Bu çalışma Ceramisys Ltd. ile işbirliği içinde bir EPSRC VAKA öğrencilik tarafından desteklenen ve aynı zamanda Tıbbi Cihazlar [hibe sayısı EP / K029592 / 1] Yenilikçi Üretim için MeDe Yenilik, EPSRC Merkezi ile ilişkilidir. Yazarlar ayrıca XRF analizi için Sheffield Hallam Üniversitesi&#39;nde Robert Burton teşekkür etmek istiyorum.

<img alt="Şekil 1" src="/files/ftp_upload/55343/55343fig1.jpg" /> Biyolojik Tabanlı Akıllı nano hidroksiapatit hızlı karışımı hazırlama 1. şematik diyagramı Şekil. fosforik asit çözeltisi bir kalsiyum hidroksit süspansiyonu içine döküldü. Süspansiyon, gece boyunca bekletildikten sonra, NHA 60-80 ° C&#39;de kurutulmadan önce deiyonize su ile yıkanmıştır. Nha sonra USH ürünü termal stabilitesini araştırmak için bir akik havanda ve sinterlenmiş toprağa edildi. <a href="http://ecsource.jove.com/files/ftp_upload/55343/55343fig1large.jpg" target="_blank">Bu rakamın büyük halini görmek için lütfen buraya tıklayınız.</a> Nano Hidroksiapatit 1. Hızlı Mix Üretimi <ol><li> Kalsiyum ve fosfor çözeltilerinin hazırlanması 1.67 mol oranı fosfor bir kalsiyum ile nano hidroksiapatit 5 g hazırlamak. <ol><li> kalsiyum hidroksit 3.705 g ekleme500 mL deiyonize su ve 400 rpm&#39;de 1 saat için bir manyetik karıştırıcı plaka üzerinde karıştırılmıştır. </li><li> Ayrı bir kabta, 250 ml deiyonize su içinde fosforik asit (% 85) 3.459 g çözülür. </li></ol></li><li> yaklaşık 100 ml / s &#39;lik bir oranda karıştırma kalsiyum hidroksit süspansiyonu içine, fosfor çözeltisi dökülür. Parafilm (Bemis, ABD) ile beher örtün. </li><li> 400 rpm&#39;de 1 saat için karışmaya süspansiyon bırakın. </li><li> Karıştırıcı plakasından beher alın ve bir gecede yerleşmek bırakın. </li><li> Süpernatantı dökülmesi ve 500 ml deiyonize edilmiş su ilave edilmesi ve 400 rpm&#39;de 1 dakika için karıştırılmıştır süspansiyon yıkayın. Her yıkama arasında 2 saat olmak üzere toplam üç kez bu adımı tekrarlayın. </li><li> Gecede yerleşmek Nha süspansiyon bırakın. </li><li> Berrak yüzer madde uzaklaştırıldı dökün ve fırında 80 ° C&#39;de 60 ° C sıcaklıkta ayarlanmış bir kurutma yerleşmiş NHA süspansiyon yerleştirin. </li><li> Ne zaman kuru, bir akik havanda içine kurutulmuş Nha yerleştirin ve ince kadar eziyet. </li><li> pro 2,5 g10 ° C / dk&#39;lık bir rampa oranı ile, 2 saat boyunca 1000 ° C&#39;de bir alumina kroze sinter tozu sokulmaktadır NHA toz. Isıl işlemden sonra, fırında soğumaya NHA bırakın. </li><li> bir vakum desikatörde mağazası tozlar. </li></ol> Nano Hidroksiapatit 2. Karakterizasyonu <ol><li> X-ışını kırınımı (XRD) iletim modu diffraktometreler kullanarak <ol><li> Asetat film, poli (vinil alkol), az miktarda (örneğin yaklaşık 200 uL) (PVA) tutkal yerleştirin ve Ulusal Sağlık tozu küçük bir miktar (örneğin, en fazla 100 mg) ile karıştırılır. </li><li> Kuru kadar sıcak hava tabancası ile tedavi edin. </li><li> Cu K α radyasyon bir iletim modu X-ışını difraktometresi üzerine örnek tutucu ve yük haline örnek monte edin. </li><li> 10-70 ° &#39;lik bir 2θ aralığında, 40 kV ve 35 mA difraktometre ayarları kullanın. </li><li> Elde edilen XRD desenleri analiz edin. </li><li> Faz tanımlanması için aşağıdaki XRD kartlarını kullanın: Hidroksiapatit: 9-432. fosfat-trikalsiyum olan B: 04-014-2292. </li></ol></li><li> Transmisyon elektron mikroskobu (TEM) <ol><li> Bir Bijou&#39;nun tozun küçük bir miktar (örneğin, en az 10 mg) yerleştirin ve yaklaşık 3 ml etanol ilave edin. </li><li> 15 Ultra-ses dalgalarına maruz örneği - homojen bir süspansiyon kadar 30 dakika görülmektedir. </li><li> Karbon film ile 400 örgü bakır ızgara üzerine (1 mL yani daha az) bir çözelti, az miktarda Pipet ve kurutun. </li><li> 80 kV bir hızlandırma voltajı Image örnekleri. </li></ol></li><li> Malzeme ve Sheffield Hallam Üniversitesi Mühendislik Araştırma Enstitüsü (MERI) tarafından X-ışını floresans (XRF) hizmeti <ol><li> lityum tetraborat 8 g 0.8 g USH tozunu karıştırın. </li><li> 1,200 ° C ayarlanmış bir fırın kullanılarak platin-altın alaşımı potada karışımı eritin. </li><li> element bileşimini belirlemek için XRF spektrometre bileşke numunelerin analizörnekler. </li></ol></li><li> Fourier dönüşümü zayıflatılmış toplam yansıma modunda kızılötesi spektroskopi (FTIR-ATR) <ol><li> 4000 64 arkaplan taramaları gerçekleştirmek - 500 cm -1 4 cm-1 çözünürlükte. </li><li> Zayıflatılmış toplam yansıtıcılık modu adaptörü elmas üstünde NHA tozu küçük bir miktar (örneğin, en fazla 100 mg), koyun ve vidalı üst kullanarak elmas yüzeyi üzerine sıkıştırır. </li><li> 4000 32 taramaları gerçekleştirmek - 500 cm -1 4 cm çözünürlükte -1 örnek taramalardan çıkarılır arka plan taramaları ile. </li></ol></li></ol>

<ol>
	<li>Pasteris, J. D., Wopenka, B., Valsami-Jones, E. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Bone+and+tooth+mineralization:+why+apatite?.">Bone and tooth mineralization: why apatite?.</a> Elements. 4 (2), 97-104 (2008).</li><li>Carter, D. H., Hatton, P. V., Aaron, J. E. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=The+ultrastructure+of+slam-frozen+bone+mineral.">The ultrastructure of slam-frozen bone mineral.</a> Histochem. J. 29 (10), 783-793 (1997).</li><li>Wopenka, B., Pasteris, J. D. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=A+mineralogical+perspective+on+the+apatite+in+bone.">A mineralogical perspective on the apatite in bone.</a> Mater. Sci. Eng. 25 (2), 131-143 (2005).</li><li>Boskey, A. L. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Mineralization+of+bones+and+teeth.">Mineralization of bones and teeth.</a> Elements. 3 (6), 385-391 (2007).</li><li>Fox, K., Tran, P. A., Nhiem, T. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Recent+Advances+in+Research+Applications+of+Nanophase+Hydroxyapatite.">Recent Advances in Research Applications of Nanophase Hydroxyapatite.</a> ChemPhysChem. 13 (10), 2495-2506 (2012).</li><li>Neira, I. S., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=An+Effective+Morphology+Control+of+Hydroxyapatite+Crystals+via+Hydrothermal+Synthesis.">An Effective Morphology Control of Hydroxyapatite Crystals via Hydrothermal Synthesis.</a> Cryst. Growth. Des. 9 (1), 466-474 (2009).</li><li>Luo, P., Nieh, T. G. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Synthesis+of+ultrafine+hydroxyapatite+particles+by+a+spray+dry+method.">Synthesis of ultrafine hydroxyapatite particles by a spray dry method.</a> Mater. Sci. Eng. C. 3 (2), 75-78 (1995).</li><li>Wang, F., Li, M. S., Lu, Y. P., Qi, Y. X. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=A+simple+sol-gel+technique+for+preparing+hydroxyapatite+nanopowders.">A simple sol-gel technique for preparing hydroxyapatite nanopowders.</a> Mater. Lett. 59 (8-9), 916-919 (2005).</li><li>Cai, Y., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Role+of+hydroxyapatite+nanoparticle+size+in+bone+cell+proliferation.">Role of hydroxyapatite nanoparticle size in bone cell proliferation.</a> J. Mater. Chem. 17 (36), 3780-3787 (2007).</li><li>Catros, S., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Physico-chemical+and+biological+properties+of+a+nano-hydroxyapatite+powder+synthesized+at+room+temperature.">Physico-chemical and biological properties of a nano-hydroxyapatite powder synthesized at room temperature.</a> IRBM. 31 (4), 226-233 (2010).</li><li>Kumar, R., Prakash, K. H., Cheang, P., Khor, K. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Temperature+driven+morphological+changes+of+chemically+precipitated+hydroxyapatite+nanoparticles.">Temperature driven morphological changes of chemically precipitated hydroxyapatite nanoparticles.</a> Langmuir. 20 (13), 5196-5200 (2004).</li><li>Liu, H., Yazici, H., Ergun, C., Webster, T. J., Bermek, H. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=An+in+vitro+evaluation+of+the+Ca/P+ratio+for+the+cytocompatibility+of+nano-to-micron+particulate+calcium+phosphates+for+bone+regeneration.">An in vitro evaluation of the Ca/P ratio for the cytocompatibility of nano-to-micron particulate calcium phosphates for bone regeneration.</a> Acta. Biomater. 4 (5), 1472-1479 (2008).</li><li>Prakash, K. H., Kumar, R., Ooi, C. P., Cheang, P., Khor, K. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Apparent+solubility+of+hydroxyapatite+in+aqueous+medium+and+its+influence+on+the+morphology+of+nanocrystallites+with+precipitation+temperature.">Apparent solubility of hydroxyapatite in aqueous medium and its influence on the morphology of nanocrystallites with precipitation temperature.</a> Langmuir. 22 (26), 11002-11008 (2006).</li><li>Bianco, A., Cacciotti, I., Lombardi, M., Montanaro, L., Gusmano, G. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Thermal+stability+and+sintering+behaviour+of+hydroxyapatite+nanopowders.">Thermal stability and sintering behaviour of hydroxyapatite nanopowders.</a> J. Therm. Anal. Calorim. 88 (1), 237-243 (2007).</li><li>Brito Lopes, J. C., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Production+method+for+calcium+phosphate+nano-particles+with+high+purity+and+their+use.">Production method for calcium phosphate nano-particles with high purity and their use.</a> WO2008/007992A2. , (2008).</li><li>Gentile, P., Wilcock, C. J., Miller, C. A., Moorehead, R., Hatton, P. V. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Process+optimisation+to+control+the+physico-chemical+characteristics+of+biomimetic+nanoscale+hydroxyapatites+prepared+using+wet+chemical+precipitation.">Process optimisation to control the physico-chemical characteristics of biomimetic nanoscale hydroxyapatites prepared using wet chemical precipitation.</a> Materials. 8 (5), 2297-2310 (2015).</li><li>Gibson, I. R., Bonfield, W. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Novel+synthesis+and+characterization+of+an+AB-type+carbonate-substituted+hydroxyapatite.">Novel synthesis and characterization of an AB-type carbonate-substituted hydroxyapatite.</a> J. Biomed. Mater. Res. 59 (4), 697-708 (2002).</li><li>Koutsopoulos, S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Synthesis+and+characterization+of+hydroxyapatite+crystals:+a+review+study+on+the+analytical+methods.">Synthesis and characterization of hydroxyapatite crystals: a review study on the analytical methods.</a> J. Biomed. Mater. Res. 62 (4), 600-612 (2002).</li><li>Deng, Y., Sun, Y., Chen, X., Zhu, P., Wei, S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Biomimetic+synthesis+and+biocompatibility+evaluation+of+carbonated+apatites+template-mediated+by+heparin.">Biomimetic synthesis and biocompatibility evaluation of carbonated apatites template-mediated by heparin.</a> Mater. Sci. Eng. C.-Mater. Biol. Appl. 33 (5), 2905-2913 (2013).</li><li>Gibson, I. R., Rehman, I., Best, S. M., Bonfield, W. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Characterization+of+the+transformation+from+calcium-deficient+apatite+to+beta-tricalcium+phosphate.">Characterization of the transformation from calcium-deficient apatite to beta-tricalcium phosphate.</a> J. Mater. Sci.-Mater. M. 11 (9), 533-539 (2000).</li><li>Siddharthan, A., Seshadri, S. K., Kumar, T. S. S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Microwave+accelerated+synthesis+of+nanosized+calcium+deficient+hydroxyapatite.">Microwave accelerated synthesis of nanosized calcium deficient hydroxyapatite.</a> J. Mater. Sci.-Mater. M. 15 (12), 1279-1284 (2004).</li><li>Yubao, L., Klein, C., Dewijn, J., Vandemeer, S., Degroot, K. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Shape+change+and+phase-transition+of+needle-like+nonstoichiometric+apatite+crystals.">Shape change and phase-transition of needle-like nonstoichiometric apatite crystals.</a> J. Mater. Sci.-Mater. M. 5 (5), 263-268 (1994).</li><li>Prieto Valdes, J. J., Ortiz Lopez, J., Rueda Morales, G., Pacheco Malagon, G., Prieto Gortcheva, V. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Fibrous+growth+of+tricalcium+phosphate+ceramics.">Fibrous growth of tricalcium phosphate ceramics.</a> J. Mater. Sci.-Mater. M. 8 (5), 297-301 (1997).</li><li>Bouyer, E., Gitzhofer, F., Boulos, M. I. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Morphological+study+of+hydroxyapatite+nanocrystal+suspension.">Morphological study of hydroxyapatite nanocrystal suspension.</a> J. Mater. Sci.-Mater. M. 11 (8), 523-531 (2000).</li><li>Wilcock, C. J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=.">.</a> The development of nanostructured calcium phosphate biomaterials for bone tissue regeneration PhD thesis. , (2015).</li><li>Khalid, M., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Effect+of+surfactant+and+heat+treatment+on+morphology,+surface+area+and+crystallinity+in+hydroxyapatite+nanocrystals.">Effect of surfactant and heat treatment on morphology, surface area and crystallinity in hydroxyapatite nanocrystals.</a> Ceram. Int. 39 (1), 39-50 (2013).</li><li>Reyes-Gasga, J., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=XRD+and+FTIR+crystallinity+indices+in+sound+human+tooth+enamel+and+synthetic+hydroxyapatite.">XRD and FTIR crystallinity indices in sound human tooth enamel and synthetic hydroxyapatite.</a> Mater. Sci. Eng. C.-Mater. Biol. Appl. 33 (8), 4568-4574 (2013).</li><li>Tampieri, A., Celotti, G., Landi, E. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=From+biomimetic+apatites+to+biologically+inspired+composites.">From biomimetic apatites to biologically inspired composites.</a> Anal. Bioanal. Chem. 381 (3), 568-576 (2005).</li><li>Boanini, E., Gazzano, M., Bigi, A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Ionic+substitutions+in+calcium+phosphates+synthesized+at+low+temperature.">Ionic substitutions in calcium phosphates synthesized at low temperature.</a> Acta. Biomater. 6 (6), 1882-1894 (2010).</li><li>Elliott, J. C. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=.">.</a> Structure and Chemistry of the Apatites and Other Calcium Orthophosphates. , 260 (1994).</li><li>Wilcock, C. J., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Preparation+and+Antibacterial+Properties+of+Silver-doped+Nanoscale+Hydroxyapatite+Pastes+for+Bone+Repair+and+Augmentation.">Preparation and Antibacterial Properties of Silver-doped Nanoscale Hydroxyapatite Pastes for Bone Repair and Augmentation.</a> J. Biomed. Nanotechnol. , (2017).</li><li>Cox, S. C., Jamshidi, P., Grover, L. M., Mallick, K. K. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Preparation+and+characterisation+of+nanophase+Sr,+Mg,+and+Zn+substituted+hydroxyapatite+by+aqueous+precipitation.">Preparation and characterisation of nanophase Sr, Mg, and Zn substituted hydroxyapatite by aqueous precipitation.</a> Mater. Sci. Eng. C. 35, 106-114 (2014).</li></ol>

Yazarlar ifşa hiçbir şey yok.

Doğal bir apatit Ca 10 xy yaklaşık kimyasal formül [(HPO 4) (PO4)] 6-X (CO3) y (OH) 2-X ile stoikiometrik olmayan gazlı hidroksiapatit nano ölçekli parçacıklardan oluşur. yakın kimyasal benzerliği olan biyomalzemelerin üretimi doğal olarak oluşan mineral optimum biyolojik yanıtları teşvik etmek bildirilmiştir için. Örneğin, biomimetik kalsiyum eksikliği gazlı NHA ile ilgili araştırmalar geleneksel NHA 19 göre daha büyük bir dereceye kadar çoğalmasını ve murin preosteoblast hücrelerinin alkalin fosfataz aktivitesi stimüle edebilmektedir göstermiştir. Bu çalışmada, 1000 ° C (Şekil 2), kısmi ısıl bozulma göstermiştir HA çöktürme kalsiyum eksikliği HA oluşumunu göstermiştir. T (XRF verileri ile elde edilen P oranı (1.63): Bu stokiyometrik Ca daha düşük tarafından desteklenenmümkün 1). P oranı daha düşük bir termal stabilite 20, 21, 22, 23 ile bağlantılıdır: azaltılmış Ca anlaşılmaktadır. Bu yöntemde, fosforik asit çözeltisi hızla eklenmesi hızlı Reaksiyon süspansiyonun pH&#39;ı HPO 4 iyonları oluşturmak için düşürdü. HPO varlığı 4 grup molekül formülü ile, kalsiyum eksikliği HA çökelmesini kolaylaştırdı: sonuç 10-X (HPO 4) x (PO 4) 6-X (OH) 2-X, burada, 0 &lt;x &lt;1. fosforik asit hızla eklenmesi bu nedenle reaksiyonun çöktürme kinetikleri üzerinde bariz bir etkisi olmuştur. Daha önce tarif edildiği gibi, oda sıcaklığında gerçekleştirilir, kalsiyum hidroksit ve fosforik asit içeren titrasyon reaksiyonlar yüksek bir görünüm oranı 13 olan parçacıklar elde etmek üzere eğiliminde. titratio içinn, bu reaktanların içeren reaksiyonlar, biyolojik apatit 13 daha benzer bir daha düşük en boy oranına sahip parçacıkları üretmek için yüksek bir sıcaklıkta kullanmak gerekliydi. Kristal çekirdeklenme hızı kristal büyüme oranından 24 daha yavaş olduğu zaman yüksek boy oranı parçacıklar üretilmektedir. Bu çalışmada geliştirilen yeni yöntem için, fosforik asit çözeltisi hızlı bir şekilde eklenmesi daha büyük bir en boy oranına sahip daha az partiküllere zıt olarak küçük yuvarlak partiküllerin yüksek mevcudiyetinde sonuçlanan çekirdeklenme alanları daha büyük bir sayı temin olabilir. Yazarlar, tam olarak yavaş tutarlı sonuçlar elde etmek için, bir kalsiyum hidroksit süspansiyonu içine fosforik asit dökme etkileri incelenmemiştir gibi fosforik asitin bir video (yaklaşık 100 mL / gösterilene ile orantılı bir hızda boşaltılır tavsiye s). Bu yöntemin geliştirilmesi sırasında, yazarlar invPrakash ve arkadaşları göre Ulusal Sağlık hazırlama yöntemine artan bir dizi değişiklik estigated. Yavaş titrasyon ve fosforik asit çözeltisi 25 hızlı ilavesi ile üretilen ürünlerin karşılaştırılması da dahil olmak üzere 13. Kalsiyum hidroksit süspansiyonu içine fosforik asidin yavaş titrasyon kalsiyum hidroksit kalıntısıyla bir ürün ile sonuçlandığı bulunmuştur. Biz fosforik asit hızlı ilave kaynaklanan pH değişikliği kalsiyum hidroksit çözülmesini teşvik ve bu nedenle hidroksiapatit içine reaktantların başarılı bir dönüşüm için izin öneriyoruz. bir ürün karşılaştırmasının oda ve yüksek sıcaklıklarda (60 ° C) hızla bir karıştırma yöntemi kullanarak hazırlanan Reaksiyon tamamlandıktan sonra yüksek bir sıcaklık daha yüksek bir iletkenliğe neden olduğu bulunmuştur. Bu artık kalsiyum hidroksit nedeniyle kalsiyum hidroksit düşük çözünürlüğü için olması muhtemel olan mevcut olduğunu göstermiştirartan sıcaklıklar. Bu bileşiğin temel doğası biyouyumluluk tehlikeye kalıntı kalsiyum hidroksit varlığı arzu oldu. FTIR HA (Şekil 3) ile ilişkili karakteristik fosfat ve hidroksil grubu aktivitesini tespit edildi. Sinterlenmiş ürünün spektrumu keskin Fosfat ve hidroksil tepe gösterdiği tespit edilmiştir. Bu değişiklikler, daha büyük bir ürün kristallikte 26, karbonat iyonları, fosfat grupları için ikame edilmiş olan B-tipi karbonat ikamesi için kanıt sağladı 27 .bir sinterlenmemiş spektrumu ile ilişkilendirilmiştir. Bu karbonat iyonları hidroksil grupları 17 yerine kullanılabilir A tipi ikame aksine bulunmaktadır. B tipi karbonat ikamesi, biyolojik apatit 3 meydana geldiği bildirilmiştir. Bununla birlikte, Tampieri ve ark. iken B-tipi ikame predomin olduğunu bildirdikarınca genç kemiklerde, A-tipi karbonat ikame yaşlı bireylerde 28 kemikleri giderek mevcuttu. Karbonat değiştirme çözünürlüğünü artırmak iken NHA kristalliği ve ısı kararlılığını azaltmamaktadır bulunmuştur. Bu değişiklikler, karbonat-ikame edilmiş HA 29 artmış biyo katkıda önerilmiştir. Biyolojik HA, magnezyum, sodyum ve stronsiyum 30 olarak XRF analizi (Tablo 1) &#39;de kaydedilen diğer elemanların, bazı içeren bilinmektedir. Bu unsurların mevcudiyeti, biyolojik etki artan katkıda bulunabilir. Gelecekteki çalışmalar, gümüş katkılı Nha 31 artmış biofunctionality ile de ürünlerini bu nano ikame apatit hazırlanması yönelik ve yapılmalıdır. ikame edilmiş NHA hazırlamak için, eleman substitut amaçlanan elemanının karşılık gelen bir azaltma ile birlikte dahil edilebilire, örneğin, stronsiyum, magnezyum ya da çinko değiştirme 32 denenir kalsiyum bileşiğinin miktarında bir azalma olur. Alternatif olarak, başka bir yaklaşım mutlaka HA kristal kafes 31 içine eleman yerine niyetinde olmadan Nha yüzeyinde mevcut olan &#39;katkılı&#39; iyonları sağlama niyetiyle öğeler eklemek olabilir. yöntem, bu değişiklikler için, kalsiyum hidroksit ve gümüş nitrat gibi karışık solüsyonlar hazırlamak için, burada tarif edildiği gibi aynı şekilde, reaksiyon dışına taşıması da mümkündür. Sonuç olarak, bu kağıt Biyolojik Tabanlı Akıllı NHA hazırlanması için yeni bir hızlı ve büyük ölçüde geliştirilmiş bir yöntem rapor eder. Bu yöntem için, kimyasalların hızlı karıştırma reaksiyonları tipik dikkatli izlenmesi saat gerektiren titrasyonları oranla, zaman içinde belirgin bir azalma olduğunu az 5 saniye sürer. Bu BIOMAT kullanım için büyük bir potansiyele sahiperial gelişme nedeniyle göreceli basitliği ve doğal uzun araştırma ve geliştirme süreleri mevcut ticari sistemler sonuçların karmaşıklığı ve büyük ölçüde üretim maliyetlerini artmış şu anda kullanılan endüstriyel Nha imalat yöntemleri ile karşılaştırıldığında düşük maliyetli. Özellikle, bu yeni yöntem, sürekli akış süreçleri ya da önemli ölçüde daha düşük start-up ekipman yatırım gereksinimleri nedeniyle hidrotermal tekniklerine üstündür.

sipariş hastaların yaşam kalitesini artırmak için ve küresel yaşlanma nüfusun sağlık yükünü azaltmak için geliştirilmiş işlevselliği ile gelişmiş biyomateryaller için büyük bir klinik ihtiyaç vardır. Hidroksiapatit yaygın nedeniyle iyi biyolojik uyumluluk için uzun yıllar tıbbi uygulamalarda kullanılmaktadır. Son zamanlarda, özellikle tıp ve diş hekimliğinde mineralize doku rejenerasyonu için, nano hidroksiapatit kullanımı (NHA) artan bir ilgi olmuştur. Kemik ve diş minesinin bulunan mineral, kalsiyum eksikliği, çok ikame nano hidroksiapatit olduğunu. Biyolojik USH trombositlerin boyutu için tahminler olgunlaşmamış kemik 2&#39;de açıklanan daha küçük yapıları ile, 50 nm x 30 nm x 2 nm 1 boyutlarını rapor. Buna karşın bir diş minesinin mineral uzunluğu ve genişliği, 3, 4, her iki kemik dokusunda bulunan daha 10 ila 100 kat daha büyüktür. sentetik NHA<html> Biz gelişmiş performans ile tıbbi teknolojilere doğal malzemelerin özelliklerine ilişkin gözlemlerini çevirmek isteyen olarak, daha iyi Biyolojik Tabanlı Akıllı Vadeli ziyade biomimetic olabilir. Doğal mineral 5 olarak meydana gelen Biyolojik Tabanlı Akıllı NHA benzerliğinden ötürü kemik ve diş dokusu yenilenmesi uygulamalarda daha uygun olabilir öne sürülmüştür. Hidrotermal 6, sprey kurutma 7 ve sol-jel 8 teknikleri de dahil olmak üzere NHA hazırlamak için bildirilmiştir çeşitli yöntemler vardır. Bunlardan, ıslak çöktürme yöntemi NHA üretimi için nispeten uygun olarak kabul edilmektedir. Kalsiyum ve fosfor kimyasal öncüler 9, 10, 11 karıştırma geçme NHA ıslak çöktürme yöntemleri genel olarak, bir titrasyon aşamasını içerirref &quot;&gt; 12, 13, 14. Bununla birlikte, bu yaklaşımlar, pahalı bir tertibat için ihtiyaç ile bazı durumlarda birleştirilmiş uzun ve karmaşık işlemler de dahil olmak üzere bir dizi dezavantaja ile ilişkilidir. Ticari üretim Patent karmaşık reaktör tarif ile daha da karmaşık olabilir yüksek kaliteli tıbbi dereceli NHA 15 imalatı. Buna rağmen, kalsiyum hidroksit ve fosforik asit arasındaki nötrleştirme tepkimesi nedeniyle yan ürünler zehirli kimyasal olmaması avantajlıdır. işleme koşulları ve Nha Ürün morfolojisi arasındaki ilişki yavaş titrasyon reaksiyonları için rapor edilmiştir. Özellikle, kalsiyum hidroksit ve fosforik asit içeren titrasyon yöntemleri için, yüksek bir sıcaklıkta, bir düşük en-boy oranı 13 olan partiküllerin hazırlanmasını tercih ortaya çıktı. Bu çalışma Gen önemli ölçüde genişletildikaro ve diğ. Yöntemleri geniş bir yelpazede Nha ürünlerin kalitesi üzerine sıcaklık ve diğer işleme koşulları arasındaki ilişkiyi göstermiştir 16. O Prakash 13 yaş kimyasal çöktürme yöntemi en kaliteli ürünleri yapılmış olduğu sonucuna, ancak sonuçlar teknik olarak zor ve yavaş / karıştırma süreçleri bağımlı olduğu unutulmamalıdır. Orijinal Prakash titrasyon adım bir saat boyunca sürer. Ancak, daha uzun titrasyon kat daha büyük toplu hazırlanacak için gerekli olabilir. sıcaklık gibi çeşitli faktörlere etkisi artık karmaşıklığı azaltarak neredeyse hiç ilgi yönelik olmuştur, yoğun çalışılan ve titrasyon tabanlı yöntemler gerçekleştirmek için gereken zamanı ilişkilendirilmiştir ise, özetlemek için. Bu çalışmanın amacı, bir Biyolojik Tabanlı Akıllı Nha üretiminde hızlı bir karışım yaklaşımı uygulanarak etkilerini araştırmak amacıyla bu nedenle oldu, ve tam characteriElde edilen malzeme ze. Eğer başarılı olursa, basitleştirilmiş hızlı karışım yaklaşımı üretim maliyetleri önemli ölçüde kalite oluşan olmadan azaltılabilir hem laboratuvar araştırmacılar ve endüstri için büyük yararlar olurdu.

<table><tbody><tr><td>Calcium hydroxide (purity of &amp;ge; 96%)</td><td>Sigma Aldrich UK</td><td>31219</td><td>Good laboratory practise should be used at all times including the use of appropriate personal protective equipment.</td></tr><tr><td>Phosphoric acid (85%)</td><td>Sigma Aldrich UK</td><td>345245</td><td>Safety goggles and a faceshield should be used when handling this product (see safety data sheet from Sigma Aldrich for further information).</td></tr><tr><td>STOE IP X-ray diffractometer</td><td>Phillips</td><td></td><td></td></tr><tr><td>International centre for diffraction data (ICDD) PDF4+ database</td><td>International Centre for Diffraction Data</td><td></td><td></td></tr><tr><td>Holey carbon films on 300 mesh grids</td><td>Agar Scientific</td><td>S147-3H&amp;nbsp;</td><td></td></tr><tr><td>Tecnai G2 Spirit transmission electron microscope</td><td>FEI</td><td></td><td></td></tr><tr><td>Lithium tetraborate</td><td>ICPH, Malz&amp;eacute;ville, France</td><td></td><td></td></tr><tr><td>PW2440 XRF spectrometer&amp;nbsp;</td><td>Philips</td><td></td><td></td></tr><tr><td>ThermoScientific Nikolett Spectrometer</td><td>Unicam Ltd</td><td></td><td></td></tr></tbody></table>

rapid mix preparation of bioinspired nanoscale hydroxyapatite for biomedical applications

Hidroksiapatit (HA) yaygın nedeniyle iyi biyouyumluluk ve osteoconductivity bir tıbbi seramik olarak kullanılmıştır. Son zamanlarda Biyolojik Tabanlı Akıllı nano hidroksiapatit (NHA) kullanımına ilişkin ilgi olmuştur. Ancak, biyolojik apatit kalsiyum eksikliği ve karbonat-ikameli bir nano ölçekli platelet benzeri morfolojisi olan olarak bilinir. Biyolojik Tabanlı Akıllı Nhà nedeniyle kemik ve diş minesi mineral olan benzerliği optimal kemik doku yenilenmesini teşvik potansiyeline sahiptir. yöntemlerin birçoğu şu anda laboratuvarda ve ticari hem Nha imal uzun süreçleri ve karmaşık donanım dahil etmek için kullanılır. Bu nedenle, bu çalışmanın amacı, yüksek kaliteli Biyolojik Tabanlı Akıllı Nha hazırlamak için hızlı ve güvenilir bir yöntem geliştirmekti. geliştirilmiş hızlı karıştırma yöntemi, kalsiyum hidroksit ve fosforik asit içeren bir asit-baz reaksiyonu göre hesaplanır. Kısaca, bir fosforik asit solüsyonu karıştırma işlemi, yıkama ve ardından bir kalsiyum hidroksit solüsyonu içine döküldükurutma aşamaları. toplu bir kısmı ürünlerin yüksek sıcaklık stabilitesinin araştırılması amacıyla 2 saat boyunca 1000 ° C&#39;de sinterlenmiştir. X-ışını kırınım analizi, kalsiyum eksikliği HA için tipik olan yüksek sıcaklık işlem sonrası fosfat-trikalsiyum p olan termal bozulma göstermiştir HA başarıyla oluşumunu gösterdi. Spektroskopisi çökelen ürün karbonat gruplarının mevcudiyetini göstermiştir. NHA parçacıklar biyolojik apatit boyutlarına yakın bir 50 x 30 nm, yaklaşık boyutları, bir düşük en-boy oranına sahip. Biyolojik apatit gibi 1.67 stoikiometrik HA oranı daha düşüktür 1.63 P molar oranı: malzeme, aynı zamanda, bir Ca eksikliği kalsiyum oldu. Bu yeni yöntem, bu nedenle, uzun titrasyonları ve karmaşık ekipmanlar için ihtiyaç üstesinden Biyolojik Tabanlı Akıllı NHA imalatı için güvenilir ve çok daha uygun bir işlemdir. Elde edilen Biyolojik Tabanlı Akıllı HA ürünü çok çeşitli kullanım için uygundurtıbbi ve tüketici sağlığı uygulamaları.

<html> XRD modelleri (Şekil 2) nispeten küçük bir kristalit boyutuna ve / veya amorf niteliğini gösteren geniş tepe noktaları olan saf HA faz çökelmesini göstermiştir. yüksek sıcaklık sinterleme sonrası, β-trikalsiyum fosfat (β-TCP) HA bir ana faz ile birlikte, tespit edildi. Kırılma tepe takımları, tam genişlikte yarı maksimum yani bir azalma, sinterlemeden sonra kristalit boyutunda bir artış gösterdi. <img alt="şekil 2" src="/files/ftp_upload/55343/55343fig2.jpg" /> Ürünlerin Şekil 2. Kristal faz analizi. X-ışını kırınımı (XRD) 2 saat için 1000 ° C&#39;de sinterlenmiş sinterlenmemiş nano hidroksiapatit (NHA) tozu ve Nha toz desenleri. Tepe etiketler: ▼ β-trikalsiyum fosfat zirveleri ■ hidroksiapatit zirveleri.ge.jpg &quot;target =&quot; _ blank &quot;&gt; bu rakamın daha büyük bir versiyonunu görmek için lütfen buraya tıklayınız. FTIR-ATR spektrumu (Şekil 3) karakteristik fosfat ve hidroksil gruplarından 17, 18 ile HA fazının oluşumunu teyit etmiştir. Aşağıda ayrıntılı olarak bantlar ayrıldı: 3750 cm-1 (OH - streç OH ν); 1.086 ve 1.022 cm-1 (PO4 3- ν 3); 962 cm-1 (PO4 3- ν 1); 630 cm-1 (OH - serbestlenmesi OH δ); 600 ve 570 cm-1 (ν 3- 4 PÇ 4). Şöyle sinterlenmemiş örneğinde ek pik ayrıldı: 3.400 cm-1 (abzorbe ettiği su molekülleri) etrafında geniş tepe noktası; 1.455 ve 1.410 cm-1 (CO 3 2- ν 3); 880 cm <sup&gt; -1 (2- ν 2 CO 3). sinterlenmemiş toz gözlenen emilen su ve karbonat grupları yüksek sıcaklık sinterleme aşamasında çıkarıldı. sinterleme işlemi de mesafe çukur daha büyük bir zirve ile tezahür etmiş hidroksil ve fosfat bantları bilenmiş. <img alt="Şekil 3," src="/files/ftp_upload/55343/55343fig3.jpg" /> Şekil 3. ürün Kızılötesi spektrumları. Fourier 2 saat boyunca 1.000 ° C&#39;de sinterlenmiş sinterlenmemiş nano hidroksiapatit (NHA) tozu ve Nha tozu zayıflatılmış toplam yansıma modu (FTIR-ATR) spektrumları kızılötesi dönüşümü. <a href="http://ecsource.jove.com/files/ftp_upload/55343/55343fig3large.jpg" target="_blank">Bu rakamın büyük halini görmek için lütfen buraya tıklayınız.</a> TEM görüntüleri (Şekil 4) nano ölçekli parçacıklar zekâ oluşumunu gösterdi50 nm h yaklaşık boyutları 30 nm. parçacıklar etrafında 1.7 gibi düşük bir boy oranı (partikül uzunluğu / parçacık genişlik) vardı. Nano ölçekli ürün boyutu ve şekli, biyolojik apatit 1 &#39;e benzer boyutları idi. <img alt="Şekil 4," src="/files/ftp_upload/55343/55343fig4.jpg" /> Şekil 4. Ürünün Nanoölçek morfolojisi. Nano ölçekli hidroksiapatit (NHA) transmisyon elektron mikrograflan (TEM), iki büyütmelerde hızlı karıştırma yöntemi kullanılarak hazırlandı. <a href="http://ecsource.jove.com/files/ftp_upload/55343/55343fig4large.jpg" target="_blank">Bu rakamın büyük halini görmek için lütfen buraya tıklayınız.</a> XRF (Tablo 1) Nha tozu kantitatif kimyasal analiz kalsiyum izin: stokiyometrik HA biraz daha düşüktür olan fosfor oranı 1.63 olarak hesaplanacak yüklenebileceğini1.67 fosfor oranı: h kalsiyum vardır. XRF da kaydedildi diğer elemanların sadece eser miktarda NHA ürünün yüksek saflık gösterdi. <table border="1" fo:keep-together.within-page="1" fo:keep-with-next.within-page="always"><tbody><tr><td> bileşik </td><td> Ağırlık % </td></tr><tr><td> CaO </td><td> 51.52 </td></tr><tr><td> P 2 O 5 </td><td> 39.89 </td></tr><tr><td> MgO </td><td> 0.46 </td></tr><tr><td> Na 2 O </td><td> 0.13 </td></tr><tr><td> Y2 O 3 </td><td> 0.07 </td></tr><tr><td> Al 2 O 3 </td><td> 0.03 </td></tr><tr><td> SiO 2 </td><td> 0.03 </td></tr><tr><td> Mn 3 O 4 </td><td> 0.03 </td></tr><tr><td> SrO </td><td> 0.02 </td></tr><tr><td> TiO2 </td><td> 0.01 </td></tr></tbody></table>Ürünün eep-together.within-page = &quot;1&quot;&gt; Tablo 1. Kantitatif kimyasal analiz. sinterlenmemiş NHA toz X-ışını floresans (XRF) sonuçlar ağırlık olarak&gt;% 99 saflık gösterdi.

Watch this Scientific Journal Video about Rapid Mix Preparation of Bioinspired Nanoscale Hydroxyapatite for Biomedical Applications at JoVE.com

Rapid Mix Preparation of Bioinspired Nanoscale Hydroxyapatite for Biomedical Applications

Bu kağıt, yüksek kaliteli Biyolojik Tabanlı Akıllı nano hidroksiapatit çabuk imalatı için yeni bir yöntem tarif eder. Bu biyomateryali ortopedi, kraniofasyal cerrahi ve diş hekimliğinde klinik uygulamalar için yenilikçi tıbbi cihazlar geniş bir yelpazede üretiminde büyük önem taşımaktadır.

Biyomedikal Uygulamalar için Biyolojik Tabanlı Akıllı Nano Hidroksiapatit Rapid Mix Hazırlanması

Hydroxyapatite (HA) has been widely used as a medical ceramic due to its good biocompatibility and osteoconductivity. Recently there has been interest ...

rapid-mix-preparation-bioinspired-nanoscale-hydroxyapatite-for

Universidad de Cartagena UDEC

Research

JoVE Journal

Bioengineering

19.2K Görüntüleme.  University of Sheffield.  Bu kağıt, yüksek kaliteli Biyolojik Tabanlı Akıllı nano hidroksiapatit çabuk imalatı için yeni bir yöntem tarif eder. Bu biyomateryali ortopedi, kraniofasyal cerrahi ve diş hekimliğinde klinik uygulamalar için yenilikçi tıbbi cihazlar geniş bir yelpazede üretiminde büyük önem taşımaktadır. 

Video: Rapid Mix Preparation of Bioinspired Nanoscale Hydroxyapatite for Biomedical Applications

Development of Amelogenin-chitosan Hydrogel for In Vitro Enamel Regrowth with a Dense Interface

Biomimetic enamel reconstruction is a significant topic in material science and dentistry as a novel approach for the treatment of dental caries or erosion. Amelogenin has been proven to be a critical protein for controlling the organized growth of apatite crystals. In this paper, we present a detailed protocol for superficial enamel reconstruction by using a novel amelogenin-chitosan hydrogel. Compared to other conventional treatments, such as topical fluoride and mouthwash, this method not only has the potential to prevent the development of dental caries but also promotes significant and durable enamel restoration. The organized enamel-like microstructure regulated by amelogenin assemblies can significantly improve the mechanical properties of etched enamel, while the dense enamel-restoration interface formed by an in situ regrowth of apatite crystals can improve the effectiveness and durability of restorations. Furthermore, chitosan hydrogel is easy to use and can suppress bacterial infection, which is the major risk factor for the occurrence of dental caries. Therefore, this biocompatible and biodegradable amelogenin-chitosan hydrogel shows promise as a biomaterial for the prevention, restoration, and treatment of defective enamel.

Development of Amelogenin-chitosan Hydrogel for In Vitro Enamel Regrowth with a Dense Interface

In this article, we describe a protocol for fabricating an amelogenin-chitosan hydrogel for superficial enamel reconstruction. Organized in situ growth of apatite crystals in the hydrogel formed a dense enamel-restoration interface, which will improve the effectiveness and durability of restorations.

Için Amelogenin-kitosan hidrojelin geliştirilmesi<em&gt; In Vitro</emBir Yoğun Arayüzü ile&gt; Emaye büyütme

Biomimetic enamel reconstruction is a significant topic in material science and dentistry as a novel approach for the treatment of dental caries or ...

Biyomühendislik

Preparation of Functional Silica Using a Bioinspired Method

The goal of the protocols described herein is to synthesize bioinspired silica materials, perform enzyme encapsulation therein, and partially or totally purify the same by acid elution. By combining sodium silicate with a polyfunctional bioinspired additive, silica is rapidly formed at ambient conditions upon neutralization. 
The effect of neutralization rate and biomolecule addition point on silica yield are investigated, and biomolecule immobilization efficiency is reported for varying addition point. In contrast to other porous silica synthesis methods, it is shown that the mild conditions required for bioinspired silica synthesis are fully compatible with the encapsulation of delicate biomolecules. Additionally, mild conditions are used across all synthesis and modification steps, making bioinspired silica a promising target for the scale-up and commercialization as both a bare material and active support medium.
The synthesis is shown to be highly sensitive to conditions, i.e., the neutralization rate and final synthesis pH, however tight control over these parameters is demonstrated through the use of auto titration methods, leading to high reproducibility in reaction progression pathway and yield. 
Therefore, bioinspired silica is an excellent active material support choice, showing versatility towards many current applications, not limited to those demonstrated here, and potency in future applications.

Here, we present a protocol to synthesize bioinspired silica materials and immobilize enzymes therein. Silica is synthesized by combining sodium silicate and an amine &#39;additive&#39;, which neutralize at a controlled rate. Material properties and function can be altered either by in situ enzyme immobilization or post-synthetic acid elution of encapsulated additives.

Fonksiyonel silis Bioinspired yöntemiyle hazırlanması

The goal of the protocols described herein is to synthesize bioinspired silica materials, perform enzyme encapsulation therein, and partially or totally ...

Kimya

Distinctive Capillary Action by Micro-channels in Bone-like Templates can Enhance Recruitment of Cells for Restoration of Large Bony Defect

Without an active, thriving cell population that is well-distributed and stably anchored to the inserted template, exceptional bone regeneration does not occur. With conventional templates, the absence of internal micro-channels results in the lack of cell infiltration, distribution, and inhabitance deep inside the templates. Hence, a highly porous and uniformly interconnected trabecular-bone-like template with micro-channels (biogenic microenvironment template; BMT) has been developed to address these obstacles. The novel BMT was created by innovative concepts (capillary action) and fabricated with a sponge-template coating technique. The BMT consists of several structural components: inter-connected primary-pores (300-400 &#181;m) that mimic pores in trabecular bone, micro-channels (25-70 &#181;m) within each trabecula, and nanopores (100-400 nm) on the surface to allow cells to anchor. Moreover, the BMT has been documented by mechanical test study to have similar mechanical strength properties to those of human trabecular bone (~3.8 MPa)12.
The BMT exhibited high absorption, retention, and habitation of cells throughout the bridge-shaped (&#928;) templates (3 cm height and 4 cm length). The cells that were initially seeded into one end of the templates immediately mobilized to the other end (10 cm distance) by capillary action of the BMT on the cell media. After 4 hr, the cells homogenously occupied the entire BMT and exhibited normal cellular behavior. The capillary action accounted for the infiltration of the cells suspended in the media and the distribution (active migration) throughout the BMT. Having observed these capabilities of the BMT, we project that BMTs will absorb bone marrow cells, growth factors, and nutrients from the periphery under physiological conditions.
The BMT may resolve current limitations via rapid infiltration, homogenous distribution and inhabitance of cells in large, volumetric templates to repair massive skeletal defects.

A step-by-step generic process to create a bone-like template with engineered micro-channels is presented. High absorption and retention capabilities of the template are demonstrated by capillary action via micro-channels.

Mikro-kanallar tarafından Distinctive Kılcal Eylem Bone gibi şablonları Büyük Kemikli Defekt Restorasyon Hücreleri İşe Alım geliştirin edebilirsiniz

Without an active, thriving cell population that is well-distributed and stably anchored to the inserted template, exceptional bone regeneration does not ...

Fabrication of Mechanically Tunable and Bioactive Metal Scaffolds for Biomedical Applications

Biometal systems have been widely used for biomedical applications, in particular, as load-bearing materials. However, major challenges are high stiffness and low bioactivity of metals. In this study, we have developed a new method towards fabricating a new type of bioactive and mechanically reliable porous metal scaffolds-densified porous Ti scaffolds. The method consists of two fabrication processes, 1) the fabrication of porous Ti scaffolds by dynamic freeze casting, and 2) coating and densification of the porous scaffolds. The dynamic freeze casting method to fabricate porous Ti scaffolds allowed the densification of porous scaffolds by minimizing the chemical contamination and structural defects. The densification process is distinctive for three reasons. First, the densification process is simple, because it requires a control of only one parameter (degree of densification). Second, it is effective, as it achieves mechanical enhancement and sustainable release of biomolecules from porous scaffolds. Third, it has broad applications, as it is also applicable to the fabrication of functionally graded porous scaffolds by spatially varied strain during densification.

Bioactive and mechanically reliable metal scaffolds have been fabricated through a method which consists of two processes, dynamic freeze casting for the fabrication of porous Ti, and coating and densification of the Ti scaffolds. The densification process is simple, effective and applicable to the fabrication of functionally graded scaffolds.

Biyomedikal Uygulamalar için Mekanik ayarlanabilir ve Biyoaktif Metal iskelelerinin Fabrikasyon

Biometal systems have been widely used for biomedical applications, in particular, as load-bearing materials. However, major challenges are high stiffness ...

Synthesis of Keratin-based Nanofiber for Biomedical Engineering

Electrospinning, due to its versatility and potential for applications in various fields, is being frequently used to fabricate nanofibers. Production of these porous nanofibers is of great interest due to their unique physiochemical properties. Here we elaborate on the fabrication of keratin containing poly (&#949;-caprolactone) (PCL) nanofibers (i.e., PCL/keratin composite fiber). Water soluble keratin was first extracted from human hair and mixed with PCL in different ratios. The blended solution of PCL/keratin was transformed into nanofibrous membranes using a laboratory designed electrospinning set up. Fiber morphology and mechanical properties of the obtained nanofiber were observed and measured using scanning electron microscopy and tensile tester. Furthermore, degradability and chemical properties of the nanofiber were studied by FTIR. SEM images showed uniform surface morphology for PCL/keratin fibers of different compositions. These PCL/keratin fibers also showed excellent mechanical properties such as Young&#39;s modulus and failure point. Fibroblast cells were able to attach and proliferate thus proving good cell viability. Based on the characteristics discussed above, we can strongly argue that the blended nanofibers of natural and synthetic polymers can represent an excellent development of composite materials that can be used for different biomedical applications.

Electrospun nanofibers have a high surface area to weight ratio, excellent mechanical integrity, and support cell growth and proliferation. These nanofibers have a wide range of biomedical applications. Here we fabricate keratin/ PCL nanofibers, using the electrospinning technique, and characterize the fibers for possible applications in tissue engineering.

Biyomedikal Mühendisliği için keratin bazlı nanofiber sentezi

Electrospinning, due to its versatility and potential for applications in various fields, is being frequently used to fabricate nanofibers. Production of ...

Preparation of Thermoresponsive Nanostructured Surfaces for Tissue Engineering

Thermoresponsive poly(N-isopropylacrylamide) (PIPAAm)-immobilized surfaces for controlling cell adhesion and detachment were fabricated by the Langmuir-Schaefer method. Amphiphilic block copolymers composed of polystyrene and PIPAAm (St-IPAAms) were synthesized by reversible addition-fragmentation chain transfer (RAFT) radical polymerization. A chloroform solution of St-IPAAm molecules was gently dropped into a Langmuir-trough apparatus, and both barriers of the apparatus were moved horizontally to compress the film to regulate its density. Then, the St-IPAAm Langmuir film was horizontally transferred onto a hydrophobically modified glass substrate by a surface-fixed device. Atomic force microscopy images clearly revealed nanoscale sea-island structures on the surface. The strength, rate, and quality of cell adhesion and detachment on the prepared surface were modulated by changes in temperature across the lower critical solution temperature range of PIPAAm molecules. In addition, a two-dimensional cell structure (cell sheet) was successfully recovered on the optimized surfaces. These unique PIPAAm surfaces may be useful for controlling the strength of cell adhesion and detachment.

Nanoscaled sea-island surfaces composed of thermoresponsive block copolymers were fabricated by the Langmuir-Schaefer method for controlling spontaneous cell adhesion and detachment. Both the preparation of the surface and the adhesion and detachment of cells on the surface were visualized.

Doku Mühendisliği Thermoresponsive Nanostructured Yüzeylerin Hazırlanması

Thermoresponsive poly(N-isopropylacrylamide) (PIPAAm)-immobilized surfaces for controlling cell adhesion and detachment were fabricated by the ...

3D Printed Porous Cellulose Nanocomposite Hydrogel Scaffolds

This work demonstrates the use of three-dimensional (3D) printing to produce porous cubic scaffolds using cellulose nanocomposite hydrogel ink, with controlled pore structure and mechanical properties. Cellulose nanocrystals (CNCs, 69.62 wt%) based hydrogel ink with matrix (sodium alginate and gelatin) was developed and 3D printed into scaffolds with uniform and gradient pore structure (110-1,100 &#181;m). The scaffolds showed compression modulus in the range of 0.20-0.45 MPa when tested in simulated in vivo conditions (in distilled water at 37 &#176;C). The pore sizes and the compression modulus of the 3D scaffolds matched with the requirements needed for cartilage regeneration applications. This work demonstrates that the consistency of the ink can be controlled by the concentration of the precursors and porosity can be controlled by the 3D printing process and both of these factors in return defines the mechanical properties of the 3D printed porous hydrogel scaffold. This process method can therefore be used to fabricate structurally and compositionally customized scaffolds according to the specific needs of patients.&#160;

The three critical steps of this protocol are i) developing the right composition and consistency of the cellulose hydrogel ink, ii) 3D printing of scaffolds into various pore structures with good shape fidelity and dimensions and iii) demonstration of the mechanical properties in simulated body conditions for cartilage regeneration.

3D gözenekli selüloz Nanocomposite hidrojel iskele baskılı

This work demonstrates the use of three-dimensional (3D) printing to produce porous cubic scaffolds using cellulose nanocomposite hydrogel ink, with ...

Procedure for Fabricating Biofunctional Nanofibers

Electrospinning is an effective processing method for preparing nanofibers decorated with functional groups. Nanofibers decorated with functional groups may be utilized to study material-biomarker interactions i.e. act as biosensors with potential as single molecule detectors. We have developed an effective approach for preparing functional polymers where the functionality has the capacity of specifically binding with a model protein. In our model system, the functional group is 2,4-dinitrophenyl (DNP) and the protein is anti-DNP IgE (Immunoglobulin E). The functional polymer, &alpha;,&omega;-bi[2,4-dinitrophenyl caproic][poly(ethylene oxide)-b-poly(2-methoxystyrene)-b-poly(ethylene oxide)] (CDNP-PEO-P2MS-PEO-CDNP), is prepared by anionic living polymerization. The difunctional initiator utilized in the polymerization was prepared by electron transfer reaction of &alpha;-methylstyrene and potassium (mirror) metal. The 2-methoxystyrene monomer was added first to the initiator, followed by the addition of the second monomer, ethylene oxide, and finally the living polymer was terminated by methanol. The &alpha;,&omega;-dihydroxyl polymer [HO-PEO-P2MS-PEO-OH] was reacted with N-2,4-DNP-&isin;-amino caproic acid, by DCC coupling, resulting in the formation of &alpha;,&omega;-bi[2,4-dinitrophenylcaproic][poly(ethyleneoxide)-b-poly(2-methoxystyrene)-b-poly(ethylene oxide)] (CDNP-PEO-P2MS-PEO-CDNP). The polymers were characterized by FT-IR, 1H NMR and Gel Permeation Chromatography (GPC). The molecular weight distributions of the polymers were narrow (1.1-1.2) and polymers with molecular weights greater than 50,000 was used in this study. The polymers were yellow powders and soluble in tetrahydrofuran. A water soluble CDNP-PEO-P2MS-PEO-CDNP/ DMEG (dimethoxyethylene glycol) complex binds and achieves steady state binding with solution IgE within a few seconds. Higher molecular weight (water insoluble i.e. around 50,000) CDNP-PEO-P2MS-PEO-CDNP polymers, containing 1% single wall carbon nanotubes (SWCNT) were processed into electroactive nanofibers (100 nm to 500 nm in diameter) on silicon substrate. Fluorescence spectroscopy shows that anti-DNP IgE interacts with the nanofibers by binding with the DNP functional groups decorating the fibers. These observations suggest that appropriately functionalized nanofibers hold promise for developing biomarker detection device.

An efficient approach for preparing nanofibers decorated with functional groups capable of specifically interacting with proteins is described. The approach first requires the preparation of a polymer functionalized with the appropriate functional group. The functional polymer is fabricated into nanofibers by electrospinning. The effectiveness of the binding of the nanofibers with a protein is studied by confocal microscopy.

Biofunctional Nanoliflerin Yapımı İçin Prosedür

Electrospinning is an effective processing method for preparing nanofibers decorated with functional groups. Nanofibers decorated with functional groups ...

Biyoloji

Ceramic Omnidirectional Bioprinting in Cell-Laden Suspensions for the Generation of Bone Analogs

Structurally, bone tissue is an inorganic-organic composite containing metabolically active cells embedded within a hierarchical, highly mineralized matrix. This organization is challenging to replicate due to the heterogeneous environment of bone. Ceramic omnidirectional bioprinting in cell-suspensions (COBICS) is a microgel-based bioprinting technique that uniquely replicates the mineral and cellular structure of bone. COBICS prints complex, biologically relevant constructs without the need for sacrificial support materials or harsh postprocessing steps (e.g., radiation and high-temperature sintering), which are two of the biggest challenges in the additive manufacturing of bone mimetic constructs. This technique is enabled via the freeform extrusion of a novel calcium phosphate-based ink within a gelatin-based microgel suspension. The yield-stress properties of the suspension allow deposition and support the printed bone structure. UV crosslinking and nanoprecipitation then "lock" it in place. The ability to print nanostructured bone-mimetic ceramics within cell-laden biomaterials provides spatiotemporal control over macro- and micro-architecture and facilitates the real-time fabrication of complex bone constructs in clinical settings.

This protocol describes a 3D printing technique to fabricate bone-like structures by depositing a calcium phosphate ink in a gelatin-based granular support. Printed bone analogs are deposited in freeform, with flexibility for direct harvesting of the print or crosslinking within a living cell matrix for multiphasic constructs.

Kemik Analoglarının Üretimi için Hücre Yüklü Süspansiyonlarda Seramik Çok Yönlü Biyobaskı

Structurally, bone tissue is an inorganic-organic composite containing metabolically active cells embedded within a hierarchical, highly mineralized ...

Synthesis of Graphene-Hydroxyapatite Nanocomposites for Potential Use in Bone Tissue Engineering

Developing novel materials for bone tissue engineering is one of the most important thrust areas of nanomedicine. Several nanocomposites have been fabricated with hydroxyapatite to facilitate cell adherence, proliferation, and osteogenesis. In this study, hybrid nanocomposites were successfully developed using graphene nanoribbons (GNRs) and nanoparticles of hydroxyapatite (nHAPs), that when employed in bioactive scaffolds may potentially improve bone tissue regeneration. These nanostructures can be biocompatible. Here, two approaches were used for preparing the novel materials. In one approach, a co-functionalization strategy was used where nHAP was synthesized and conjugated to GNRs simultaneously, resulting in nanohybrids of nHAP on GNR surfaces (denoted as nHAP/GNR). High-resolution transmission electron microscopy (HRTEM) confirmed that the nHAP/GNR composite is comprised of slender, thin structures of GNRs (maximum length of 1.8 &#181;m) with discrete patches (150-250 nm) of needle-like nHAP (40-50 nm in length). In the other approach, commercially available nHAP was conjugated with GNRs forming GNR-coated nHAP (denoted as GNR/nHAP) (i.e., with an opposite orientation relative to the nHAP/GNR nanohybrid). The nanohybrid formed using the latter method exhibited nHAP nanospheres with a diameter ranging from 50 nm to 70 nm covered with a network of GNRs on the surface. Energy dispersive spectra, elemental mapping, and Fourier transform infrared (FTIR) spectra confirmed the successful integration of nHAP and GNRs in both nanohybrids. Thermogravimetric analysis (TGA) indicated that the loss at elevated heating temperatures due to the presence of GNRs was 0.5% and 0.98% for GNR/nHAP and nHAP/GNR, respectively. The nHAP-GNR nanohybrids with opposite orientations represent significant materials for use in bioactive scaffolds to potentially promote cellular functions for improving bone tissue engineering applications.

Novel nanocomposites of graphene nanoribbons and hydroxyapatite nanoparticles were prepared using solution-phase synthesis. These hybrids when employed in bioactive scaffolds can exhibit potential applications in tissue engineering and bone regeneration.

Biyomedikal Uygulamalar için Biyolojik Tabanlı Akıllı Nano Hidroksiapatit Rapid Mix Hazırlanması

Özet

Daha Fazla Video Keşfet

Için Amelogenin-kitosan hidrojelin geliştirilmesi