CHƢƠNG 3 : KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN
3.3. KHảO SÁT Sự ảNH HƢởNG CủA CÁC THÔNG Số PHảN ứNG ĐếN HAP
3.3.5. Ảnh hƣởng của chế độ làm khô sản phẩm
Sau khi rửa sản phẩm bằng nƣớc hoặc etanol các mẫu compozit thu đƣợc dạng bột nhão, màu trắng.
Trong phần này, sẽ trình bày kết quả nghiên cứu ảnh hƣởng của chế độ sấy (thời gian, nhiệt độ sấy) và đông khô đến chất lƣợng sản phẩm HAP thu đƣợc.
Làm khô bằng phương pháp sấy thường: Mẫu đƣợc sấy ở các nhiệt độ 60o
C, 100oC đến khối lƣợng không đổi. Khi làm khô bằng cách sấy, dƣới tác dụng của nhiệt độ cao, compozit chuyển màu từ màu trắng sang ngà vàng và thƣờng đóng rắn. Mẫu sau khi sấy khơ hồn tồn đƣợc phân tích hình thái hạt bằng ảnh chu ̣p TEM.
Làm khô bằng phương pháp đơng khơ: Sản phẩm sau khi rửa đƣợc đóng
băng ở nhiệt độ thấp -18-20oC sau đó đƣa vào máy đơng khơ. Trong q trình đơng
khơ (nhiệt độ -50oC, áp suất khoảng 3-50 mbar), nƣớc dƣới dạng các tinh thể đá sẽ đƣợc tách ra khỏi sản phẩm nhờ quá trình thăng hoa. Bằng phƣơng pháp này sản phẩm thu đƣợc thƣờng ở dạng bột tơi xốp, han chế đƣợc đến mức thấp nhất hiện tƣợng kết tập cũng nhƣ lƣợng dung mơi cịn lại trong mẫu. Tuy nhiên phƣơng pháp này đòi hỏi thiết bị đắt tiền và chi phí cao về năng lƣợng.
Ảnh TEM của các mẫu sấy ở các nhiệt độ khác nhau và đƣợc đơng khơ đƣợc cho trên Hình 3.14.
Khi sấy ở nhiệt độ cao, đến 100oC, kích thƣớc tinh thể HAP tăng nhẹ, hạt có
hiện tƣợng kết dính. So sánh kết quả của hai phƣơng pháp làm khơ, có thể thấy rằng
mẫu đƣợc đơng khô hoặc làm khô ở nhiệt độ thấp 60oC, cho sản phẩm có chất lƣợng tốt nhất.
Hình 3.14. Ảnh TEM của sản phẩm HAP với các chế độ làm khô khác nhau ở thang đo 100nm, độ phóng đại 60000x đo 100nm, độ phóng đại 60000x
Trên cơ sở các kết quả đã thu được , sản phẩm HAP có thể được sấy khơ bằng nhiệt, nhiệt độ sấy tốt nhất ở khoảng 50-60oC trong khơng khí.
KẾT LUẬN CHUNG
1. Đã lựa chọn đƣợc phƣơng pháp thích hợp để tổng hợp ra HAP. 2. Đã lựa chọn đƣợc polymaltose với chỉ số DE 25 để tổng hợp HAP.
3. Đã xác định đƣợc hàm lƣợng polymaltose thích hợp để tổng hợp HAP hợp lý nhất là từ 20-30%.
4. Đã xác định nhiệt độ phản ứng để tổng hợp HAP là nhiệt độ phòng với thời gian phản ứng là 8 giờ và sản phẩm HAP đƣợc sấy khô trong khơng khí ở nhiệt độ khoảng 50–600C. Lƣu ý, phải tính tốn các thơng số của Ca(OH)2 và H3PO4 để đảm bảo đúng tỉ lệ Ca/P = 1,67 và khoảng pH 7-8.
5. Đã tổng hợp đƣợc HAP theo phƣơng pháp kết tủa trực tiếp. HA có dạng hình cầu, độ tinh thể thấp, kích thƣớc nhỏ từ 10-20nm, phân tán đều trên nền polymaltose, cấu trúc và thành phần của HAP tƣơng tự nhƣ pha khoáng HA sinh học.
DANH MỤC CÁC CƠNG TRÌNH KHOA HỌC ĐÃ CƠNG BỐ
Nguyễn Thị Hạnh, Nguyễn Thị Thêu, Đặng Thị Nhung, Đào Quốc Hƣơng, Nguyễn Thị Lan Hƣơng, “Nghiên cứu tổng hợp hidroxyapatit từ vỏ sị Lăng Cơ bằng phƣơng pháp kết tủa”, Tạp chí Hóa học, Số 5e353(2015), trang 116-121.
TÀI LIỆU THAM KHẢO
TIẾNG VIỆT
1. Phạm Thị Ngọc Bích (2014), Nghiên cứu tổng hợp canxi hidroxyapatit trên nền alginate tách từ rong biển Nha Trang (Việt Nam), Luận văn Thạc sĩ khoa
học, Trƣờng ĐHKHTN Hà Nội.
2. Vũ Thị Dịu (2009), Nghiên cứu các yếu tố ảnh hưởng đến bột hydroxyapatit Ca10(PO4)6(OH)2 kích thước nano điều chế từ canxi hydroxit Ca(OH)2, Luận văn Thạc sĩ khoa học, Trƣờng ĐHKHTN Hà Nội.
3. Trần Thị Hải Hậu (2011), Nghiên cứu tổng hợp vật liệu nanocompozit hydroxyapatit trên nền polyme hữu cơ maltodextrin, Khóa luận tốt nghiệp,
Trƣờng ĐHCN Hà Nội.
4. Vũ Duy Hiển, Đào Quốc Hƣơng, Phan Thị Ngọc Bích (2008), “Nghiên cứu chế tạo gốm hydroxyapatite bột bằng phƣơng pháp ép nén – thiêu kết”, Tạp chí
Hóa học, Tập 46, (2A), Tr.112-117.
5. Vũ Duy Hiển (2009), Nghiên cứu tổng hợp và đặc trưng hóa lý của hydroxyapatit dạng khối xốp có khả năng ứng dụng trong phẫu thuật chỉnh hình, Luận án Tiến sĩ Hóa học, Viện Hóa Học.
6. Đào Quốc Hƣơng, Phan Thị Ngọc Bích (2007), “Tổng hợp bột hydroxyapatit kích thƣớc nano bằng phƣơng pháp kết tủa hố học”, Tạp chí Hố học, Tập 45, số 2, Tr.147-151.
7. Đào Quốc Hƣơng và cs (2012), Nghiên cứu chế tạo và triển khai sản xuất bột canxi hydroxyapatite kích thước nano dùng làm thực phẩm chức năng và nguyên liệu bào chế thuốc chống loãng xương, Báo cáo tổng kết đề tài cấp
Nhà nƣớc, mã số CNHD.ĐT.003/08-11.
8. Đào Quốc Hƣơng (2012), Nghiên cứu chế tạo và triển khai sản xuất bột canxi hydroxyapatite kích thước nano dùng làm thực phẩm chức năng và nguyên liệu bào chế thuốc chống loãng xương, Báo cáo tổng kết đề tài cấp Nhà
9. Nguyễn Thị Lan Hƣơng, Đào Quốc Hƣơng, Phan Thị Ngọc Bích (2013), “Ảnh hƣởng của nhiệt độ phản ứng đến một số đặc trƣng của Compozit Hydroxyapatite/maltodextrin tổng hợp bằng phƣơng pháp kết tủa trực tiếp”, Tạp chí hóa học, 51(3AB), p.245-248.
10. Nguyễn Văn Khôi (2005), Polysaccarit và ứng dụng các dẫn xuất tan của chúng trong thực phẩm, NXB Khoa học và Kỹ thuật, Hà Nội.
11. Trần Đại Lâm, Nguyễn Ngọc Thịnh (2007), “Tổng hợp nano tinh thể hydroxyapatit bằng phƣơng pháp kết tủa”, Tạp chí KH&CN, Tập 45, số 1B, Tr.470-474.
12. Đỗ Ngọc Liên (2005), Nghiên cứu qui trình tổng hợp bột và chế thử gốm xốp
hydroxyapatit, Báo cáo tổng kết đề tài khoa học công nghệ cấp bộ. (V-6).
13. Dƣơng Thùy Linh (2009), Nghiên cứu một số yếu tố ảnh hưởng đến chất lượng
bột hydroxyapatit kích thước nano tổng hợp từ canxinitrat, Luận văn Thạc
sĩ hóa học, Trƣờng ĐHKHTN Hà Nội.
14. Nguyễn Hữu Phú (2003), Hoá lý và Hoá keo, NXB KH&KT, Hà Nội Tiêu
chuẩn xây dựng Việt Nam, TCXDVN 312 (2004).
15. Đoàn Thị Yến (2012), Tổng hợp hydroxyapatit ở nhiệt độ thấp và chế tạo compozit hydroxyapatit trên tinh bột từ canxinitrat, Khóa luận tốt nghiệp,
Trƣờng ĐHKHTN Hà Nội.
TIẾNG ANH
16. Amit Y. Desai (2007), Fabrication and Characterization of Titanium-doped Hydroxyapatite Thin Films, Master dissertation, Trinity College University
of Cambridge.
17. Ann-Charlotte, Grahn Kronhed (2003), Community-based osteoporosis prevention: Physical activity in relation to bone density, fall prevention, and the 148 effect of training programmes, The Vadstena Osteoporosis
Prevention Project, Sweden.
18. Anoop Kuttikat et al (2004), “Management of Osteoporosis”, Journal Indian Rheumatol Association, Vol.12, p.104-118.
19. Bai Y., Shi Y. –C. (2011), “Structure and preparation of octenyl succinic esters of granular starch, microporous starch and soluble maltodextrin”,
Carbohydrate Polymes, 83(2), 520-527.
20. Batchelar D. L., M. T. M. Davidson, W. Dabrowski,I. A. (2006), “Cunningham, Bone-compozition imaging using coherent-scatter computed tomography: Assessing bone health beyond bone mineral density”, Medical Physics, 33(4),
904-915.
21. Binnaz Hazar Yoruc A., Yeliz Koca (2009), “Double step stirring: A novel method for precipitation of nano-size hydroxyapatite powder”, Journal of Nanomaterials and Biostructures, Vol.4, No.1, p.73-81.
22. Buddy D. Ratner (2006), Engineering the Biointerface for Enhanced Bioelectrode and Biosensor Performance, Departments of Bioengineering
and Chemical Engineering, University of Washington Engineered Biomaterials (UWEB).
23. Cai Y., Liu Y., Yan W., Hu Q., Tao J., et al. (2007), “Role of hydroxyapatit nanoparticle size in bone cell proliferation”, Journal of Materials Chemistry, 17(36), 3780-3787.
24. Deb S., Giri J., Dasgupta S., Datta D., Bahadur D. (2003), “Synthesis and Characterization of Biocompatible Hydroxyapatite Coated Ferrite”, Indian Academy of Sciences, Bull. Mater. Sci., Vol.26, No.7, p.655-660.
25. Dent C. E. (1980), “Calcium metabolism in bone disease: effects of treatment with microcrystalline calcium hydroxyapatit compound and dihydrotachysterol”, Journal of the Royal Society of Medicine, 73(11), 780- 785.
26. Donadel K., Laranjeira M. C. M., Goncalves V. L., Favere V. T. (2004),
Structural, Vibrational and Mechanical Studies of Hydroxyapatite Produced by Wet-chemical Methods, Universidade Federal de Santa Catarina, Florianopolis, Brazil, Cx. P., 476, 88040-900.
hydroxyapatite/chitosan nano - compozite for use in biomedical materials”,
Materials Letters, Vol.57, Issue.4, p.858-861.
28. Finisie M. R., Josues A. Fasvere VT., Laranjeira MC. (2001), “Synthesis of calcium - phosphat and chitosan bioceramics for bone regeneration", An. Acad. Bras. Cienc., 73(4), 525-532.
29. Furukawa T., Matsusue Y., Yasunaga T., Nakagawa Y., Okada Y., et al. (2000), “Histomorphometric study on high-strength hydroxyapatit/poly(L-lactide) compozit rods for internal fixation of bone fractures”, Journal of Biomedical Materials Research, 50(3), 410-419.
30. Habibovic P., Kruyt M. C., Juhl M. V., Clyens S., Martinetti R., et al. (2008), “Comparative in vivo study of six hydroxyapatit-based bone graft substitutes”, Journal of Orthopaedic Research, 26(10), 1363-1370.
31. Hashimoto Y., Taki T., Sato T. (2009), “Sorption of dissolved lead from shooting range soils using hydroxyapatit amendments synthesized from industrial byproducts as affected by varying pH conditions”, Journal of Environmental Management, 90(5), 1782-1789.
32. Huong Dao Quoc, Bich Phan Thi Ngoc (2006), “Synthesis and Characterization of Porous Hydroxyapatite for Bone Implant”, Proceedings of the 1st
International workshop on Functional Materials and the 3rd Int. workshop on Nanophysics and Nano technology (1st IWOFM-3rd IWONN), p.18-20,
Vietnam.
33. Hu Y. Y., Rawal A., Schmidt-Rohr K. (2010), “Strongly bound citrate stabilizes the apatite nanocrystals in bone”, Proceedings of the National Academy of Sciences, 107(52), 22425-22429.
34. Iijima M., Moriwaki Y., Yamaguchi R., Kuboki Y. (1997), “Effect of Solution pH on the Calcium Phosphats Formation and Ionic Diffusion on and through the Collagenous Matrix”, Connective Tissue Research, 36(2), 73-
83.
35. Kristin B. (2006), Measurement of Crystallinity and Phase Compozition of Hydroxyapatite by XRD, VAMAS TWA 3, Project 14, Northboro
Massachusetts, USA.
36. Leonardo Trombelli A. S., Mattia Pramstraller, Ulf M.E. Wikesjo, and Roberto Farina (2010), “Single Flap Approach With and Without Guided Tissue Regeneration and a Hydroxyapatit Biomaterial in the Management of Intraosseous Periodontal Defects”, Journal of Biomedical Materials Research, 81(9), 1256-1263.
37. Li B., Guo B., Fan H., Zhang X. (2008), “Preparation of nano-hydroxyapatit particles with different morphology and their response to highly malignant melanoma cells in vitro”, Applied Surface Science, 255(2), 357-360.
38. Li L., Liu Y., Tao J., Zhang M., Pan H., et al. (2008), “Surface Modification of Hydroxyapatit Nanocrystallite by a Small Amount of Terbium Provides a Biocompatible Fluorescent Probe”, The Journal of Physical Chemistry C, 112(32), 12219-12224.
39. Li J., Yao F., Zhang L., Yao K. (2008), “Effect of nano- and micro- hydroxyapatit/chitosan-gelatin network film on human gastric cancer cells”,
Materials Letters, 62(17–18), 3220-3223.
40. Liang C., Joseph M. M., James C. M. L., Hao L. (2011), “The role of surface charge on the uptake and biocompatibility of hydroxyapatit nanoparticles with osteoblast cells”, Nanotechnology, 22(10), 105708.
41. Lin K., Chang J. (2015). “Structure and properties of hydroxyapatite for biomedical applications”. Hydroxyapatite (Hap) for Biomedical Applications, 3-19.
42. Malmberg P., Nygren H. (2008), “Methods for the analysis of the compozition of bone tissue, with a focus on imaging mass spectrometry”,
PROTEOMICS, 8(18), 3755-3762.
43. Markovic M., Fowler B. O., Tung M. S. (2004), “Preparation and Comprehensive Characterization of a Calcium Hydroxyapatit Reference Material”, J. Res. Natl. Inst. Stand. Technol, 109(6), 553-568.
44. Marques G. R., Borges S. V., K. S. de Mendonỗa, R. V. de Barros Fernandes,E. G. T. Menezes (2014), “Application of maltodextrin in green corn extract
powder production”, Powder Technology, 263(0), 89-95.
45. Marten A, Fratzl P., Paris O., Zaslansky P. (2010), “On the mineral in collagen of human crown dentine”, Biomaterials, 31(20), 5479-5490.
46. Murugan R., Ramakrishna S. (2007), “Development of Cell-Responsive Nanophase Hydroxyapatite for Tissue Engineering”, American Journal of
Biochemistry and Biotechnology, Vol.3, No.3, ISSN 1553-3468, p.118-124.
47. Nonoyama T., Kinoshita T., Higuchi M., Nagata K., Tanaka M., et al. (2011), “Multistep Growth Mechanism of Calcium Phosphat in the Earliest Stage of Morphology- Controlled Biomineralization”, Langmuir, 27(11), 7077-7083. 48. Nestor J. Zaluzec (2003), “The Scanning Confocal Electron Microscope”,
Microscopy-Today, Vol.6, p.8-12.
49. Pelin I. M., Maier S. S., Chitanu G. C., Bulacovschi G. (2009), “Preparation and characterization of a hydroxyapatit–collagen compozit as component for injectable bone substitute”, Materials Science and Engineering: C, 29(7), 2188-2194.
50. Pierre Layrolle, Atsuo Ito, Tetsuya Tateishi (1998), “Sol-Gel Synthesis of Amorphous Calcium Phosphate and Sintering into Microporous Hydroxyapatite Bioceramics”, Journal of the American Ceramic Society-
Layrolle, Vol.81, No.6, p.1421-1428.
51. Rabiei A., Blalock T., Thomas B., Cuomo J., Yang Y., et al (2007), “Microstructure, mechanical properties, and biological response to functionally graded HA coatings”, Materials Science and Engineering: C, 27(3), 529-533.
52. Radosta S., Schierbaum F., Reuther F., Ager H. (1989), “Polyme-water interaction of maltodextrins. Part I. Water vapour sorption and desorption of maltodextrin powders”, Starch/Stärke, 41, 395.
53. Radosta S., Hagerer M., Vorwerg W. (2001), “Molecular characteristics of amylozơ and starch in dimethyl sulfoxide”, Biomacromolecules,2, 970-978. 54. Raja K. M. C., Sankarikutty B., Sreekumar M., Jayalekshmy, Narayanan S.
(1989), “Material Characterization studies of maltodextrin sample for use of wall material”, Starch/Stärke, 41, 289.
55. Rusu V. M., Ng C. –H., Wilke M., Tiersch B., Fratzl P., et al. (2005), “Size- controlled hydroxyapatit nanoparticles as self-organized organic–inorganic compozit materials”, Biomaterials, 26(26), 5414-5426.
56. Sadat-Shojai M., Khorasani M. T., Dinpanah-Khoshdargi E., Jamshidi A. (2013), “Synthesis methods for nanosized hydroxyapatit with diverse structures”, Acta Biomater, 9(8), 7591-621.
57. Sadjadi M. S., Meskinfam M., Jazdarreh H. (2010), " Hydroxyapatite - starch nano biocompozites synthesis and characterizatio", Int. J. Nano. Dim 1(1)
57 - 63
58. Sato K., Guicciardi S., Galassi C., Landi E., Tampieri A., Pezzotti G. (2001), “Rheological Characteristics of Slurry Coutrolling the Microstructure and the Compressive Strength Behavior of Biomimetic Hydroxyapatite”,
Materials Research Soc., Vol.16, No.1, p.164-165.
59. Sato K. (2007), “Mechanism of Hydroxyapatit Mineralization in Biological System: Review”, Journal of the Ceramic Society of Japan, 115(1338),
124-130.
60. Santo M. H., Oliveira M. D., Souza L. P. D. F., Mansur H. F., Vasconcelos W. L. (2004), “Synthesis control and characterization of hydroxyapatit prepared by wet precipitation process”, Materials Research, 7, 625-630. 61. Seol Y. –J., Kim J. Y., Park E. K.,Kim S. –J., Cho D. –W. (2009), “Fabrication
of a hydroxyapatit scaffold for bone tissue regeneration using microstereolithography and molding technology”, Microelectronic Engineering, 86(4–6), 1443-1446.
62. Takeiti C. Y., Kieckbusch T. G., Collares-Queiroz F. P. (2010), “Morphological and Physicochemical Characterization of Commercial Maltodextrins with Different Degrees of Dextrose-Equivalent”, International Journal of Food Properties, 13(2), 411-425.
63. Tampieri, G. Celotti, E. Landi, M. Sandri, N. Roveri, et al., Biologically inspired synthesis of bone-like compozit: Self-assembled collagen fibers/hydroxyapatit nanocrystals, Journal of Biomedical Materials Research Part A, 2003, 67A(2), 618-625.
64. Udomrati S., Gohtani S. (2015), “Tapioca maltodextrin fatty acid ester as a potential stabilizer for Tween 80-stabilized oil-in-water emulsions”, Food Hydrocolloids, 44(0), 23-31.
65. Uskokovic V., Uskokovic D. P. (2011), “Nanosized hydroxyapatit and other calcium phosphats: chemistry of formation and application as drug and gene delivery agents”, J Biomed Mater Res B Appl Biomater, 96(1), 152-91. 66. Van Cleynenbreugel Tim (2005), “Porous Scaffolds for the Replacement of Large Bone Defects: A Biomechanical Design Study”, Doctoral thesis, Leuven University, Belgium.
67. Vijayalakshmi U. and Rajeswari S. (2006), “Preparation and Characterization of Microcrystalline Hydroxyapatite Using Sol Gel Method”, Trends Biomater.
Artif. Organs, Vol.19 (2). P.57-62. (E-7).
68. Wang Y., Liu L., Guo S. (2010), “Characterization of biodegradable and cytocompatible nano-hydroxyapatit/polycaprolactone porous scaffolds in degradation in vitro”, Polyme Degradation and Stability, 95(2), 207-213. 69. Willi P., Chandra P. S. (2001), “Porous Hydroxyapatite Nanoparticles for
Intestinal Delivery of Insulin”, Trends in Biomaterials & Artificial Organs, Vol.14, No.2, p.37-38.
70. Xiao X., Tappen B. R., Ly M., Zhao W., Canova L. P., et al. (2011), “Heparin Mapping Using Heparin Lyases and the Generation of a Novel Low Molecular Weight Heparin”, Journal of Medicinal Chemistry, 54(2), 603-
610.
71. Zhang W., Liao S. S., Cui F.Z (2003), “Hierarchical Self-Assembly of Nano- Fibrils in Mineralized Collagen”, Chemistry of Materials, 15(16), 3221-