Tóm tắt luận án Tiến sĩ Hóa học: Nghiên cứu kết tủa điện hóa màng hydroxyapatit/ống nano carbon biến tính trên nền hợp kim định hướng ứng dụng trong cấy ghép xương

Mục tiêu của đề tài là lựa chọn được điều kiện thích hợp để tổng hợp màng HAp-CNTbt trên nền TKG316L và Ti6Al4V; màng HAp-CNTbt có khả năng tương thích sinh học và khả năng che chắn bảo vệ cho nền tốt hơn màng HAp. Mời các bạn cùng tham khảo.
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
Tóm tắt luận án Tiến sĩ Hóa học: Nghiên cứu kết tủa điện hóa màng hydroxyapatit/ống nano carbon biến tính trên nền hợp kim định hướng ứng dụng trong cấy ghép xương HỌC VIỆN KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ VIỆN KỸ THUẬT NHIỆT ĐỚI ----------o0o---------- TÓM TẮT LUẬN ÁN TIẾN SĨ NGHIÊN CỨU KẾT TỦA ĐIỆN HÓA MÀNGHYDROXYAPATIT/ỐNG NANO CARBON BIẾN TÍNH TRÊN NỀN HỢP KIM ĐỊNH HƯỚNG ỨNG DỤNG TRONG CẤY GHÉP XƯƠNG Chuyên ngành: Hóa Lý thuyết và Hóa Lý Mã số: 9.44.01.19 Nghiên cứu sinh: Nguyễn Thị Thơm Người hướng dẫn: PGS. TS. Đinh Thị Mai Thanh Hà Nội 12/2019 MỞ ĐẦU Lý do chọn đề tài Hydroxyapatit (Ca10(PO4)6(OH)2, HAp) là thành phần vô cơ chính trong xương vàrăng người, có tính tương thích sinh học cao. HAp được ứng dụng ngày càng nhiều trong ydược học ở các dạng khác nhau: dạng bột, dạng gốm, dạng composite và dạng màng. HAptổng hợp có thành phần tương tự trong xương tự nhiên và có khả năng tương thích sinh họctốt, do đó khi cấy ghép vào trong cơ thể người, nó kích thích khả năng liền xương nhanhhơn. Tuy nhiên, màng HAp tinh khiết có độ hòa tan tương đối cao trong môi trường sinh lývà tính chất cơ lý kém. Sự hòa tan cao có thể dẫn đến sự thoái hóa nhanh hơn của vật liệu vàlàm giảm khả năng cố định của vật liệu cấy ghép với các mô chủ. Các kết quả công bố củacác nhà khoa học trên thế giới cho thấy việc pha tạp thêm ống nano cacbon để tạo compositeHAp/CNT đã cải thiện rõ rệt tính chất cơ lý của vật liệu như khả năng chống ăn mòn và độbền cơ học. Luận án tiến sĩ: “Nghiên cứu kết tủa điện hóa màng hydroxyapatit/ống nanocarbon biến tính trên nền hợp kim định hướng ứng dụng trong cấy ghép xương” nhằmmục đích lựa chọn được điều kiện thích hợp tổng hợp màng HAp-CNTbt có khả năng tươngthích sinh học tốt đồng thời nâng cao tính chất cơ lý cho vật liệu.Mục tiêu của luận án: Lựa chọn được điều kiện thích hợp để tổng hợp màng HAp-CNTbt trên nền TKG316L vàTi6Al4V. Màng HAp-CNTbt có khả năng tương thích sinh học và khả năng che chắn bảo vệ cho nềntốt hơn màng HAp.Nội dung nghiên cứu chính của luận án: 1. Nghiên cứu ảnh hưởng của khoảng quét thế, tốc độ quét, số lần quét, hàm lượngCNTbt, nhiệt độ tổng hợp đến các đặc trưng, tính chất của màng HAp-CNTbt. Lựa chọn điềukiện thích hợp để tổng hợp vật liệu HAp-CNTbt/TKG316L và HAp-CNTbt/Ti6Al4V. 2. Xác định độ gồ ghề, mô đun đàn hồi và độ cứng của TKG316L, Ti6Al4V,HAp/TKG316L, HAp/Ti6Al4V, HAp-CNTbt/TKG316L và HAp-CNTbt/Ti6Al4V. Xác địnhkhả năng hòa tan màng của các vật liệu màng HAp và HAp-CNTbt trên nền TKG316L vàTi6Al4V trong dung dịch NaCl 0,9 %. 3. Nghiên cứu khả năng tương thích sinh học và diễn biến điện hóa của sáu loại vật liệuTKG316L, Ti6Al4V, HAp/TKG316L, HAp/Ti6Al4V, HAp-CNTbt/TKG316L vàHAp-CNTbt/Ti6Al4V trong dung dịch mô phỏng dịch cơ thể người (simulated body fluid-SBF). CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN1.1. Tổng quan chung về hydroxyapatit1.1.1. Tính chất của hydroxyapatit1.1.1.1. Tính chất cấu trúc Hydroxyapatit (HAp) tồn tại ở hai dạng cấu trúc là dạng lục phương (hexagonal) vàdạng đơn tà (monoclinic). HAp dạng lục phương thường được tạo thành trong quá trình tổnghợp ở nhiệt độ từ 25 đến 100 oC. Dạng đơn tà chủ yếu được tạo ra khi nung HAp dạng lụcphương ở 850 oC trong không khí, sau đó làm nguội đến nhiệt độ phòng.1.1.1.2. Tính chất vật lý HAp tồn tại ở trạng thái tinh thể, nhiệt độ nóng chảy 1760 0C, nhiệt độ sôi 2850 0C, độtan trong nước 0,7 g/L, khối lượng mol phân tử 1004,60 g, khối lượng riêng là 3,08 g/cm3 vàđộ cứng theo thang Mohs bằng 5. Các tinh thể HAp tự nhiên và nhân tạo thường tồn tại ởdạng hình que, hình kim, hình vảy, hình sợi, hình cầu, hình trụ. 11.1.1.3. Tính chất hoá học  HAp phản ứng với axit tạo thành các muối canxi và nước.  HAp tương đối bền nhiệt, bị phân huỷ chậm trong khoảng nhiệt độ từ 800 0C đến1200 0C tạo thành oxy-hydroxyapatit theo phản ứng (1.2).  Ở nhiệt độ lớn hơn 1200 0C, HAp bị phân huỷ thành β - Ca3(PO 4)2 (β – TCP) vàCa4P2O9 hoặc CaO.1.1.1.4. Tính chất sinh học HAp có tính tương thích sinh học cao, không gây độc, không gây dị ứng cho cơ thểngười và có tính sát khuẩn cao.1.1.2. Các phương pháp chế tạo màng hydroxyapatita. Phương pháp vật lý Phương pháp vật lý là phương pháp tạo ra màng HAp từ ion hoặc chuyển pha. Cácphương pháp này có ưu điểm là có thể dễ dàng chế tạo được màng HAp có chiều dày cỡ µm.Một số phương pháp vật lý được sử dụng: phương pháp plasma, bốc bay chân không vàphún xạ magnetron [2, 37].b. Phương pháp điện hóa Phương pháp điện hóa là một phương pháp có nhiều ưu điểm trong việc chế tạo màngmỏng trên nền kim loại hoặc hợp kim ứng dụng trong y sinh. Kỹ thuật điện hóa là một kỹthuật đơn giản cho phép tổng hợp màng HAp ở nhiệt độ thấp. Màng HAp tổng hợp được cóđộ tinh khiết cao, có độ bám dính tốt với nền và chúng ta có thể điều khiển được chiều dàymàng theo mong muốn. Màng HAp có chiều dày cỡ nm được tổng hợp trên các vật liệu nềnkhác nhau bằng phương pháp điện hóa như:* Phương pháp điện di:* Phương pháp anôt hóa:* Phương pháp kết tủa catôt:1.1.3. Vai trò và ứng dụng của hydroxyapatit1.1.3.1. Ứng dụng của HAp dạng bột HAp dạng bột mịn, kích thước nano được ứng dụng chủ yếu của để làm thuốc và thựcphẩm chức năng bổ sung canxi. Ngoài ra, HAp sử dụng làm phân bón nhả chậm nito cho câytrồng trong nông nghiệp.1.1.3.2. Ứng dụng của HAp dạng gốm xốp HAp dạng gốm xốp được ứng dụng trong chế tạo răng giả và sửa chữa khuyết tật răng,chế tạo mắt giả, chế tạo những chi tiết ghép xương và sữa chữa những khuyết tật của xương.1.2.3.3. Ứng dụng của HAp dạng composite HAp được kết hợp với các polyme phân hủy sinh học như polyaxit lactic, poly acrylicaxit, chitosa ...