VẬT LIỆU HYDROXYAPATITE TRONG ỨNG DỤNG Y SINH

ĐẠI HỌC QUỐC GIA TP.HỒ CHÍ MINH TRƯỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN KHOA KHOA HỌC & CÔNG NGHỆ VẬT LIỆU BỘ MÔN VẬT LIỆU TỪ VÀ Y SINH SEMINAR MÔN HỌC VẬT LIỆU Y SINH CHỨC NĂNG Đề Tài: VẬT LIỆU HYDROXYAPATITE TRONG Y SINH GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN: Ths ĐẬU TRẦN ÁNH NGUYỆT TP HỒ CHÍ MINH - 2018 ĐẠI HỌC QUỐC GIA TP.HỒ CHÍ MINH TRƯỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN KHOA KHOA HỌC & CÔNG NGHỆ VẬT LIỆU BỘ MÔN VẬT LIỆU TỪ VÀ Y SINH SEMINAR MÔN HỌC VẬT LIỆU Y SINH CHỨC NĂNG Đề Tài: VẬT LIỆU HYDROXYAPATITE TRONG Y SINH Thành viên nhóm : Nguyễn Thị Hồng Yến 1619302 Đỗ Trần Quế Phương 1619201 Nguyễn Thế Duy 1619040 Nguyễn Nhật Xuân An 1619001 Nguyễn Thị Mỹ Hằng 1619303 Trần Thành Thái 1619224 GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN: Ths ĐẬU TRẦN ÁNH NGUYỆT TP HỒ CHÍ MINH - 2018 DANH MỤC KÍ HIỆU VÀ CÁC CHỮ VIẾT TẮT DANH MỤC HÌNH ẢNH .6 MỞ ĐẦU CHƯƠNG I: TỔNG QUAN VỀ VẬT LIỆU HYDROXYAPATITE .8 Giới thiệu Hydroxyapatite: Cấu trúc tính chất: 2.1 Cấu trúc: 2.2 Tính chất: .9 2.2.1 Tính chất sinh học: 2.2.2 Tính chất vật lý: .11 2.2.3 Tính chất hóa học: 11 CHƯƠNG II: CÁC PHƯƠNG PHÁP TỔNG HỢP HYDROXIDE APATITE 12 Phương pháp khô .12 1.1 Tổng hợp trạng thái rắn .12 1.2 Phương pháp hóa .12 Phương pháp ướt .13 2.1 Phương pháp kết tủa hóa học 13 2.2 Phương pháp sol-gel 15 2.3 Phương pháp thủy nhiệt 16 Quy trình tổng hợp vật liệu HA 17 3.1 Khảo sát ảnh hưởng nhiệt độ 19 3.2 Khảo sát ảnh hưởng tốc độ cấp axit 19 3.3 Khảo sát ảnh hưởng nồng độ chất phản ứng 19 3.4 Khảo sát ảnh hưởng dung môi 20 3.5 Khảo sát ảnh hưởng tốc độ khuấy trộn 20 3.6 Khảo sát sơ ảnh hưởng sóng siêu âm .21 3.7 Chuẩn bị mẫu phân tích .21 CHƯƠNG 3: CÁC PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU VẬT LIỆU HA .23 1.2 Ảnh SEM TEM .25 1.3 Kết đo FTIR 28 Khảo sát ảnh hưởng tốc độ cấp axit: 29 2.1 Kết XRD .29 2.2 Kết ảnh SEM .30 2.3 Kết FTIR .31 Khảo sát ảnh hưởng nồng độ chất phản ứng .32 3.1 Kết phân tích XRD 32 3.2 Kết ảnh SEM 33 3.3 Kết FTIR 34 Khảo sát ảnh hưởng sóng siêu âm 34 4.1 Kết phân tích XRD 35 4.2 Kết chụp ảnh TEM 36 Khảo sát ảnh hưởng dung môi 37 5.1 Kết phân tích XRD 37 5.2 Kết chụp SEM 38 5.3 Kết phân tích FTIR 39 Khảo sát ảnh hưởng tốc độ khuấy trộn 40 6.1 Kết phân tích XRD 40 6.2 Kết chụp SEM 41 6.3 Kết phân tích FTIR .43 CHƯƠNG 3: ỨNG DỤNG CỦA HYDROXYAPATITE TRONG Y SINH 44 Ứng dụng HA dạng bột nano 44 Ứng dụng HA dạng màng 44 Ứng dụng HA dạng xốp 45 Ứng dụng HA dạng composite 45 KẾT LUẬN 46 TÀI LIỆU THAM KHẢO 47 DANH MỤC KÍ HIỆU VÀ CÁC CHỮ VIẾT TẮT ACP Amorphous calcium phosphate OCP Octan Calcium phosphate FT-IR Fourier Transform Infrared Spectroscopy SEM Scanning Electron Microscope TEM Transmission Electron Microscope HA DCPD Hydroxyapatite Calcium hydrophosphate dihydrate XRD X-ray diffraction NIST National Institute of Standards and Technology JCPDS Joint Committee on Powder Diffraction Standards DANH MỤC HÌNH ẢN Hình 1: Các tinh thể Hydroxyapatite Hình 2: Cấu trúc mạng sở tinh thể HA a) dạng lục phương b) dạng đơn tà Hình 3: Cơng thức cấu tạo HA Hình 4: Hydroxyapatite bột/ canxi hydroxyapatite 10 Hình 5: Sự linh hoạt HA 10 Hình 6: Sơ đồ nguyên lý phương pháp kết tủa 14 Hình 7: Sơ đồ nguyên lý phương pháp sol – gel 15 Hình 8: Sơ đồ bố trí nghiệm 17 Hình 9: Sơ đồ quy trình thực nghiệm tổng hợp bột HA 18 Hình 10: Giản đồ XRD HA sau nung 9000C 24 Hình 11: Giản đồ XRD bột HA nhiệt độ phản ứng khác 25 Hình 12: Ảnh SEM bột HA nhiệt độ phản ứng khác (a): 0 C (b): 100C (c): 300C (d): 600C ( e): 900C 26 Hình 13: Ảnh TEM mẫu bột HA tổng hợp nhiệt độ khác (a): 0C (b): –100C (c): – 300C (d): – 600C ( e): –900C .27 Hình 14: Phổ FTIR mẫu HA tổng hợp nhiệt độ 28 Hình 15: Giản đồ XRD bột HA a: phản ứng S1, S2, S3, S4 b: phản ứng S5 c: phản ứng S5 nung mẫu 6000C .29 Hình 16: Ảnh SEM bột HA tổng hợp ba tốc độ cấp axit H3PO4 S1: 1,1ml/phút S4: 7ml/phút S5: tốc độ lớn 30 Hình 17: Phổ FTIR bột HA tốc độ cấp axit .31 Hình 18: Giản đồ XRD HA tổng hợp nồng độ: C1, C2 C3 32 Hình 19: Ảnh SEM HA tổng hợp nồng độ: a: C1 b: C2 c: C3 33 Hình 20: Phổ FTIR bột HA thu cthí nghiệm với nồng độ chất phản ứng khác 34 Hình 21: Giản đồ XRD bột HA tổng hợp điều kiện không chiếu (a) có chiếu (b) xạ siêu âm 35 Hình 22: Ảnh TEM bột HA tổng hợp điều kiện không chiếu (a) chiếu (b) xạ siêu âm 36 Hình 23: Giản đồ XRD bột HA tổng hợp dụng mơi 37 Hình 24: Ảnh SEM bột HA tổng hợp từ dụng môi D1: nước D2: hỗn hợp nước+ etanol D3: etanol 38 Hình 25: Phổ FTIR bột tổng hợp từ HA 39 Hình 26: Giản đồ XRD bột HA tổng hợp tốc độ khuấy trộn 40 Hình 27: Ảnh SEM bột HA tốc độ khuấy (V1): 100-150 vòng/phút (V2): 300350 vòng/phút (V3): 450-500 vòng/phút 41 Hình 28: Phổ FTIR bột HA tổng hợp tốc độ khuấy 43 Hình 29: Thuốc bổ sung canxi chế tạo từ HA 44 MỞ ĐẦU Theo Bách Khoa Toàn Thư viết “Nếu vào kỷ 20, vật lý ngành khoa học trung tâm bước sang kỷ 21 nghiên cứu theo hướng lấy sống làm trọng tâm” Điều có nghĩa ngành y sinh học tiêu điểm cho tất ngành khoa học khác Và thành tựu nhà khoa học nghiên cứu thành cơng vật liệu Sứ Y sinh Sứ Y sinh góp phần quan trọng y học đại Tính đến nay, Sứ y sinh dùng để thay phận xương bị chấn thương thể người mà không gây hại cho thể Khơng vậy, Loại vật liệu sử dụng ca phẫu thuật thẩm mỹ (filter độn cằm V-Line, silicone độn ngực phụ nữ), nha khoa (răng sứ)… Một vật liệu tiêu biểu nhóm vật liệu Hydroxyapatite Hydroxyapatie chế tạo để phục vụ cho nhiều nhu cầu người HA sử dụng Y sinh, thực phẩm chức năng, chế biến thuốc, nha khoa… Đáp ứng nhu cầu chữa trị bệnh, thẩm mỹ, cấy ghép xương, … Hiện nay, vật liệu Hydroxyapatite dần quan tâm nghiên cứu nhiều Việt Nam với mục đích sử dụng, ứng dụng rộng rãi loại vật liệu Nhận thức quan trọng vật liệu Hydroxyapatite trước nhu cầu khơng ngừng tăng xã hội, nhóm tơi chọn đề tài seminar: “Vật liệu Hydroxyapatite Y sinh” Trong seminar này, Chúng tơi tìm hiểu sâu số vấn đề như: thông tin tổng quan Vật Liệu Hydroxyapatie Y sinh, nghiên cứu phân tích tính chất, phương pháp tổng hợp cuối đưa số kết luận Vật liệu Hydroxyapatie CHƯƠNG I: TỔNG QUAN VỀ VẬT LIỆU HYDROXYAPATITE 1: Các tinh thể Hydroxyapatite Giới thiệu vềHình Hydroxyapatite: Hydroxyapatite (HA) có cơng thức Ca10(PO4)6(OH)2 thành phần khoáng chủ yếu xương người động vật, chiếm đến 65%-70% khối lượng xương, 70%-80% Hydroxyapatite tìm thấy vơi hóa nhỏ, tuyến tùng cấu trúc khác, gọi corpora arenacea “cát não” Cấu trúc tính chất: 2.1 Cấu trúc: HA có cấu trúc tinh thể thuộc dạng lục phương dạng đơn tà Do có chất cấu trúc giống với thành phần xương tự nhiên mà HA lại dạng canxi phosphate nên dễ hấp thu thể người Không vậy, HA có tỷ lệ Ca/P vơi tỷ lệ Ca/P tự nhiên xương HA tổng hợp dạng bột nano, dạng màng, dạng khối xốp dạng composite (sự kết hợp HA polyme sinh học) [1] Hình 2: Cấu trúc mạng sở tinh thể HA a) dạng lục phương b) dạng đơn tà Cấu trúc ô mạng sở tinh thể HA bao gồm ion Ca2+, PO43- OH- Ơ mạng có hình lục phương thuộc nhóm khơng gian P63/m với số mạng a=0,9417 nm, b=0,9417 nm, c=0,6875 nm, α = β = 90o γ = 120o [2] Đây cấu trúc thường gặp HA nhân tạo HA tự nhiên xương [2] b) a) Hình 3: Cơng thức cấu tạo HA Phân tử HA có cấu trúc mạnh không phân nhánh, liên kết Ca-O liên kết cộng hóa trị, hai nhóm -OH gắn với nguyên tử P hai đầu mạch 2.2 Tính chất: 2.2.1 Tính chất sinh học: Hydroxyapatite sử dụng y học chất thay cho xương người động vật nhờ vào tính chất sinh học thuận lợi sau: tính tương thích sinh học, lực sinh học, hoạt tính sinh học, dẫn xương, hợp xương, tạo xương (ở số điều kiện định) [3] HA tự nhiên nhân tạo có chất thành phần hóa học nên vật liệu có tính tương thích sinh học cao Ở dạng bột mịn, HA với kích thước nano dạng canxi photphat thể hấp thụt dễ tỷ lệ Ca/P phân tử HA tỷ lệ Ca/P xương [4] Ở dạng màng dạng xốp, HA có thành phần hóa học đặc tính giống xương tự nhiên với lỗ xốp liên thông với giúp cho mô sợi, mạch máu dễ dàng xâm nhập vào HA Vì vậy, vật liệu có tính tương thích sinh học cao với tế bào mơ, có tính dẫn xương tốt, tạo liên kết trực tiếp với xương non dẫn đến tái sinh xương nhanh mà không bị thể đào thải [2] Ngoài ra, HA hợp chất không độc, không gây dị ứng cho thể người, có tính sát khuẩn cao HA tương đối bền với dịch men tiêu hóa, chịu ảnh hưởng dung dịch axit dạy dày [2] Hình 4: Hydroxyapatite bột/ hydroxyapatite Hình 5: Sự linh hoạt HA canxi 2.2.2 Tính chất vật lý: HA có cơng thức phân tử đầy đủ Ca 10(PO4)6(OH)2 viết rút gọn dạng Ca5(PO4)3OH, khối lượng mol phân tử 1004,60 (g/pt), khối lượng riêng 3,156(g/cm3) HA nóng chảy nhiệt độ 1760 ( oC) sơi 2850 ( oC) Độ cứng theo thang Mohs Một hạn chế chủa HA độ dẻo dai thấp so với xương vỏ não, có nghĩa HA hoạt động vật liệu tương đối giòn [3] HA có màu trắng ngà, vàng nhạt xanh lơ, tùy theo điều kiện hình thành, kích thước hạt trạng thái tập hợp [1] 2.2.3 Tính chất hóa học: 10 sóng siêu âm đến hình dạng, kích thước trung bình độ tinh thể bột HA để so sánh với sản phẩm bột HA điều chế điều kiện khuấy trộn máy khuấy từ 4.1 Kết phân tích XRD (b) (a) Hình 21: Giản đồ XRD bột HA tổng hợp điều kiện khơng chiếu (a) có chiếu (b) xạ siêu âm Trên giản đồ XRD xuất vạch nhiễu xạ đặc trưng cho tinh thể HA, không xuất pha lạ, vạch đặc trưng tách biệt nhau, cường độ độ rộng vạch đặc trưng thay đổi không nhiều nên quan sát giản đồ XRD chưa thể xác định thay đổi kích thước hạt trung bình độ tinh thể 4.2 Kết chụp ảnh TEM Hình 22: Ảnh TEM bột HA tổng hợp điều kiện không chiếu (a) chiếu (b) xạ siêu âm 33 Ảnh TEM cho thấy, tác dụng sóng siêu âm, kích thước hạt tăng lên, chiều dài hạt lên đến 164nm, đường kính khoảng 20 – 50nm Trong trường hợp khơng có sóng siêu âm, chiều dài hạt khoảng 30 – 72nm, đường kính 14 – 30nm Có thể lý giải sau, tác dụng sóng siêu âm, trình khuếch tán ion đến bề mặt kết tinh mầm HA xảy nhanh hơn, làm cho kích thước tinh thể tăng lên Như vậy, sóng siêu âm với cơng suất 200W tần số 46kHz sử dụng khảo sát không ảnh hưởng đến độ đơn pha độ tinh thể có ảnh hưởng đến kích thước hạt sản phẩm HA Khảo sát ảnh hưởng dung môi 5.1 Kết phân tích XRD 34 Hình 23: Giản đồ XRD bột HA tổng hợp dụng môi Trên giản đồ XRD mẫu D1 D2 xuất vạch nhiễu xạ đặc trưng HA, khơng thấy có mặt pha lạ Chứng tỏ sản phẩm HA thu hai thí nghiệm đơn pha Các vạch đặc trưng tách biệt rõ nét có cường độ mạnh thể độ tinh thể tốt Độ rộng vạch đặc trưng tương đối lớn cho thấy kích thước hạt nhỏ Như vậy, dung môi hỗn hợp không ảnh hưởng đến độ đơn pha sản phẩm Có thể giải thích sau: lượng nước dung môi hỗn hợp (D2) đủ để phản ứng tạo HA xảy dung mơi nước (D 1) Tuy nhiên, kích thước hạt trung bình tăng lên dung mơi D2 Ngun nhân phân tử etanol phân cực nước, khơng tham gia vào q trình phân ly Ca(OH) trình kết tủa tạo HA Vì vậy, nồng độ ion Ca2+ giảm, độ bão hoà giảm dẫn đến tốc độ tạo mầm giảm tạo điều kiện để kích thước tinh thể tăng Giản đồ D3 cho thấy, sản phẩm thu không đơn pha ngồi vạch đặc trưng HA, giản đồ xuất vạch đặc trưng CaHPO vị trí 2θ = 26,8; 30,4; 32,5 35,90 (JCPDS 003-0423) với cường độ mạnh Các pic đặc trưng HA bị chồng chập cường độ yếu, chứng tỏ độ tinh thể 35 5.2 Kết chụp SEM Hình 24: Ảnh SEM bột HA tổng hợp từ dụng môi D1: nước D2: hỗn hợp nước+ etanol D3: etanol Mẫu tổng hợp D1: Tinh thể chủ yếu tồn dạng hình que, biên hạt rõ nét Kích thước hạt nhỏ, đường kính khoảng 20 - 30nm, dài 30 - 45nm Mẫu tổng hợp D 2: Tinh thể tồn dạng hình que, biên hạt thể rõ nét Kích thước hạt lớn hơn, đường kính 20 - 35nm, dài 40 - 60nm Mẫu tổng hợp D 3: Tinh thể lớn, khơng có hình dạng xác định Không phân biệt tinh thể HA tinh thể CaHPO4 36 Qua ảnh SEM đánh giá định tính độ tinh thể mẫu D D2 cao mẫu D3 5.3 Kết phân tích FTIR D1 D2 D3 Hình 25: Phổ FTIR bột tổng hợp từ HA Trên phổ FTIR D D2 xuất dải hấp thụ đặc trưng cho nhóm PO43- OH- cấu trúc HA, dải hấp thụ yếu nước tự 3453 cm -1 1627 cm-1, dải hấp thụ yếu nhóm HPO 42- 873 cm-1 Ở mẫu D3 không xuất đầy đủ dải phổ đặc trưng cho nhóm PO43- OH- cấu trúc HA Đối với nhóm PO43- khơng có dải phổ 1100 965 cm -1, nhóm OH- khơng xuất dải 37 phổ 631 cm-1 Chứng tỏ cấu trúc tinh thể HA D chưa phát triển hoàn thiện Bên cạnh đó, dải hấp thụ mạnh xuất 875 cm -1 1415 cm-1 quy kết cho nhóm HPO42- CaHPO4 lượng nhỏ phân tử HA Việc thay làm giảm tỷ lệ Ca/P bột HA, dẫn tới tạo thành sản phẩm HA không tỷ lệ hợp thức Như vậy, dung môi khác độ điện ly Ca(OH) H3PO4 khác dẫn đến pH hỗn hợp phản ứng thay đổi Yếu tố ảnh hưởng mạnh đến độ đơn pha độ tinh thể sản phẩm Có thể khẳng định, etanol khơng phải dung mơi thích hợp cho q trình tổng hợp HA Khảo sát ảnh hưởng tốc độ khuấy trộn 6.1 Kết phân tích XRD V1 V2 V3 Hình 26: Giản đồ XRD bột HA tổng hợp tốc độ khuấy trộn Trên giản đồ XRD xuất vạch nhiễu xạ đặc trưng HA, khơng thấy có mặt pha lạ Như vậy, tốc độ khuấy trộn không ảnh hưởng đến độ đơn pha sản phẩm 38 Các giản đồ cho thấy, vạch đặc trưng dần tách biệt có cường độ tăng lên, chứng tỏ độ tinh thể tăng tăng tốc độ khuấy Độ rộng vạch đặc trưng tăng, có nghĩa kích thước hạt trung bình giảm tăng tốc độ khuấy trộn Khi tăng tốc độ khuấy trộn, phân tử Ca(OH) H3PO4 phân ly nhanh chóng thành ion đồng thời tạo điều kiện thuận lợi để ion tiếp xúc với Yếu tố có lẽ thúc đẩy kết tinh ion hình thành HA có cấu trúc tinh thể tốt hơn, độ tinh thể sản phẩm tăng lên 6.2 Kết chụp SEM ò n g / p h 300Hình 27: Ảnh SEM bột HA tốc độ khuấy (V1): 100-150 vòng/phút (V2): ú 350 vòng/phút (V3): 450-500 vòng/phút t 39 Tốc độ khuấy trộn ảnh hưởng đến hình dạng kích thước hạt Khi tăng tốc độ khuấy trộn, kích thước hạt trung bình giảm Điều phù hợp với kết tính tốn kích thước hạt trung bình đưa bảng Mẫu tổng hợp V1: Các hạt chủ yếu tồn dạng hình que, có tượng kết tụ hạt tạo thành đám có kích thước lớn, dài 100 đến 200nm Các biên hạt không rõ nét Mẫu tổng hợp V 2: Các hạt tồn dạng hình que biên hạt rõ nét V1 Tuy có tượng kết tụ kích thước đám giảm Đường kính hạt khoảng 20 đến 30nm, dài 30 đến 50nm Mẫu tổng hợp V3: Các hạt tồn dạng hình que độ dài giảm đáng kể, nhiều hạt có dạng gần hình cầu Đường kính khoảng 10 – 20nm, dài khoảng 20 – 30nm Biên hạt rõ nét hạt Như vậy, với tốc độ khuấy lớn thu sản phẩm có kích thước đồng cho biên hạt rõ nét Sự ảnh hưởng tốc độ khuấy trộn đến kích thước hạt trung bình giải thích sau: khuấy trộn cách hiệu tạo hệ đồng yếu tố nồng độ chất phản ứng, nhiệt độ, pH, giúp chất phản ứng khuếch tán tốt tiếp xúc với nhiều hơn, tránh tượng phản ứng cục Trong trình phản ứng, khuấy trộn có tác dụng làm tăng tốc độ phản ứng ảnh hưởng đến trạng thái tập hợp sản phẩm, đặc biệt phản ứng dị thể Tốc độ phản ứng tăng làm cho số mầm tinh thể hình thành đơn vị thời gian tăng lên, tương đương với việc kích thước tinh thể giảm xuống 40 6.3 Kết phân tích FTIR Hình 28: Phổ FTIR bột HA tổng hợp tốc độ khuấy Cả ba phổ xuất dải phổ đặc trưng cho nhóm PO 43- OH- cấu trúc phân tử HA Tuy nhiên, dải phổ vùng 631cm -1 (đặc trưng cho nhóm OH - cấu trúc HA) có cường độ tăng dần tăng tốc độ khuấy trộn Nguyên nhân độ tinh thể tăng tăng tốc độ khuấy trộn tính tốn trình bày bảng Quan sát phổ hình 3.18 cho thấy, vùng phổ 1638 – 1400cm -1 đặc trưng cho nhóm CO32có cường độ tăng nhẹ tăng tốc độ khuấy từ V1 đến V3 Mẫu tổng hợp V1 V2: xuất dải phổ nhóm HPO42- vùng 875cm-1 cường độ dải phổ yếu nhiều V Chứng tỏ sản phẩm V3 chứa lượng HPO42- Như vậy, với ba mức tốc độ khuấy trộn khảo sát cho thấy, tốc độ khuấy trộn không ảnh hưởng đến độ đơn pha hình dạng tinh thể, có ảnh hưởng đến kích thước hạt trung bình độ tinh thể sản phẩm 41 CHƯƠNG 3: ỨNG DỤNG CỦA HYDROXYAPATITE TRONG Y SINH Ứng dụng chung: Vật liệu HA có nhiều ứng dụng y học, phẫu thuật chỉnh hình, làm giả, cấy ghép xương, dẫn truyền thuốc… Ứng dụng HA dạng bột nano Trong dược học, số phương pháp hữu hiệu để bổ sung dưỡng chất cho thể sử dụng HA dạng bột nano để dẫn truyền thuốc hay số khống chất cần thiết cho thể điển hình canxi Với kích thước cỡ 20-100nm, HA hấp thụ trực tiếp vào thể mà không cần phải chuyển hóa thêm HA có mặt thành phần thuốc bổ sung canxi, thực phẩm chức năng, [23] bổ sung canxi chế tạo từ HA Hình 29:… Thuốc Ứng dụng HA dạng màng HA dạng màng dùng để phủ lên kim loại hợp kim bền – hóa nhẹ để sữa chữa khuyết tật xương Vì vật liệu có tính chất trơ sinh học độ bền cơhóa cao, thực tế vật liệu bị ăn mòn nằm thể, tạo chất độc hại, làm cho liên kết xương chi tiết ghép bị lỏng lẻo Đó nguyên nhân cần phủ lớp HA lên vật liệu Để đạt nhiều điều đó, HA cần đủ mỏng, có độ bám dính tốt lên vật liệu nền, thông thường lớp màng gốm HA có chiều dày khoảng vài nm Khơng vậy, HA ngăn chặn ăn mòn tạo chất 42 độc vật liệu nền, góp phần cải thiện tuổi thọ chi tiết ghép mở rộng phạm vi ứng dụng HA dạng màng áp dụng cho ghép xương hông, xương đùi, xương khớp gối, [24,25] Ứng dụng HA dạng xốp Vật liệu gốm xốp HA có tính tương thích sinh học cao, có nhiều lỗ liên thơng với tạo điều kiện cho xâm nhập mô sợi mạch máu, không độc, khơng bị dị ứng Nhờ có đặc điểm đặc biệt này, HA dạng xốp ứng dụng rộng rãi sinh học như: chế tạo giả sữa chữa khuyết tật răng, chế tạo mắt giả khắc phục tượng sụp mi, chế tạo chi tiết ghép xương sữa chữa khuyết tật xương, … Ngồi ra, HA dùng làm điện cực sinh học làm vật liệu dẫn truyền thuốc Gần đây, có nghiên cứu cho HA dạng xốp có khả vận chuyển insulin ruột [26] Ứng dụng HA dạng composite HA dạng composite tạo thành để khắc phục độ bền học thấp HA Vật liệu dạng sử dụng làm chi tiết cấy ghép xương chất lượng cao, làm kẹp nối xương làm chất dẫn truyền thuốc Mặt khác, polymer có khả liên kết tế bào sinh học thông qua nhóm chức OH, NH 2, CH3COOH… Đây ưu điểm vượt trội vật liệu composite chứa HA [27] KẾT LUẬN Với nhiều tính chất ưu việt đa dạng, vật liệu Hydroxyapatite trở thành phần thiếu phát triển y học nhân loại Nhờ phát triển y học phát triển loại vật liệu y sinh mới, vật liệu Hydroxyapatite ứng dụng rộng rãi lĩnh vực y học, nha khoa, thẩm mỹ, … giúp cải thiện sống người ngày tốt 43 Bằng việc sử dụng phương pháp vật lý XRD, SEM, TEM, FTIR để xác định chất lượng sản phẩm, khảo sát ảnh hưởng yếu tố: nhiệt độ, nồng độ chất phản ứng, tốc độ cấp axit, dung môi, tốc độ khuấy trộn xạ siêu âm đến độ đơn pha, kích thước hạt trung bình độ tinh thể sản phẩm HA Kết cho thấy, kích thước hạt trung bình độ tinh thể HA tăng mạnh tăng nhiệt độ phản ứng Dung môi ảnh hưởng mạnh đến độ đơn pha Tốc độ cấp axit không ảnh hưởng đến độ đơn pha ảnh hưởng mạnh đến độ tinh thể Các yếu tố lại (nồng độ chất phản ứng, tốc độ khuấy, sóng siêu âm) ảnh hưởng khơng nhiều đến độ đơn pha, kích thước hạt trung bình độ tinh thể sản phẩm Trên sở kết đạt được, lựa chọn điều kiện tổng hợp bột HA phù hợp cho ứng dụng khác điều kiện cụ thể HA tồn nhiều dạng khác nhờ vào đặc tính trội mà hydroxyapatite dạng bột nano tập trung nghiên cứu phát triển nhiều Từ nghiên cứu nói trên, ngày người ta biết cách tổng hợp HA để ứng dụng y sinh học ngành nha khoa, thẩm mỹ Những thành tựu tiêu biểu minh chứng cho phát triển vượt bậc y học đại ngày Tóm lại, đời vật liệu Hydroxyapatite đánh dấu bước ngoặt vĩ đại ngành vật liệu y sinh nói riêng ngành khoa học vật liệu nói chung TÀI LIỆU THAM KHẢO [1] Thông tin Hydroxyapatite theo Bách khoa toàn thư mở Wikipedia [2] Phạm Thị Thu Trang Chế tạo đặc trưng vật liệu tổ hợp Polyaxit Lactic/Nano Hydroxyapatit định hướng ứng dụng cấy ghép xương, Luận án Tiến sỹ Hóa Học Học viện khoa học cơng nghệ (2012) 44 [3] Vũ Trung Tín, Huỳnh Quang Tiên Tổng hợp nano Hydroxyapatit khảo sát hoạt tính hấp phụ Tetracyline, Luận văn tốt nghiệp Đại học Bách Khoa - Đại học Quốc Gia Thành phố Hồ Chí Minh (2007) [4] Trần Đại Lâm, Nguyễn Ngọc Thịnh Tổng hợp nano tinh thể hydroxyapatite phương pháp kết tủa Tạp chí Khoa học cơng nghệ 45 (1B) (2007) 470-477 [5] K et al Synthesis control anh characterization of hydroxyapatite ceramic using a solid state reaction 1st Mae Fah Luang University International Conference (2012) 1-9 [6] Đào Quốc Hương, Phan Thị Ngọc Bích Tổng hợp bột hydroxyapatit kích thước nano phương pháp kết tủa hố học Tạp chí Hố học 45(2) (2007) 147 – 151 [7] Trần Đại Lâm, Nguyễn Ngọc Thịnh Tổng hợp nano tinh thể hydroxyapatit phương pháp kết tủa Tạp chí Khoa học công nghệ 45(1B) (2007) 470 – 474 [8] Bahman N.-T., Abbas F., Reza E.-K A comparative study of hydroxyapatitenanostructures produced under different milling conditions and thermal treatment of bovine bone Journal of Industrial and Engineering Chemistry 20 (2014) 245–258 [9] Junfeng Z., Junjie Z., JianHua C., XuHong W., Zhida H., Yuhong L Rietveld refinement of hydroxyapatite, tricalcium phosphate and biphasic materials prepared by solution combustion method Ceramics International 40 (2014) 3379–3388 [10] Dhiraj M., Suja G., Anjuvan S Assessment of Different Synthesis Route of Hydroxyapatite and Study of its Biocompatibility in Synthetic Body Fluids.International Journal of ChemTech Research (03) (2016) 267-276 [11] Syed S A A., Qasim M Synthesis and Characterization of Nanohydroxyapatite Powder Using Wet Chemical Precipitation Reaction J Mater Sci Technol., 30(4) (2014) 307-310 45 [12] Angelescu N., Ungureanu D.N., Catangiu A., Abagiu A., Effect of some process parametres in calcium hydroxiapatite formation An X –ray diffraction study, Metallurgy and New Materials Researches 19(1) (2011) 1-10 [13] Torrent-Burgues J., Rodriguez – Clemente R Hydroxyapatite Precipitation in Semibathch Process.Cryst Res Technol., 112 (8-10) (2001) 1075-1082 [14] Khelendra A., Gurbhinder S., Devendra P., Satya P Synthesis and Characterization of Hydroxyapatite Powder by Sol-Gel Method for Biomedical Application Journal of Minerals & Materials Characterization &Engineering 10(8) (2011) 727-734 [15] Li-Xia Y., Jia-Jun Y., Lu-Lu W., Guo-Xiu X., Ping Y., Quan-Wen L Hydrothermal synthesis of hierarchical hydroxyapatite: Preparation, growth mechanism and drug release property Ceramics International 38 (2012) 495–502 [16] Mehdi S.-S., Mohammad A., Azizollah N., Leila N K Hydroxyapatite nanorods as novel fillers for improving the properties of dental adhesives: Synthesis and application Dental materials 26 (2010) 471–482 [17] Sahebali M etal Synthesis of nano-hydroxyapatite under a sonochemical/hydrothermal condition, Biomed Mater (2008) 025002 [18] Saha S.K., Banerjee A., Banerjee S., Bose S Synthesis of nanocrystalline droxyapatite using surfactant template systems: role of templates in controlling morphology Mater Sci Eng C 29 (2009) 2294–2301 [19] Han Y., Li S., Wang X., Bauer I., Yin M Sonochemical preparation of hydroxyapatite nanoparticles stabilized byglycosaminoglycans Ultrason Sonochem 14 (2007) 286–290 [20] Samar J K., Saurabh V Nanocrystalline hydroxyapatite bioceramic using microwave radiation: Synthesis and characterization Materials Science and Engineering C 30 (2010) 295–303 [21] Jung S C., Yun C K Nano-sized hydroxyapatite powders prepared by flame spray pyrolysis Journal of Alloys and Compounds 464 (2008) 282–287 46 [22] Ramakrishnan R., Wilson P., Sivakumar T., Jeminac I A comparative study of hydroxyapatites synthesized using various fuels through aqueous and alcohol mediated combustion routes Ceramics International 39 (2013) 3519–3532 [23] P.C Schmidt and R Herzog, Calcium phosphat in pharmaceutical tableting, Pharmacy World and Science 1993 [24] Shikhanzadeh M., "J Mat Sci Let", Bioactive Calcium Photphat Coating Prepared by Electrodeposition, Vol.10, p.1415-1417,1991 [25] Eliaz N., Sridhar T.M., "Suface Engineering", Electrochemical and Electrophoretic Deposition of Hydroxyapatite for Orthopaedic Applications, Vol.21, No.3,2004 [26] Furcola, N.C(2005), ASTM F-1088-04a Standard specification for composition of hydroxyapatite for surgical implant, NJ, ASTM International [27] Fei Chen, Zhou-Cheng Wang and Chang-Jian Lin, "Materials Letters", Preparation and characterization of nano-sized hydroxyapatite particles and hydroxyapatite/chitosan nano-composite for use in biomedical materials, Vol.57, Issue.4, p.858-861,2002 47 ... HỌC & CÔNG NGHỆ VẬT LIỆU BỘ MÔN VẬT LIỆU TỪ VÀ Y SINH SEMINAR MÔN HỌC VẬT LIỆU Y SINH CHỨC NĂNG Đề Tài: VẬT LIỆU HYDROXYAPATITE TRONG Y SINH Thành viên nhóm : Nguyễn Thị Hồng Y n 1619302 Đỗ Trần... hợp cuối đưa số kết luận Vật liệu Hydroxyapatie CHƯƠNG I: TỔNG QUAN VỀ VẬT LIỆU HYDROXYAPATITE 1: Các tinh thể Hydroxyapatite Giới thiệu vềHình Hydroxyapatite: Hydroxyapatite (HA) có cơng thức... mỹ, c y ghép xương, … Hiện nay, vật liệu Hydroxyapatite dần quan tâm nghiên cứu nhiều Việt Nam với mục đích sử dụng, ứng dụng rộng rãi loại vật liệu Nhận thức quan trọng vật liệu Hydroxyapatite