Tổng hợp và đánh giá hoạt tính sinh học vật liệu Tricalcium silicate

Bột vật liệu xương nhân tạo tricalcium silicate Ca3SiO5 (C3S) được tổng hợp thành công bằng phương pháp sol-gel. Các tính chất lý hóa của vật liệu được đặc trưng bằng các phương pháp phân tích hiện đại. Bài viết trình bày việc tổng hợp và đánh giá hoạt tính sinh học vật liệu Tricalcium silicate.
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
Tổng hợp và đánh giá hoạt tính sinh học vật liệu Tricalcium silicateISSN 1859-1531 - TẠP CHÍ KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG, SỐ 11(108).2016, Quyển 1 73 TỔNG HỢP VÀ ĐÁNH GIÁ HOẠT TÍNH SINH HỌC VẬT LIỆU TRICALCIUM SILICATE ELABORATION AND BIOACTIVITY CHARACTERIZATION OF TRICALCIUM SILICATE MATERIAL Bùi Xuân Vương1, Nguyễn Thị Bích Hạnh2, Phạm Ngọc Hải2 1 Trường Cao đẳng Công thương TP. HCM; vuongbx@yahoo.com 2 Học viên cao học, ĐH Tôn Đức Thắng; ntbhanh.gdtxkson@khanhhoa.edu.vn; pnhai.c3kson@khanhhoa.edu.vnTóm tắt - Bột vật liệu xương nhân tạo tricalcium silicate Ca3SiO5 Abstract - Tricalcium silicate Ca3SiO5 (C3S) artificial bone material(C3S) được tổng hợp thành công bằng phương pháp sol-gel. Các powder is successfully synthesized by sol-gel method. The physicaltính chất lý hóa của vật liệu được đặc trưng bằng các phương pháp and chemical properties of the material are characterized by thephân tích hiện đại. Phổ XRD cho thấy vật liệu C3S thu được là hoàn modern analytical methods. XRD pattern shows that the obtainedtoàn tinh khiết khi nung bột gel ở 1400 oC. Phổ FTIR khẳng định material is completely pure when gel powder is calcified at 1400 °C.các liên kết chính trong cấu trúc vật liệu. Ảnh SEM cho thấy C3S FTIR spectrum confirms the main links in the material structure. SEMcó bề mặt sần và khe hở tạo độ xốp cho vật liệu. Thực nghiệm ‘‘In images show that the material has a textured surface and openingsvitro’’ khẳng định hoạt tính sinh học của vật liệu qua sự hình thành making porosities for the material. ‘‘In vitro’’ experience is effectuatedlớp khoáng xương hydroxyapatite (HA) sau khi ngâm vật liệu trong by immersion of powder material in simulated body fluid solutiondung dịch giả dịch thể người SBF (Simulated Body Fluid). Lớp (SBF). Obtained result confirms the bioactivity of material via thekhoáng xương này chính là cầu nối gắn kết vật liệu và xương tự formation of a newly hydro-xyapatite layer on its surface. This apatitenhiên, qua đó xương hỏng được tu sửa và làm đầy. layer permits the liaison between material and natural bone. Consequently, damaged bone can be restored and filled.Từ khóa - Tricalcium silicate; Ca3SiO5 (C3S); CaO; pha; xử lý nhiệt; Key words - Tricalcium silicate; Ca3SiO5 (C3S); CaO; phase;Si-O. thermal treatement; Si-O.1. Đặt vấn đề Ca(NO3)2.4H2O được mua của hãng Aldrich-Sigma. Vật liệu xương nhân tạo là những dạng vật liệu mới có Phản ứng tổng hợp C3S:khả năng cấy ghép vào cơ thể con người mà không bị cơ thể 6Ca(NO3 )2 .4 H 2 O + 2 Si(OC2 H5 ) 4 → 2Ca3 SiO5 + 8C2 H 5OH +đào thải, đồng thời sau một thời gian vật liệu sẽ bị phân hủyvà hình thành nên một lớp khoáng xương mới làm cầu nối 20 H 2O + 12 NO2 ↑ +3O2 ↑gắn kết vật liệu xương và xương tự nhiên [1-3]. 2.2. Phương pháp Sol-Gel tổng hợp C3S Một số vật liệu xương nhân tạo đã được nghiên cứu và Lấy 22,3mL tetraethyl orthosilicate Si(OC2H5)4 chothương mại hóa trên thế giới như: Hydroxyapatite, Bio- vào 40ml nước cất, sau đó bổ sung vài giọt HNO3 2M làmglass, Tri-Calcium Phosphate, Tri-Calcium Silicate và các xúc tác cho quá trình thủy phân và khuấy trong vòng 1 giờ.Xi-măng sinh học [3]. Thêm 70,8g muối calcium nitrate tetrahydrat Hiện nay vật liệu xương nhân tạo được nhập ngoại về Ca(NO3)2.4H2O vào hỗn hợp trên, khuấy trong vòng 1giờcác bệnh viện, trung tâm nha khoa ở Việt Nam để sử dụng cho đến khi muối tan hết, thu được dung dịch sol trắng.trong trám răng, phẫu thuật chỉnh hình xương mà hầu như Dung dịch sol sau đó đem đặt trong tủ sấy ở 60oC trong 1chưa có sản phẩm vật liệu nào được sản xuất trong nước. ngày để tạo gel (Hình 1). Sau đó gel được đốt nóng ở 120oC để bay hơi hoàn toàn dung môi. Vật liệu tricalcium silicate Nhằm thúc đẩy việc nghiên cứu và phát triển công nghệ Ca3SiO5 thu được bằng cách nung bột gel ở nhiệt độvật liệu y sinh, đặc biệt là phát triển các vật liệu y sinh dùng 1400oC trong 3 giờ (Hình 2).trong trám răng, cấy ghép xương, chúng tôi ...