Sintezētā hidroksilapatīta struktūras maiņa atkarībā no žāvēšanas apstākļiem

Abstract

Darba tēma ir “Sintezētā hidroksilapatīta struktūras maiņa atkarībā no žāvēšanas apstākļiem”. Darba mērķis ir iepazīties un izpētīt kalcija hidroksilapatīta struktūru, sintēzes metodes, īpašības. Hidroksilapatīts ir pazīstams kā biomateriāls un to plaši pēta kopš pagājušā gadsimta. Darbā tika izvirzīta hipotēze, ka iegūstot kalcija hidroksilapatītu un žāvējot to 25oC ± 5oC temperatūrā var iegūt amorfas struktūras hidroksilapatītu. Žāvējot augstākā temperatūrā līdz 900 grādiem, iegūst kristāliskas struktūras hidroksilapatītu. Ja ir lielāks virsmas laukums, piemēram, amorfajam kalcija fosfātam varētu būt labākas antibakteriālās īpašības nekā kristāliskam paraugam. Šajā darbā ir aprakstīti vairāki kalcija fosfātu veidi un dažādas sintētiskā hidroksilapatīta sintēzes metodes. Pētījumā ir tabula, kurā ir salīdzināts amorfais, sīkkristāliskais un kristāliskais kalcija fosfāta biomateriāls, lai labāk saprastu katra biomateriāla īpašības. Pašā pētījumā izmanto tikai vienu sintēzes metodi, un tā ir ķīmiskā nogulsnēšanas metode, ar kuru iegūst baltu masu. Tālāk žāvē dažādās temperatūrās. Žāvēšanu veica 25oC ± 5oC temperatūrā, 80oC, 120oC, 200oC, 900oC un viens paraugs tika liofilizēts. Vēl divus nogulšņu paraugus mazgāja ar organisku šķīdinātāju, vienas nogulsnes mazgāja ar etanolu, otras - ar acetonu. Pēc žāvēšanas izmantoja Furjē transformācijas infrasarkano spektroskopiju, lai iegūtu grafikus un analizētu rezultātus. Spektrs tika analizēts no 500 līdz 4000 cm-1, īpašu uzmanību pievēršot fosfātgrupām un hidroksilgrupām. Tās salīdzināja no 400 – 1200 cm-1. Pētījumā tika iegūti 3 kalcija fosfāta veidi, tie ir amorfais, sīkkristāliskais un kristāliskais. Tika izmantota liofilizācijas metode, ar kuru izdevās iegūt amorfu hidroksilapatītu. Hipotēze ir daļēji apstiprināta, jo žāvējot 25oC ± 5oC temperatūrā izdevās iegūt amorfu kalcija fosfātu, bet žāvējot 900oC ieguva kristālisku struktūru. Šajā pētījumā nepierādījās antibakteriālās īpašības, kaut gan literatūras avotos par to ir minēts.

The research topic is "Change of the structure of synthesized hydroxyapatite depending on the drying conditions". The aim of the research is to get acquainted with and study the structure of calcium hydroxyapatite, synthesis methods, properties. Hydroxyapatite is known as a biomaterial and has been widely studied since the last century. The hypothesis was that by obtaining calcium hydroxyapatite and drying it at room temperature, amorphous hydroxyapatite can be obtained. Drying at higher temperatures up to 900 degrees Celsius gives crystalline hydroxyapatite. If there is a larger surface area, for example, amorphous calcium phosphate may have better antibacterial properties than a crystalline sample. In this research several types of calcium phosphates and different methods of synthetic hydroxyapatite synthesis are described. The study includes a table comparing amorphous, crystalline and crystalline calcium phosphate biomaterial to better understand the properties of each biomaterial. The study uses only one method of synthesis and it is wet precipitation synthesis, which produces a white mass. It is then dried at different temperatures. Drying was performed at room temperature, 80oC, 120oC, 200oC, 900oC and one sample was lyophilized. Two more sediment samples were washed with an organic solvent, one precipitate was washed with ethanol and the other with acetone. After drying, Fourier transform infrared spectroscopy was used to obtain graphs and analyse the results. The spectrum was analysed from 500 cm-1 to 4000 cm-1, paying close attention to phosphate groups and hydroxyl groups. They were compared from 400 cm-1 to 1200 cm-1. Three types of calcium phosphate were obtained in the study: amorphous, semi crystalline and crystalline. The lyophilization method was used to obtain amorphous hydroxyapatite. The hypothesis is partially confirmed, because drying at room temperature yielded amorphous calcium phosphate, but drying at 900oC gave a crystalline structure. This study did not show antibacterial properties, although it has been reported in the literature.