Synthèse de nanocomposites de graphène-hydroxyapatite pour une utilisation potentielle dans l’ingénierie des tissus osseux

Ce travail explique la stratégie de fabrication de nouveaux composites de nano hydroxyapatite et de nanorubans de graphène avec des orientations opposées. Ces biomatériaux sont importants pour le développement d’échafaudages d’ingénierie tissulaire osseuse. Il s’agit d’une simple synthèse d’un pot.

C’est une méthode rapide, efficace et économique. Ce travail est extrêmement pertinent dans le contexte du traitement des lésions osseuses et des affections associées où une plus grande régénération du tissu osseux favorisera une guérison rapide. Pour commencer, synthétisez les nanoparticules immaculées d’hydroxyapatite en utilisant 50 millilitres du mélange réactionnel.

Goutte à goutte, ajoutez 25% d’hydroxyde d’ammonium pour maintenir un pH d’environ 10. Par la suite, agiter le mélange réactionnel par irradiation par ultrasons pendant 30 minutes. Laisser la solution résultante mûrir pendant 120 heures à température ambiante jusqu’à ce que le précipité blanc des nanoparticules d’hydroxyapatite se dépose.

Récupérer les nanoparticules d’hydroxyapatite par centrifugation à 1 398 x g pendant cinq minutes à température ambiante. Lavez le précipité avec de l’eau désionisée trois fois. Pour préparer le nanocomposite nHAP/GNR, utilisez une stratégie de cofonctionnalisation, commencez par dissoudre cinq milligrammes de nanorubans de graphène dans un mélange d’un nitrate de calcium molaire tétrahydraté et de 0,67 molaire diammonium hydrogénophosphate pour un volume final de 50 millilitres.

Au cours de cette réaction, ajouter 25% d’hydroxyde d’ammonium goutte à goutte pour maintenir le pH à environ 10. Agiter le mélange résultant par ultrasons pendant 30 minutes. Une fois la réaction terminée, laissez la solution intacte pendant 120 heures à température ambiante jusqu’à maturation.

Observez la formation d’un précipité gélatineux de nanoparticules d’hydroxyapatite, qui recouvre les nanorubans de graphine, après quoi un précipité blanc de nHAP/GNR se dépose. Laver le précipité trois fois par centrifugation à 1 398 x g pendant cinq minutes à température ambiante, puis redispersion dans de l’eau désionisée. Pour synthétiser les nanocomposites GNR/nHAP, suspendez les nanoparticules d’hydroxyapatite disponibles dans le commerce à une concentration de cinq milligrammes par millilitre dans 50 millilitres d’eau désionisée, complétées par cinq milligrammes de nanorubans de graphine.

Agiter le mélange résultant par ultrasons pendant 30 minutes, puis laisser le mélange intact pendant 120 heures à température ambiante. Après maturation, récupérer le précipité blanc du GNR/nHAP obtenu par centrifugation à 1 398 x g pendant cinq minutes à température ambiante. Lavez l’échantillon trois fois à l’eau désionisée.

L’analyse HRTEM du nanocomposite nHAP/GNR a montré des patchs nHAP entre 150 et 250 nanomètres de longueur et de largeur. La cartographie élémentaire a confirmé que les taches nodales intermédiées sur les GNR étaient bien des nHAP en raison de la présence de calcium élémentaire et de phosphore. Dans les nanocomposites GNR/nHAP, le GNR a formé des couches minces à la surface des nanoparticules sphériques de nHAP.

L’analyse EDS a montré une nette augmentation de la teneur en carbone due aux GNR, tandis que les pics spécifiques au calcium et au phosphore étaient dus au nHAP. L’augmentation marquée de la teneur en carbone dans le spectre nHAP/GNR est due à la majorité des GNR sur lesquels seules de petites parcelles de nHAP fraîchement synthétisées ont été observées. L’analyse XRD a confirmé que la structure cristalline hexagonale des pics forts nHAP correspondant à 002, 102, 211, 300, 202, 310, 113, 222 et 213 plans, respectivement, a confirmé la pureté du nHAP synthétisé.

L’analyse TGA a montré une diminution constante de la masse après 200 degrés Celsius jusqu’à 500 degrés Celsius en raison de la cristallisation du nHAP. Un chauffage supplémentaire a conduit à la décomposition des complexes. La perte due à la présence de GNR s’est avérée se situer entre 0,5 et 0,98% dans le GNR / nHAP et le nHAP / GNR.

La séquence d’addition de réactifs et les conditions de réaction sont les plus critiques pour obtenir l’orientation inverse souhaitée des nanocomposites. Des études basées sur les lignées cellulaires peuvent être réalisées pour vérifier le potentiel des nanocomposites à favoriser l’ostéogenèse. Cela ouvrira un nouveau domaine de modulation de la réponse cellulaire médiée par l’orientation pour l’ingénierie tissulaire.