There is 1 related live offer.

Save 25% on magneTherm

Покрытия, Порошки и Бляшки Nanohydroxyapatite Произведенные через Методы Sol-Геля для Медицинских Применений

Профессор Besim Бен-Nissan, Факультет Науки, Технологического Университета, Сидней, Австралии и Др. Andy Choi, Главного редактора, AZoNano
Соответствуя автор: B.Ben-Nissan@uts.edu.au

Введение

Материалы имея структуры и размеры которые падают внутри ряд 1 до 100 nm названы nanostructured материалы. Материалы Nanostructured связаны с разнообразностью польз внутри медицинское поле, на пример, nanoparticles в системах снадобь-поставки, в регенеративной медицине и в науке биоматериалов и диагностических системах.1,2

Методы синтеза наиболее обыкновенно используемые для изготовления nanoceramics включают отжимать, и влажные химические методы обработки как sol-гель и co-высыпание, которые были использованы для того чтобы произвести nanocoatings, nanoparticles, и nanostructured твердые блоки и формы.

Процесс Sol-Геля

обрабатывать Sol-Геля уникально в что его можно использовать для того чтобы изготовить покрытия, монолиты, волокна, порошки или, бляшки такого же состава, просто путем менять выкостность, химию, и другие факторы, котор дали разрешения.

определением, sol подвес коллоидных частиц в жидкости. Sol отличает от разрешения в что разрешение однофазная система, с другой стороны, sol двухфазовое, система тверд-жидкости. Гели сосчитаны как смеси, в виду того что гели состоят из твердых сети или скелета которая окружают жидкофазовый или сверхнормальный растворитель. В зависимости от их химии, гели могут быть мягки и иметь низкий модуль пластичности, обычно получаемый через контролируемую полимерность hydrolyzed начиная смеси. В этот случай, трехмерная сеть формирует, приводящ к в конечном счете в геле высокомолекулярного веса полимерном. Приводя к гель можно думать как макроскопической молекулы которая удлиняет повсеместно в разрешение. Это студневание можно использовать для того чтобы произвести nanostructured монолит или nanosized покрытия, в зависимости от процесса прикладного.1,2

Преимущества метода sol-геля многочисленни: он приводит к в стехиометрическом, однотиповом и чисто продукте, вследствие смешивать на молекулярном маштабе; он nanoscale; особая чистота можно поддерживать как молоть можно во избежание; она позволяет уменьшено сгореть температуры должные к размерам малой частицы с высокими поверхностными областями; ее можно использовать для того чтобы произвести форму, тонкозернистые структуры; она позволяет пользе различных химических трасс и; она легко прикладной к сложным формам с рядом методов покрытия. покрытия Sol-Геля также имеют добавленное преимущество что цена прекурсоров относительно неважна, вследствие небольших количеств необходимы материалов.1,2

Низложение Тонкого фильма используя метод sol-геля также предлагает преимущество над другими методами низложения как низложение физического и химического пара, в котором свойства как том поверхностной области и поры могут быть проконтролированы химией.

Порошки Nanohydroxyapatite (NanoHap) для Медицинских Применений

Минерал Косточки составлен nanoplatelets которые первоначально были описаны как hydroxyapatite или HAp, и подобно к минеральному dahllite. Сегодня, соглашено что апатит косточки может более лучше быть описан как hydroxyapatite карбоната, и приближено формулой (Ca, Mg, Na)10 (POCO43)6 (OH)2.

Самые важные параметры для протезных implants специфически под артикулируя условиями что они имеют необходимое сопротивление износа, прибавлять на адекватнее приложение для того чтобы bone, и показывают необходимые механически свойства как дуктильность, упругость и прочность. Ответ к этим относящим требованиям может лежать в соотвественно конструировано, макрос и микро- текстурированные implants который можно покрыть с nanoscale косточк-как фосфорнокислые кальции которые могут навести увеличенный bioactivity и предусмотреть хорошее прилипание между implant и косточкой.

Нанотехнология раскрыла вверх по новаторским методам для производить косточк-как синтетические nanopowders и покрытия hydroxyapatite. Хотя не вызвано nanopowders, материалы nanoscale существовали в виду того что рассвет науки используя ряд химических трасс. Покрытия Nanoscale hydroxyapatite только были введены в начале 1990-ых годов.2-5 Однако, несомненно, наличие nanocoating sol-геля hydroxyapatite и технология продукции порошка раскрыли вверх по новым возможностям конструировать главные biocompatible покрытия для implants, и развитию высокопрочных зубоврачебных и протезных nanocomposites для медицинских применений.1

Хотя, косточк-как nanopowders HAp и nanoplatelets (Диаграмма 1) может быть синтезирована рядом способов производства, один очень перспективнейший подход синтезировать эти материалы через разрешение sol-геля.

Диаграмма 1. бляшки апатита карбоната Nanocrystalline произвела используя Процесс Sol-Геля.

Результаты более предыдущих изучений показывали что, пока biphasic продукты HAp sol-геля легко синтезированы, monophasic порошки HAp и покрытия трудне для того чтобы произвести. Хотя несколько международных компаний произвели nano порошки HAp только одна Австралийская компания была успешна в производить косточку как nanoparticles HAp карбоната, nanoplatelets с диаметрами в границах 15 до 20 nm, и с nanocoatings HAp 70 nm толщиной. Nanoparticles и nanoplatelets HAp обеспечивают превосходный bioactivity для внедрения в косточку, которая возникает от их очень высоких поверхностных областей.3,4

Sol-Гель Nanohydroxyapatite и Апатит Coralline Nanocoated

Hydroxyapatite Coralline главным образом использовано как материалы прививка косточки. Несколько компаний выходят апатиты вышед на рынок на рынок coralline с 1980's но из-за природы процесса преобразования, эти прививки косточки coralline сохраняли коралл или свободное CaCO3, которое не позволяет материалу быть использованным под условиями подшипника нагрузки. Структура коммерчески HAp coralline также обладает meso и nano-порами внутри трабекулы взаимо--поры. Эти nanopores и отнесенные большие поверхностные области приводят к в высоком тарифе растворения. Это возвращение приводит к внутри уменьшает прочность, и наблюдается предыдущий сброс давления структуры. Эти продукты нельзя использовать где высокая прочность конструкции необходима как длинние косточки без внутренних или внешних приборов фиксирования. Для того чтобы отжать эти ограничения и улучшить прочность, новый запатентованный метод преобразования двойн-этапа был начат Бен-Nissan и сотрудниками.2,4,5,6,7,8

Настоящий метод включает двухступенную трассу применения whereby, в первой стадии, достигано полное преобразование коралла к чисто HAp. В втором этапе, sol-гел-выведенное hydroxyapatite nanocoating прикладной сразу для того чтобы покрыть meso и nanopores внутри материал intra-поры, пока поддерживающ большие поры для соотвествующего роста косточки. Процесс показан в Диаграмме 2.

Диаграмма 2. Этапы nanocrystalline hydroxyapatite-покрыла образование апатита coralline. (верхняя) Структура Коралла. Коралл (середины) после изменения к hydroxyapatite с гидротермическим методом. (дно) Преобразованный и nanocoated апатит coralline.

Применение покрытия sol-геля hydroxyapatite на monophasic hydroxyapatite выведенное от гидротермического метода улучшило свои механически свойства. Были сообщены, что увеличили Это преобразование и nanocoating удельную работу разрыва 400% над естественным кораллом. Животные пробы унесенные на большеберцовых компонентах овец показали новое образование косточки и превосходное biointegration подобные к нашей естественной косточке пока все еще сохраняющ структуру и прочность.

Сводка

Главное увеличение в интересе в nanostructured материалах в передовых технологиях во время прошлой декады. Настоящие научные исследования и разработки в поле nanocoatings ободряющи. покрытия выведенные Sol-Гелем демонстрируют посыл вследствие их относительной легкости продукции, способности сформировать химически и физически равномерное и чисто покрытие над сложными геометрическими формами. Nanobioceramics необходимо к конструкции и развитию широкого диапазона новых медицинских implants и медленных приборов поставки снадобья.


Справки

1. B. Бен-Nissan и A.H. Choi. Nanoceramics для медицинских применений. В: Предварительные Nanomaterials, (Eds) K.E. Geckeler, H. Nishide, ISBN: 978-3-527-31794-3 Wiley-VCH, Декабрь 2009, 523-553.
2. B. Бен-Nissan и A.H. Choi. продукция Sol-Геля bioactive nanocoatings для медицинских применений. Часть 1: введение, Nanomedicine 1(3), 2006, 311-319
3. A.H. Choi и B. Бен-Nissan. продукция Sol-Геля bioactive nanocoatings для медицинских применений. Часть II: настоящие научные исследования и разработки, Nanomedicine 2(1), 2007, 51-61.
4. C.S Chai и B. Бен-Nissan, Bioactive Покрытия Hydroxyapatite Sol-Геля Nanocrystalline. J. Mater. Sci: Med Mater. 10: 1999, 465-469.
5. B. Бен-Nissan и C.S Chai, Выведенные Sol-Гелем Bioactive Покрытия Hydroxyapatite, В Выдвижениях в Науку Материалов и Хирургию Implant Протезную, Серия НАТО ASI, Серия E: Прикладные Науки, (Eds.) R. Kossowsky и N.Kossovsky, Издателя Kluwer Академичные, ISBN 0-7923- 3558-9, 1995, VOL. 294, 265-275.
6. H. Zreiqat, et. al. Влияние поверхностного изменения химии titanium сплава на тропа signaling в людских osteoblasts. Биоматериалы 26, 2005, 7579-7586.
7. B. Бен-Nissan, «Естественное Bioceramics: от коралла к косточке и за», Настоящее Мнение в Науке Полупроводниковых и Материалов, 7, Выдает 4-5, 2003, 283-288
8. B. Бен-Nissan., D.Green, G.S.K. Kannangara, C.S Chai. и A. Milev, «НАЦИОНАЛЬНЫЙ ВОЕННЫЙ ПРЕДСТАВИТЕЛЬ Изучения 31P Ортофосфита Вывело Nanocrystalline Hydroxyapatite», J. Sol-Гель Sci. и Техник., 21, 2001, 27-37.

Авторское Право AZoNano.com, Профессор Besim Бен-Nissan (Технологический Университет, Сидней)

Date Added: Jan 7, 2010 | Updated: Jun 11, 2013

Last Update: 13. June 2013 23:39

Tell Us What You Think

Do you have a review, update or anything you would like to add to this article?

Leave your feedback
Submit