Особливості синтезу Ag-місткої гідроксиапатитної кераміки

  • M. Tkachenko Харківський національний університет імені В.Н. Каразіна, м. Свободи 4, 61022, Харків, Україна http://orcid.org/0000-0003-3174-0290
  • Z. Zyman Харківський національний університет імені В.Н. Каразіна, м. Свободи 4, 61022, Харків, Україна
Ключові слова: карбонізований гідроксиапатит, наночастинки срібла, біоактивна кальцій-фосфатна кераміка, антимікробна кераміка

Анотація

Робота присвячена одержанню антимікробної Ag-місткої біоактивної кальцій-фосфатної кераміки на основі карбонізованого гідроксиапатиту і з'ясування залежності її фазового складу і мікроструктури від температури синтезу. Композитна кераміка отримана шляхом спікання порошків карбонізованого гідроксиапатиту (КГА), синтезованих у результаті реакції між карбонатом кальцію і ортофосфорної кислотою, з добавками нітрату срібла. Спікання кераміки виконано при температурах 900 і 1000 °С, тобто температурах, які знаходяться нижче і вище за температуру плавлення срібла. Методами рентгенівського аналізу, електронної мікроскопії та інфрачервоної спектроскопії показано, що в результаті синтезу при температурі 900 °С (нижче температури плавлення металевого срібла) утворюється двофазний композит на основі КГА з включеннями наночастинок срібла розміром менше 50 нм. З даних рентгенівського аналізу при збільшенні концентрації срібла постійна ґратки а практично не змінюється а постійна с ‒ збільшується. Така поведінка, через значне розходження іонних радіусів кальцію і срібла (Ca2+ ‒ 0,99 Å, Ag+ ‒ 1,28 Å) зазвичай призводить до переважного заміщення C (1) місць у КГА і лінійному збільшенню параметрів ґратки КГА з концентрацією Ag. Тобто, навіть при відносно низьких температурах у результаті твердофазної реакції в КГА відбувається часткове заміщення іонів кальцію іонами срібла і формується Ag-заміщена кераміка. При температурах вище 1000 ° С синтезується однофазний срібло-заміщений продукт, в якому частина іонів Са2+ заміщена іонами Ag+. При цьому зберігається тенденція до зростання постійної ґратки с, а на електронномікроскопічних знімках видно тільки зеренна структура апатиту без будь-яких включень. Спікання композитної кераміки при температурі, коли срібло знаходиться в рідкій фазі і легше дисоціює на іони в порівнянні з твердою фазою, призводить до отримання однофазної срібло-заміщеної кераміки.

Завантаження

Дані завантаження ще не доступні.

Посилання

M. Epple and E. Baeuerlein (Eds.). Biomineralisation. Medical and Clinical Aspects, Wiley-VCH, Weinheim. 2007.

S. V. Dorozhkin. J Mater Sci., 42, 1061–1095 (2007). DOI 10.1007/s10853-006-1467-8

W. Suchanek and M. Yoshimura. J. Mater. Res., 13, 94-117 (1998).

M. Itokazu, T. Sugiyama, T. Ohno, E. Wada and Y. Katagiri. Journal of Biomed. Mat. Res., 39, 536–538 (1998).

V. Stanić, D. Janaćković, S. Dimitrijević, S. B. Tanasković, M. Mitrić, M. S. Pavlović, A. Krstić, D. Jovanović, S. Raičević. Applied Surface Science., 257, 4510–4518 (2011).

N. Rameshbabu, T.S. Sampath Kumar, T.G. Prabhakar, V.S. Sastry, K.V.G.K. Murty, K. Prasad Rao. J. Biomed. Mater. Res., 80A, 581–591 (2007).

H. Yang, B. Xiao, Ke-Wei Xu. J Mater. Sci.: Mater. Med., 20, 785–792 (2009). DOI 10.1007/s10856-008-3630-z

V. Stanić, S. Dimitrijević, J. Antić-Stanković, M. Mitrić, B. Jokić, I. B. Plećaš, S. Raičević. Applied Surface Science., 256, 6083–6089 (2010).

N. J. Coleman. J. Mater. Sci. Mater. Med., 20, 1347–1355 (2009). DOI 10.1007/s10856-009-3698-0

M. Li, X. Xiao, R. Liu, C. Chen, L. Huang. J. Mater. Sci.: Mater. Med., 19, 797–803 (2008). DOI 10.1007/s10856-007-3213-4

W. Chen, S. Oh, A. P. Ong, N. Oh, Y. Liu, H. S. Courtney, M. Appleford, J. L. Ong. J. Biomed. Mater. Res., 82A, 899–906 (2007).

Y. Chen, X. Zheng, Y. Xie, C. Ding. J Mater Sci: Mater. Med., 19, 3603–3609 (2008). DOI 10.1007/s10856-008-3529-8

R. Nirmala, F. A. Sheikh, M. A. Kanjwal, J. H. Lee, S-J. Park, R. Navamathavan, H. Y. Kim. J. Nanopart. Res., 13, 1917–1927 (2011). DOI 10.1007/s11051-010-9944-z

Zyman Z, Tkachenko M. J.Eur.Ceram.Soc., 31, 241–248 (2011). doi:10.1016/j.jeurceramsoc.2010.09.005

G. Lv, Y. Li, A. Yang, X. Zhang, W. Yang, J. Li. Materials Science Forum., 510-511, 78-81 (2006).

T. Bera, P. Ramachandrarao. J Mater. Sci., 44, 2264–2270 (2009). DOI 10.1007/s10853-008-2861-1

Ruan H. J., Fan C. Y., Zheng X. B., et al. Chinese Sci. Bull., 54, 4438―4445 (2009). doi: 10.1007/s11434-009-0175-6.

M. Díaz, F. Barba, M. Miranda, F. Guitián, R. Torrecillas, and J. S. Moya. Journal of Nanomaterials., 1-6, ID 498505, (2009). doi:10.1155/2009/498505

K. S. Oh, K. J. Kim, Y. K. Jeong, E. K. Park, S. Y. Kim. J. H. Kwon, H. M. Ryoo, and H. I. Shin. Key Engineering Materials Vols., 264-268, 2107-2110 (2004).

M. Shirkhanzadeh, M. Azadegan, G.Q. Liu. Materials Letters., 24, 7-12 (1995).

X. Zheng, Y. Chen, Y. Xie, H. Ji, L. Huang, and C. Ding. Journal of Thermal Spray Technology., 18(3), 463-463 (2009). DOI: 10.1007/s11666-009-9376-4

Опубліковано
2019-12-26
Як цитувати
Tkachenko, M., & Zyman, Z. (2019). Особливості синтезу Ag-місткої гідроксиапатитної кераміки. Вісник Харківського національного університету імені В. Н. Каразіна. Серія «Фізика», (31), 28-32. https://doi.org/10.26565/2222-5617-2019-31-3