Mechanochemical synthesis of magnesium doped hydroxyapatite:
powder characterization
sintesis mechanochemical magnesium didoping hidroksiapatit:
karakterisasi bubuk
Abstrak.
Dalam penelitian ini, metode mechanochemical dipekerjakan untuk mensintesis hydroxyapatite
(HA) dan magnesium (Mg) yang diolah hidroksiapatit (HA) serbuk. Pengaruh Mg
ke dalam
disintesis HA sifat bubuk diselidiki. Karakterisasi HA disintesis dan
Mg doped HA di berbagai konsentrasi (1% - 5% MgHA) yang dicapai melalui X-ray
difraksi (XRD) dan Fourier transform infrared (FTIR) analisis. ukuran nano dari HA dan Mg
doped
HA bubuk berhasil disintesis melalui metode ini seperti yang ditunjukkan dari
berbeda puncak intensitas dan adsorpsi band diperoleh pada pola XRD dan FTIR masing-masing.
Dalam penelitian ini, metode mechanochemical dipekerjakan untuk mensintesis hydroxyapatite
(HA) dan magnesium (Mg) yang diolah hidroksiapatit (HA) serbuk. Pengaruh Mg
ke dalam
disintesis HA sifat bubuk diselidiki. Karakterisasi HA disintesis dan
Mg doped HA di berbagai konsentrasi (1% - 5% MgHA) yang dicapai melalui X-ray
difraksi (XRD) dan Fourier transform infrared (FTIR) analisis. ukuran nano dari HA dan Mg
doped
HA bubuk berhasil disintesis melalui metode ini seperti yang ditunjukkan dari
berbeda puncak intensitas dan adsorpsi band diperoleh pada pola XRD dan FTIR masing-masing.
pengantar
Hydroxyapatite (HA) telah diterapkan sebagai bahan untuk implan ortopedi karena bahan kimia
kemiripan dengan jaringan keras manusia [1, 2]. Selain keterbatasan di daerah beban bantalan, HA juga
memiliki kemampuan terbatas dalam pengembangan stimulasi jaringan tulang baru dan menunjukkan kurang degradasi
kemampuan. Umumnya, apatit biologis dalam mineral tulang ditandai dengan kimia nonstoikiometrik
Rumus terdiri dari sejumlah kecil kation (yaitu K +, Mg2 +, Sr2 +, Al3 +) dan atau anion (yaitu F, dan CO32-) yang bekerja di kinerja biologis [2, 3]. ion magnesium (Mg2 +) adalah salah satu utama
pengganti kalsium dalam apatit biologis di mana itu adalah yang keempat kation paling melimpah di
tubuh manusia (0,44-1,23 wt%) dan tulang mengandung 0,72% berat Mg2 +
[4]. Dengan demikian, Mg
adalah mengharuskan
dalam semua tahap metabolisme tulang dan memfasilitasi dalam pertumbuhan osteoblas dan osteoklas
kegiatan dengan menghambat kerapuhan tulang [5, 6]. Ada beberapa teknik sintesis yang
telah dilaporkan dalam sintesis Mg diolah HA seperti curah hujan [4, 5], mechanochemicalhydrothermal
[7] dan sol-gel [8]. Teknik tersebut telah berhasil memproduksi Mg didoping HA
bubuk dengan berbagai Mg
2+
konsentrasi. Namun demikian, teknik sintesis yang digunakan dalam sebelumnya
Studi melibatkan banyak tingkat langkah serta dikonsumsi banyak bahan kimia dan beberapa dari mereka
menyebabkan kemurnian rendah bubuk disintesis akhir. Namun, di antara metode tersebut, tidak ada
Studi menggunakan metode mechanochemical dalam keadaan kering untuk sintesis Mg diolah bubuk HA.
Metode mechanochemical adalah metode sederhana dalam sintesis bubuk terutama dalam kondisi kering
dimana pengeringan, penyaringan dan kalsinasi langkah setelah sintesis seperti yang terjadi di metode sebelumnya adalah
tidak perlu [9, 10]. Penelitian ini melaporkan HA dan Mg didoping HA bubuk disintesis melalui
Metode mechanochemical kering dan pengaruh Mg sifat bubuk disintesis dari HA.
Hydroxyapatite (HA) telah diterapkan sebagai bahan untuk implan ortopedi karena bahan kimia
kemiripan dengan jaringan keras manusia [1, 2]. Selain keterbatasan di daerah beban bantalan, HA juga
memiliki kemampuan terbatas dalam pengembangan stimulasi jaringan tulang baru dan menunjukkan kurang degradasi
kemampuan. Umumnya, apatit biologis dalam mineral tulang ditandai dengan kimia nonstoikiometrik
Rumus terdiri dari sejumlah kecil kation (yaitu K +, Mg2 +, Sr2 +, Al3 +) dan atau anion (yaitu F, dan CO32-) yang bekerja di kinerja biologis [2, 3]. ion magnesium (Mg2 +) adalah salah satu utama
pengganti kalsium dalam apatit biologis di mana itu adalah yang keempat kation paling melimpah di
tubuh manusia (0,44-1,23 wt%) dan tulang mengandung 0,72% berat Mg2 +
[4]. Dengan demikian, Mg
adalah mengharuskan
dalam semua tahap metabolisme tulang dan memfasilitasi dalam pertumbuhan osteoblas dan osteoklas
kegiatan dengan menghambat kerapuhan tulang [5, 6]. Ada beberapa teknik sintesis yang
telah dilaporkan dalam sintesis Mg diolah HA seperti curah hujan [4, 5], mechanochemicalhydrothermal
[7] dan sol-gel [8]. Teknik tersebut telah berhasil memproduksi Mg didoping HA
bubuk dengan berbagai Mg
2+
konsentrasi. Namun demikian, teknik sintesis yang digunakan dalam sebelumnya
Studi melibatkan banyak tingkat langkah serta dikonsumsi banyak bahan kimia dan beberapa dari mereka
menyebabkan kemurnian rendah bubuk disintesis akhir. Namun, di antara metode tersebut, tidak ada
Studi menggunakan metode mechanochemical dalam keadaan kering untuk sintesis Mg diolah bubuk HA.
Metode mechanochemical adalah metode sederhana dalam sintesis bubuk terutama dalam kondisi kering
dimana pengeringan, penyaringan dan kalsinasi langkah setelah sintesis seperti yang terjadi di metode sebelumnya adalah
tidak perlu [9, 10]. Penelitian ini melaporkan HA dan Mg didoping HA bubuk disintesis melalui
Metode mechanochemical kering dan pengaruh Mg sifat bubuk disintesis dari HA.
Bahan dan Metode
Prekursor campuran Ca (OH) 2, (NH4) 2HPO4
dan Mg (OH)
, Dengan rasio molar 1.67
(Ca + Mg) / P yang digiling di planet ball mill (Retsch) dengan menggunakan botol zirconia (50 ml) dan bola sebagai
penggilingan media. Rasio massa bubuk-to-bola itu tetap di 1/5. Kecepatan rotasi dan penggilingan
waktu yang ditetapkan pada 370 rpm dan 15 h masing-masing berdasarkan metode sebelumnya kami [10]. interval
jeda ditetapkan selama 15 menit setelah setiap 45 menit dari penggilingan. Persamaan reaksi untuk Mg doped
HA dari tiga prekursor dijelaskan dalam Persamaan. 1:
Prekursor campuran Ca (OH) 2, (NH4) 2HPO4
dan Mg (OH)
, Dengan rasio molar 1.67
(Ca + Mg) / P yang digiling di planet ball mill (Retsch) dengan menggunakan botol zirconia (50 ml) dan bola sebagai
penggilingan media. Rasio massa bubuk-to-bola itu tetap di 1/5. Kecepatan rotasi dan penggilingan
waktu yang ditetapkan pada 370 rpm dan 15 h masing-masing berdasarkan metode sebelumnya kami [10]. interval
jeda ditetapkan selama 15 menit setelah setiap 45 menit dari penggilingan. Persamaan reaksi untuk Mg doped
HA dari tiga prekursor dijelaskan dalam Persamaan. 1:
Hasil dan Diskusi
Semua bubuk disintesis dari undoped HA dan Mg didoping HA dipamerkan fase apatit yang
milik HA (PDF No 74-566 untuk Ca10 (PO4) 6 (OH) 2) seperti ditunjukkan pada Gambar. 1. Puncak di 32,1 (112)
jelas terlihat dalam 1% MgHA dibandingkan dengan HA undoped. Namun, puncak ini menghilang di 3%
dan 5% MgHA diwujudkan oleh pelebaran puncak dan penurunan intensitas yang juga
diamati pada puncak lain dari HA di derajat yang berbeda (2θ) dengan peningkatan Mg
konsentrasi.
Semua bubuk disintesis dari undoped HA dan Mg didoping HA dipamerkan fase apatit yang
milik HA (PDF No 74-566 untuk Ca10 (PO4) 6 (OH) 2) seperti ditunjukkan pada Gambar. 1. Puncak di 32,1 (112)
jelas terlihat dalam 1% MgHA dibandingkan dengan HA undoped. Namun, puncak ini menghilang di 3%
dan 5% MgHA diwujudkan oleh pelebaran puncak dan penurunan intensitas yang juga
diamati pada puncak lain dari HA di derajat yang berbeda (2θ) dengan peningkatan Mg
konsentrasi.
Gambar. 1 pola XRD dari HA disintesis dan Mg didoping HA
bubuk.
Berbeda puncak resolusi dan perluasan bubuk disintesis
adalah karena
substitusi Mekanika Mg2 + dan Terapan Bahan Vol. 372 63
dengan berbagai konsentrasi di HA yang telah menyebabkan pengurangan HA
puncak intensitas dengan peningkatan konsentrasi Mg2 +. Tren ini juga sesuai dengan
Caciotti et al. [4] dan Suchanek et al. [7] dengan menggunakan teknik curah hujan dan hidrotermal mechanochemical
metode
masing-masing.
substitusi Mekanika Mg2 + dan Terapan Bahan Vol. 372 63
dengan berbagai konsentrasi di HA yang telah menyebabkan pengurangan HA
puncak intensitas dengan peningkatan konsentrasi Mg2 +. Tren ini juga sesuai dengan
Caciotti et al. [4] dan Suchanek et al. [7] dengan menggunakan teknik curah hujan dan hidrotermal mechanochemical
metode
masing-masing.
HA dan Mg yang disintesis didoping HA bubuk dianalisis lebih
lanjut melalui Fourier
mengubah infra-merah (FTIR) untuk menentukan keberadaan kelompok fungsional dalam disintesis
bubuk. Ara. 2 menunjukkan bahwa band adsorpsi semua bubuk yang disintesis sesuai dengan yang
HA dengan intensitas yang berbeda. PO4-3 (Phosphate) band terdeteksi pada 960-962 cm) [2], 1037-1049 (ν3) [2, 4], 563-567 cm-1 dan 600-602 cm-1 (ν4) [2, 4]. Namun, Mg
ion berkurang
resolusi PO4-3
band dan menghambat pembentukan mereka di 1037 - 1049 cm). undoped
bubuk HA menunjukkan bahwa OH-
(Hydroxyl) band ini terlihat jelas pada 630 cm
dan 3500 - 3566cm-1 [2]. Mirip dengan band PO4-3, kelompok OH- pada 630 cm-1
telah dihapus oleh Mg
doping dari
1% sampai 5% MgHA. Dengan demikian, OH
band di 3500 - 3566 cm
-1
-1
-1
2+
(ν
2+
3
-1
menurun dengan meningkatnya Mg
konsentrasi. Hasil yang diperoleh sejalan dengan pola XRD diamati. Penurunan
intensitas dan perluasan band adsorpsi HA dikaitkan dengan kurang dari Ca
ion karena
untuk penggantian Mg2 +
substitusi ion ke dalam struktur HA dan telah menyebabkan pengurangan Ca / P
rasio yang mengarah pada pembentukan Ca2 +
kekurangan HA. Suchanek et al. [7] juga menemukan bahwa OH (630cm-1 dan 3570 cm-1) kelompok menurun dengan meningkatnya Mg2 +
yang disebabkan oleh kombinasi dari
air terserap dan luas permukaan yang tinggi dari bubuk MgHA di Mg lebih tinggi
konsentrasi.
mengubah infra-merah (FTIR) untuk menentukan keberadaan kelompok fungsional dalam disintesis
bubuk. Ara. 2 menunjukkan bahwa band adsorpsi semua bubuk yang disintesis sesuai dengan yang
HA dengan intensitas yang berbeda. PO4-3 (Phosphate) band terdeteksi pada 960-962 cm) [2], 1037-1049 (ν3) [2, 4], 563-567 cm-1 dan 600-602 cm-1 (ν4) [2, 4]. Namun, Mg
ion berkurang
resolusi PO4-3
band dan menghambat pembentukan mereka di 1037 - 1049 cm). undoped
bubuk HA menunjukkan bahwa OH-
(Hydroxyl) band ini terlihat jelas pada 630 cm
dan 3500 - 3566cm-1 [2]. Mirip dengan band PO4-3, kelompok OH- pada 630 cm-1
telah dihapus oleh Mg
doping dari
1% sampai 5% MgHA. Dengan demikian, OH
band di 3500 - 3566 cm
-1
-1
-1
2+
(ν
2+
3
-1
menurun dengan meningkatnya Mg
konsentrasi. Hasil yang diperoleh sejalan dengan pola XRD diamati. Penurunan
intensitas dan perluasan band adsorpsi HA dikaitkan dengan kurang dari Ca
ion karena
untuk penggantian Mg2 +
substitusi ion ke dalam struktur HA dan telah menyebabkan pengurangan Ca / P
rasio yang mengarah pada pembentukan Ca2 +
kekurangan HA. Suchanek et al. [7] juga menemukan bahwa OH (630cm-1 dan 3570 cm-1) kelompok menurun dengan meningkatnya Mg2 +
yang disebabkan oleh kombinasi dari
air terserap dan luas permukaan yang tinggi dari bubuk MgHA di Mg lebih tinggi
konsentrasi.
Ara. 2 IR Spectra untuk HA disintesis dan Mg didoping HA
bubuk.
Ringkasan
Hydroxyapatite (HA) dan magnesium (Mg) yang diolah HA nanopowders yang berhasil
disintesis melalui metode mechanochemical kering seperti yang telah dikonfirmasi oleh XRD dan FTIR
analisis. mg
2+
doping mengurangi intensitas puncak dan band adsorpsi yang diinduksi
pembentukan kalsium (Ca
2+
) Kekurangan HA. Pembentukan kalsium kekurangan HA menunjukkan bahwa
mg
2+
digantikan ke dalam struktur HA dengan mengganti kekosongan di Ca
2+
posisi. Dalam studi berikutnya,
bubuk disintesis akan diselidiki lebih lanjut melalui analisis termal dan ukuran partikel
penentuan.
Hydroxyapatite (HA) dan magnesium (Mg) yang diolah HA nanopowders yang berhasil
disintesis melalui metode mechanochemical kering seperti yang telah dikonfirmasi oleh XRD dan FTIR
analisis. mg
2+
doping mengurangi intensitas puncak dan band adsorpsi yang diinduksi
pembentukan kalsium (Ca
2+
) Kekurangan HA. Pembentukan kalsium kekurangan HA menunjukkan bahwa
mg
2+
digantikan ke dalam struktur HA dengan mengganti kekosongan di Ca
2+
posisi. Dalam studi berikutnya,
bubuk disintesis akan diselidiki lebih lanjut melalui analisis termal dan ukuran partikel
penentuan.
No comments:
Post a Comment