3.1. Kết quả các mẫu HA nguyên bản
Kết quả phân tích các mẫu HA của xƣơng nguyên bản, với mục đích là để đánh giá và so sánh với các sản phẩm HA tách từ xƣơng trong các điều kiện khác nhau.
Các mẫu HA nguyên bản được khảo sát bằng phương pháp XRD, FTIR, SEM, phân tích nhiệt, thành phần hóa học và độ xốp tổng .
3.1.1. Giản đồ XRD
Giản đồ XRD của các mẫu HA nguyên bản NB1, NB2, NB3, NB4 đƣợc chỉ ra ở hình 3.1.
Hình 3.1: Giản đồ XRD của các mẫu HA nguyên bản NB1, NB2, NB3 và NB4
Trên giản đồ XRD của hai mẫu NB1và NB2, chỉ xuất hiện các vạch nhiễu xạ đặc trƣng của HA. Vạch có cƣờng độ lớn nhất xuất hiện tại vị trí 2 = 31,770
của mặt phẳng (211) và các vạch có cƣờng độ tƣơng đối yếu ở các vị trí 25,88; 46,68; 39,79; 49,450, nhƣng các vạch đặc trƣng chồng chập tạo thành một vạch rộng và có cƣờng độ yếu, chứng tỏ HA thu đƣợc có độ tinh thể rất thấp. Do các vạch nhiễu xạ đặc trƣng dùng để tính độ tinh thể (ở vị trí 2 là 32,19 và 32,900
) không tách biệt nhau, thậm chí là khơng xác định đƣợc độ tinh thể của mẫu HA ở giản đồ NB1 và NB2.
Trên giản đồ XRD của NB3 và NB4, đƣợc nung ở 7000C trong 2 giờ, xuất hiện
(NB1) (NB2)
của NB3 tồn tại vạch yếu đặc trƣng cho Ca3(PO4)2 (JCPDS#9-0169). Ở giản đồ của NB4 không thấy sự có mặt của các pha lạ, các vạch nhiễu xạ trở nên nhọn, rõ ràng và tách biệt khỏi nhau. Các vạch nhiễu xạ đó gồm vạch có cƣờng độ mạnh nhất ở 2 = 31,770 của mặt phẳng (211), hai vạch có cƣờng độ gần bằng nhau ở 32,19 và 32,900 tƣơng ứng với các mặt phẳng (112) và (300). Ngồi ra, cịn các vạch có cƣờng độ tƣơng đối mạnh ở các vị trí 25,88; 30,04; 39,79; 46,68; 49,450
[14].
So với giản đồ NB1 và NB2 có thể thấy trên giản đồ của NB3 và NB4, các vạch nhiễu xạ đặc trƣng tách biệt khỏi nhau có cƣờng độ tăng lên và rõ ràng hơn, đồng thời độ rộng của chúng giảm. Điều đó cho thấy độ tinh thể của giản đồ NB3 và NB4 cao hơn của NB1 và NB2 rất nhiều. Do xƣơng đƣợc nung trong 2 giờ, các chất hữu cơ (collagen, tủy xƣơng, dịch sinh học …) cháy hết. Đồng thời nhiệt độ cao làm tăng độ tinh thể của xƣơng.
3.1.2. Phổ FTIR
Phổ FTIR của các mẫu HA nguyên bản đƣợc chỉ ra ở hình 3.2.
Hình 3.2: Phổ FTIR của các mẫu HA nguyên bản NB1, NB2, NB3, NB4
(NB3)
(NB2) (NB1)
Phổ FTIR của các mẫu ép viên theo tỉ lệ 1mg HA với 400 mg KBr đo trên máy IMPACT 410 – Nicolet trong vùng 4000 – 500 cm-1 đƣợc chỉ ra ở hình 3.2.
Trên phổ FTIR của mẫu NB1, không xuất hiện các dải phổ đặc trƣng của HA, do trong mẫu HA của NB1 là mẫu nguyên bản có các hợp chất hữu cơ nhƣ máu, cơ, gân, có thành phần là protein và chất béo cịn nhiều nên khơng thu đƣợc phổ đặc trƣng của HA nguyên bản nhƣ giản đồ XRD. Điều này cũng phù hợp với thực tế là ở hai đầu xƣơng có cấu trúc xốp, chứa rất nhiều các chất hữu cơ.
Mẫu NB2: Phổ FTIR trở nên rõ nét hơn, xuất hiện các dải phổ ở vị trí từ 1042 đến 900, 602, 569 và 478 cm-1 đặc trƣng cho các dao động của nhóm 3
4
PO . Khơng xuất hiện các dải phổ của nhóm OH, trên phổ xuất hiện các vân hấp thụ với cƣờng độ mạnh trong vùng từ 1660 đến 1410 cm-1 đặc trƣng cho nhóm 2
3
CO , cũng xuất hiện dải phổ hấp thụ ở vị trí 875 cm-1 đặc trƣng cho nhóm 2
4
HPO , dải phổ 3420 cm-1 là của các phân tử H2O liên kết hydro. Ngồi ra, trên phổ cịn có các dải hấp thụ ở vùng 2956 cm-
1
với cƣờng độ yếu, đặc trƣng cho nhóm – CH2 – của một lƣợng rất nhỏ các tạp chất
hữu cơ có thể vẫn tồn tại trong mẫu.
Đối với mẫu NB3 và NB4 trên hình 3.2 cho thấy, đều xuất hiện các dải phổ đặc trƣng cho cấu trúc phân tử HA (Ca10(PO4)6(OH)2. Các dải phổ ở các vị trí 635 cm-1 và 3571 cm-1 đặc trƣng cho các dao động của nhóm OH trong cấu trúc. Các dải phổ ở vị trí từ 1040 đến 1049 cm-1, 966, 603, 568 và 478 cm-1 đặc trƣng cho các dao động của nhóm 3
4
PO . Sản phẩm HA của mẫu NB3 và NB4 đƣợc đánh giá là tốt khi có các dải phổ đặc trƣng ở vị trí 635 cm-1, 568 – 603 cm-1 xuất hiện rõ nét.
3.1.3. Ảnh SEM
Dựa vào kết quả ảnh SEM, có thể xác định hình dạng và kích thƣớc tƣơng đối của các hạt HA.
Hình 3.3: Ảnh SEM của các mẫu HA nguyên bản NB1(NB1a, NB1b, NB1c) và NB2 (NB2.a, NB2.b, NB2.c)
Quan sát ảnh SEM NB1.a, NB1.b và NB1.c trên hình 3.3 nhận thấy, các hạt chƣa hình thành rõ rệt, chƣa xác định đƣợc hình dạng, kích thƣớc cụ thể của hạt HA. Do đây là mẫu HA nguyên bản, đƣợc lấy từ hai đầu xƣơng có cấu trúc xốp, hàm lƣợng các hợp chất hữu cơ trong mẫu cao, nên các hạt HA bị bao phủ và phân bố trong mơi trƣờng của các hợp chất hữu cơ. Vì vậy, hình dạng các hạt HA chƣa xuất hiện rõ ràng.
NB1.c
NB1.a NB1.b
NB2.a
Trên ảnh của các mẫu NB2.a, NB2.b và NB2.c các hạt HA kết tập với nhau thành từng khối khơng có hình dạng rõ ràng. Các mẫu HA của NB2 có cấu trúc đặc khít nên hàm lƣợng các hợp chất hữu cơ giảm nhiều.
3.2. Khảo sát ảnh hƣởng của thời gian tới quá trình tách HA, ở điều kiện áp suất thƣờng, khơng có phụ gia thƣờng, khơng có phụ gia
Để khảo sát ảnh hưởng của thời gian ninh đến độ đơn pha, độ tinh thể và trạng thái tập hợp hạt của bột HA. Các thí nghiệm được thực hiện ở áp suất thường, khơng có phụ gia, một số mẫu đem nung ở 7000C, với thời gian khác nhau. Sản phẩm HA được khảo sát bằng các phương pháp XRD, FTIR, SEM, phân tích nhiệt và độ xốp tổng.