Sintesi di nanocompositi di grafene-idrossiapatite per un potenziale utilizzo nell'ingegneria dei tessuti ossei

Questo lavoro spiega la strategia per fabbricare nuovi compositi di nano idrossiapatite e nanonastri di grafene con orientamenti opposti. Questi biomateriali sono significativi per lo sviluppo di scaffold di ingegneria del tessuto osseo. Questa è una semplice sintesi di un vaso.

È un metodo rapido, efficace ed economico. Questo lavoro è estremamente rilevante nel contesto del trattamento delle lesioni ossee e dei disturbi associati in cui una maggiore rigenerazione del tessuto osseo promuoverà una rapida guarigione. Per iniziare, sintetizzare le nanoparticelle incontaminate di idrossiapatite usando 50 millilitri della miscela di reazione.

A goccia, aggiungere il 25% di ammonioidrossidro per mantenere un pH di circa 10. Successivamente, agitare la miscela di reazione mediante irradiazione ad ultrasuoni per 30 minuti. Lasciare maturare la soluzione risultante per 120 ore a temperatura ambiente fino a quando il precipitato bianco di nanoparticelle di idrossiapatite si deposita.

Recuperare le nanoparticelle di idrossiapatite mediante centrifugazione a 1.398 x g per cinque minuti a temperatura ambiente. Lavare il precipitato con acqua deionizzata tre volte. Per preparare il nanocomposito nHAP / GNR, utilizzare una strategia di cofunzionalizzazione, iniziare con la dissoluzione di cinque milligrammi di nanonastri di grafene in una miscela di un nitrato di calcio molare tetraidrato e 0,67 molare di diammonio idrogeno fosfato a un volume finale di 50 millilitri.

Durante questa reazione, aggiungere il 25% di idrossido di ammonio a goccia per mantenere il pH a circa 10. Agitare la miscela risultante mediante ultrasuoni per 30 minuti. Dopo il completamento della reazione, lasciare la soluzione indisturbata per 120 ore a temperatura ambiente fino alla maturazione.

Osservare per la formazione di un precipitato gelatinoso di nanoparticelle di idrossiapatite, che ricopre i nanonastri di grafina, in seguito al quale si deposita un precipitato bianco di nHAP/GNR. Lavare il precipitato tre volte mediante centrifugazione a 1.398 x g per cinque minuti a temperatura ambiente seguita da ridispersione in acqua deionizzata. Per sintetizzare nanocompositi GNR/nHAP, sospendere le nanoparticelle di idrossiapatite disponibili in commercio ad una concentrazione di cinque milligrammi per millilitro in 50 millilitri di acqua deionizzata, integrate con cinque milligrammi di nanonabboni di grafina.

Agitare la miscela risultante mediante ultrasuoni per 30 minuti e, successivamente, lasciare la miscela indisturbata per 120 ore a temperatura ambiente. Dopo la maturazione, recuperare il precipitato bianco del GNR/nHAP risultante mediante centrifugazione a 1.398 x g per cinque minuti a temperatura ambiente. Lavare il campione tre volte usando acqua deionizzata.

L'analisi HRTEM del nanocomposito nHAP / GNR ha mostrato patch nHAP tra 150 e 250 nanometri di lunghezza e larghezza. La mappatura elementare ha confermato che le macchie nodali intermediate sui GNR erano effettivamente nHAP a causa della presenza di calcio e fosforo elementari. Nei nanocompositi GNR/nHAP, il GNR ha formato film sottili sulla superficie delle nanoparticelle sferiche nHAP.

L'analisi EDS ha mostrato un chiaro aumento del contenuto di carbonio dovuto ai GGR, mentre i picchi specifici di calcio e fosforo erano dovuti a nHAP. Il marcato aumento del contenuto di carbonio nello spettro nHAP/GNR è dovuto alla maggior parte dei GNR su cui sono state osservate solo piccole macchie di nHAP appena sintetizzato. L'analisi XRD ha confermato che la struttura cristallina esagonale dei picchi forti nHAP corrispondenti rispettivamente a 002, 102, 211, 300, 202, 310, 113, 222 e 213 piani, ha confermato la purezza del nHAP as-sintetizzato.

L'analisi TGA ha mostrato una costante diminuzione della massa dopo 200 gradi Celsius fino a 500 gradi Celsius a causa della cristallizzazione di nHAP. Un ulteriore riscaldamento ha portato alla decomposizione dei complessi. La perdita a causa della presenza di GNR è risultata essere compresa tra lo 0,5 e lo 0,98% in GNR / nHAP e nHAP / GNR.

La sequenza di aggiunta dei reagenti e le condizioni di reazione sono più critiche per ottenere l'orientamento inverso desiderato dei nanocompositi. Studi basati su linee cellulari possono essere eseguiti per verificare il potenziale dei nanocompositi per promuovere l'osteogenesi. Ciò aprirà una nuova area di modulazione mediata dall'orientamento della risposta cellulare per l'ingegneria tissutale.