نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 دانشکدة فیزیک، دانشگاه تبریز، تبریز

2 دانشکدة شیمی، دانشگاه تبریز، تبریز

چکیده

در این تحقیق، نانو ذرات هیدروکسی آپاتیت با استفاده از مواد اولیة کلسیم نیترات چهارآبه (Ca(NO3)2.4H2O) و پنتا اکسید دی فسفر (p 2O5) و به کارگیری روش سل- ژل، در دمای محیط ساخته شد. به منظور بررسی ساختار و شناسایی پیوندهای شیمیایی ایجاد شده و مقایسۀ آنها با دندان سالم به ترتیب از تحلیل پراش پرتو ایکس (XRD) و طیف فرو قرمز فوریه (FT-IR) استفاده شد. همچنین، ریز ساختار و ریخت شناسی پودر HAP سنتز شده و دندان سالم توسط مطالعات میکروسکوپ الکترونی روبشی (SEM) مورد ارزیابی قرار گرفت. نتایجی که ازتحلیل پراش پرتو ایکس و طیففرو قرمز فوریه به دست آمد، نشان می­دهد که پودر تولید شده، هیدروکسی آپاتیت خالص است و هیچ گونه ناخالصی در نمونه یافت نشد. ساختار بلوری هیدروکسی آپاتیت سنتز شده با تقریب خوبی منطبق با ساختار بلوری دندان بوده و پیوندهای شیمیایی موجود در دندان سالم در هیدروکسی آپاتیت نیز دیده می­شود. همچنین، نمونۀ سنتز شده از درجۀ بلورینگی بالایی برخوردار است. بررسی تصاویر SEM نیز نشان می‌دهد که ریخت‌شناسی هیدروکسی آپاتیت سنتز شده و دندان سالم در ابعاد نانو با متوسط توزیع اندازۀ ذرات به ترتیب 69/25 و 15/23 نانومتر، تقریباً کروی شکل است که تأیید دیگری بر نزدیکی ساختار نانو ذرات سنتز شده با دندان سالم است. در این تصاویر آثار کلوخه­شدگی در نانو ذرات سنتز شده نیز مشاهده می­شود. استحکام فشاری نمونه سنتز شده برابر با MPa 5/5 به دست آمد که با تقریب خوبی در حد مقاومت فشاری استخوان اسفنجی است.
 

کلیدواژه‌ها

عنوان مقاله [English]

Synthesis of hydroxyapatite nanoparticles by the Sol-Gel method, investigation of its morphology and comparison of its structure with intact tooth

نویسندگان [English]

  • S Mohammadi Aref 1
  • M Safarigezaz 1
  • M Khatamian 2

1 Department of Physics, Faculty of Physics, Tabriz University, Tabriz, Iran

2 Department of Chemistry, Faculty of Chemistry, Tabriz University, Tabriz, Iran

چکیده [English]

In this study, calcium nitrate tetrahydrate (Ca (NO3)2.4H2O) and phosphorus pentoxide (p < sub>2O5) were used to synthetize hydroxyapatite nanoparticles through the sol-gel method at the ambient temperature. In order to examine the structure and identify the chemical bonds and to compare them with the  intact tooth, X-ray diffraction analysis (XRD) and Fourier transform infrared spectrum (FT-IR) were used, respectively. Also, through scanning electron microscope (SEM) images, the microstructure and morphology of both synthesized hydroxyapatite nanoparticles and intact tooth were investigated. The results of X-ray diffraction analysis and Fourier transform infrared spectrum indicated  that the produced powder was  pure hydroxyapatite, i.e. without any discernible amount of impurity in the sample. Crystal structure of the synthesized hydroxyapatite was  nearly identical to the crystal structure of intact tooth; moreover,  the chemical bonds of the  intact tooth were also seen in hydroxyapatite. Furthermore, the synthesized sample featured a high degree of crystallinity. On the other hand, analysis of SEM images showed  that the morphology of the synthesized hydroxyapatite and intact tooth (with nanoscale dimensions and average particle size distribution of 25.69 nm and 23.15 nm, respectively), was almost spherical, thereby confirming the similarity of  the synthesized nanoparticle structure to thr intact tooth. In these images, the agglomeration of the synthesized nanoparticles was also seen. Compressive strength of the synthesized sample was equal to  5.5 MPa, which was approximately the same as that  of the  cancellous bone.

کلیدواژه‌ها [English]

  • hydroxyapatite
  • tooth
  • Sol-gel
  • nanoparticle
  • microstructure

  1. B H Fellah, N Josselin, D Chappard, P Weiss, and P Layrolle, J. Mater. Sci. Mater. Med. 18 (2007) 287.
  2. M. safari Gezaz, S. Mohammadi Aref, and M. Khatamian, Mater. Chem. Phys. 226 (2019) 169.
  3.  H Badran, I S Yahia, M S Hamdy, and N S Awwad, Radiat. Phys. Chem. 130 (2017) 85.
  4. Kh R Mohamed, H H Beherei, G T El Bassyouni, and N El Mahallawy, Mater. Sci. Eng. C. 33 (2013) 4126.
  5. A Biancoa, I Cacciottia, M Lombardib, L Montanarob, E Bemporadc, and M Sebastianic, Ceram. Int. 36 (2010) 313.
  6. T Guo, W Kang, D Xiao, R Duan, W Zhi, and J Weng, Molecules. 19 (2014) 149.
  7. 7.   M R Saeri, A Afshar, M Ghorbani, N Ehsani, and C C Sorrell, Mater. Lett. 57 (2003) 4064.
  8. Y. Sun, G. Guo, D. Tao, and Z. Wang, J. Phys. Chem. Solids. 68 (2007) 373.
  9. M Toriyama, A Ravaglioli, A Krajewski, G Celotti, and A Piancastelli, J. Eur. Ceram. Soc. 16 (1996) 429.

10. C C Silva, A G Pinheiro, R S Deoliveira, J C Goes, N Aranha, L R Deoliveira. and A S B Sombra, Mater. Sci. Eng. C. 24 (2004). 

11. L Yuncao, C Bozhang, and J F Hung, Ceram. Int. 31 (2005) 1041.

12. I S Kim and P N Kumta, Mater. Sci. Eng. B. 111 (2004) 232.

13. D M Liu, Q Yang, T Troczynski, and W J Tseng, Biomaterials 23 (2002) 1679.

14. S Salehi and M H. Fathi, Ceram. Int. 36 (2010) 1659.

15. M Mazaheri, M Haghighatzadeh, A M Zahedi, and S K  Sadrnezhaad, J. Alloy. Comp. 471 (2009) 180.

16. M Eilbagi, R Emadi, K Raeissi, M Kharaziha, and A Valiani, Mater. Sci. Eng. C. 68 (2016) 603.

17. M Akao, H Aoki, and K Kato, J. Mater. Sci. 16 (1981) 809.

18. E Landi, A Tampieri, G Celotti, and S Sprio, J. Eur. Ceram. Soc. 20 (2000) 2377.

19. L Pierre, A Ito, and T Tateishi, J. Am. Ceram. Soc. 81 (1998) 1421.

  1. م ر فروغی، س کرباسی، و م ع س سجادی، نشریة علم مواد 21 (1389) 36.
  2. م کلانتر، م مجاهدیان، و ن و مهرجردی، نشریة مهندسی متالوژی و مواد 27، 2 (1395) 83.

22. M H Fathi and A Hanifi, Mater. Lett. 61 (2007) 3978.

تحت نظارت وف بومی