâmnhập Chính vì thế mà vật liệu này có tính tương thích sinh học cao với các tếbào và mô, có tính dẫn xương tốt, tạo liên kết trực tiếp với xương non dẫn đến

sự tái sinh xương nhanh mà không bị cơ thế đào thải Ngoài ra, HA là hợpchất không gây độc, không gây dị ứng cho cơ thể người và có tính sát khuẩncao

Hợp chất HA tương đối bền với dịch men tiêu hoá nên ít chịu ảnhhưởng của dung dịch axit trong dạ dày Ở dạng bột mịn với kích thước nano,

HA được cơ thể người hấp thụ rất nhanh qua niêm mạc lưỡi và thực quản.Đây là cơ sở ứng dụng chúng để làm thuốc bổ sung canxi với hiệu quả cao

Để chế tạo vật liệu HA có tính tương thích sinh học một cách tối ưunhất thì cần phải nghiên cứu chuyên sâu với công nghê hiện đại ứng với từngloại ứng dụng thực tiễn khác nhau

1.5 Các phương pháp tổng hợp hydroxyapatite

Tuỳ thuộc vào mục đích ứng dụng, HA ở các dạng khác nhau có thểđược tổng hợp bằng nhiều phương pháp và từ các nguyên liệu khác nhau.Dựa vào điều kiện tiến hành phản ứng, có thể phân chia các phương phápthành:

1.5.1 Phương pháp ướt

Đây là phương pháp chế tạo HA ở dạng bột hoặc dạng màng từ dungdịch chứa các nguyên liệu ban đầu khác nhau, bao gồm: phương pháp kết tủa,phương pháp sol - gel, phương pháp phun sấy… Ưu điểm của phương phápướt là có thể điều chỉnh được kích thước của hạt HA theo mong muốn [1]

a) Phương pháp kết tủa

Việc tổng hợp HA bằng cách kết tủa từ các ion Ca2+ và PO43- có thểthực hiện theo nhiều cách khác nhau, có thể phân ra thành hai nhóm chính[4]:

Phương pháp kết tủa từ các muối chứa ion Ca2+ và PO43- dễ tan trongnước:

Các muối hay được dùng là Ca(NO3)2, CaCl2, (NH4)2HPO4,

NH4H2PO4… Phản ứng diễn ra theo phương trình (*) được coi là phươngpháp cơ bản để tổng hợp HA [4]:

10Ca(NO3)2 + 6(NH4)2HPO4 + 8NH4OH = Ca10(PO4)6(OH)2 + 20NH4NO3 +6H2O (*)

Lượng Ca(NO3)2 và (NH4)2HPO4 được chuẩn bị theo tỷ lệ Ca/P =1.67, pha trong nước cất với nồng độ tương ứng 0,2M và 0,1M Sau đó, nhỏ

từ từ (tốc độ 2ml/phút) dung dịch (NH4)2HPO4 vào cốc đựng Ca(NO3)2 trênmáy khuấy từ (tốc độ 300 ÷ 400 vòng/phút) Bổ sung dung dịch NH4OH đểđảm bảo phản ứng diễn ra trong môi trường pH = 10 ÷ 12 [4]

Sau khi nhỏ hết lượng dung dịch (NH4)2HPO4 tiếp tục khuấy hỗn hợptrong khoảng 2 giờ tại nhiệt độ đã định Kết thúc phản ứng, thu lấy kết tủa vàlàm sạch bằng cách lọc rửa nhiều lần với nước cất trên máy ly tâm hoặc thiết

bị lọc hút chân không Sản phẩm được sấy khô ở nhiệt độ 75 - 800C và bảoquản tránh tiếp xúc với không khí [4]

Phương pháp kết tủa từ các hợp chất chứa Ca2+ ít tan hoặc không tantrong nước:

Phản ứng xảy ra giữa Ca(OH)2, CaO, CaCO3 với axit H3PO4 trongmôi trường kiềm Ví dụ:

10Ca(OH)2 + 6H3PO4 = Ca10(PO4)6(OH)2 + 18H2O

Trong quá trình điều chế, yếu tố pH cũng đóng vai trò quan trọng Độ

pH 11 ÷ 12 được điều chỉnh bằng cách thêm từ từ H3PO4 vào Ca(OH)2 Cácyếu tố như nguyên liệu ban đầu, nhiệt độ, môi trường phản ứng Thường ảnhhưởng đến chất lượng và hình dạng của tinh thể HA Để nhận được sản phẩm

HA bột có kích thước mong muốn thì ngoài các yếu tố trên, cần quan tâm đến

sự kết tinh của HA trong suốt quá trình tổng hợp [4]

Sơ đồ nguyên lý của phương pháp kết tủa được thể hiện qua hình 1.5:

Hình 1.5 Sơ đồ nguyên lý của phương pháp kết tủa [4]

b) Phương pháp sol - gel

Theo lý thuyết về phương pháp sol - gel, hệ phân tán là hệ bao gồmmột môi trường liên tục và các tiểu phân (các hạt) có kích thước nhỏ đượcphân tán đồng đều trong môi trường đó Tập hợp các tiểu phân nhỏ bé đóđược gọi là pha phân tán, môi trường chứa đựng pha phân tán gọi là môitrường phân tán Khi môi trường phân tán là lỏng và pha phân tán là rắn, thìtuỳ kích thước hạt sẽ tạo ra hệ huyền phù hoặc hệ keo (sol) [1], [11]

Gel là một trạng thái lỏng hoá rắn, được tạo thành từ các hệ sol hoặccác dung dịch cao phân tử Gel có cấu trúc mạng không gian chứa đựng trong

nó phần còn lại của chất lỏng sau khi hình thành mạng Quá trình tạo gelđược mô tả như sau: Hệ sol, dung dịch cao phân tử  gel, nghĩa là các hệ sol,

dung dịch cao phân tử có thể chuyển thành gel hoặc ngược lại tuỳ thuộc điềukiện Các yếu tố ảnh hưởng đến quá trình tạo gel là: kích thước, hình dạngcủa hạt keo và chất cao phân tử; nồng độ pha phân tán và chất cao phân tử;nồng độ chất điện ly, nhiệt độ, cường độ và thời gian khuấy [1], [11].

Có thể chuyển sol thành gel bằng cách tách dung môi Khi dung môi

bị tách ra, các hạt keo hoặc chất cao phân tử lại gần nhau hơn, tạo điều kiệnthuận lợi cho chúng nối chéo với nhau Khi sự nối chéo này đủ lớn, độ nhớtcủa dung dịch tăng nhanh và toàn bộ khối dung dịch sẽ chuyển thành gel.Cũng có thể dùng cách khuấy mạnh dung dịch để tạo gel Cường độ và thờigian khuấy đủ lớn sẽ làm tăng tần số va chạm giữa các hạt keo và tạo điềukiện cho chúng nối chéo với nhau Trong thực tế, thường kết hợp cả hai cáchtrên để chuyển sol thành gel [1], [11]

Ưu điểm của phương pháp sol - gel là tạo được độ đồng nhất cao ởmức độ phân tử, từ đó có thể chế tạo vật liệu ở dạng khối, màng mỏng, sợi vàdạng hạt có chất lượng tốt [1], [11]

c) Phương pháp phun sấy

Dung dịch chứa các ion Ca2+ và PO43- (tỷ lệ Ca/P = 1.67) được phunvào thiết bị cùng với khí nén (hình 1.6)

Hình 1.6 Sơ đồ nguyên lý của phương pháp phun sấy