RU2475461C2 - Method of producing porous ceramic from hydroxyapatite having antimicrobial activity - Google Patents
Method of producing porous ceramic from hydroxyapatite having antimicrobial activity Download PDFInfo
- Publication number
- RU2475461C2 RU2475461C2 RU2011125128/03A RU2011125128A RU2475461C2 RU 2475461 C2 RU2475461 C2 RU 2475461C2 RU 2011125128/03 A RU2011125128/03 A RU 2011125128/03A RU 2011125128 A RU2011125128 A RU 2011125128A RU 2475461 C2 RU2475461 C2 RU 2475461C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- hydroxyapatite
- zinc
- calcium oxide
- antimicrobial activity
- silver
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Materials For Medical Uses (AREA)
- Compositions Of Oxide Ceramics (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к химической технологии, конкретно к способу получения гидроксиапатита (ГА), обладающего антимикробной активностью, который может использоваться в медицине в качестве материала для замещения костных дефектов, в фармации, косметике, стоматологии, перевязочных средствах и в различных областях техники.The invention relates to chemical technology, specifically to a method for producing hydroxyapatite (HA) having antimicrobial activity, which can be used in medicine as a material for replacing bone defects, in pharmacy, cosmetics, dentistry, dressings and in various fields of technology.
Из уровня техники известно следующее: особенностью ГА является нестехиометричность его состава, позволяющая проводить изоморфные катионные и анионные замещения в его структуре. Как известно, в состав биологического апатита входят ионы K+, Na+, Mg2+, Zn2+, СО3 2-, F-, Сl-, SO4 4-, SiO4 4-. Поэтому при изготовлении керамики из гидроксиапатита для медицинских применений в состав порошка ГА вводят именно эти ионы.The following is known from the prior art: a feature of HA is the non-stoichiometry of its composition, which allows isomorphic cationic and anionic substitutions in its structure. As is known, the composition of biological apatite includes ions K + , Na + , Mg 2+ , Zn 2+ , СО 3 2- , F - , Сl - , SO 4 4- , SiO 4 4- . Therefore, in the manufacture of ceramics from hydroxyapatite for medical applications, these ions are introduced into the HA powder.
Оптимальным способом получения замещенных ГА является введение ионов-заместителей на стадии синтеза исходных порошков замещенных ГА [заявка на патент РФ 2007126163]. Таким образом добиваются идеального распределения ионов-заместителей в ГА. Однако присутствие в структуре ГА дополнительных фаз и модификаторов, в том числе Zn2+, Ag+, Cu2+, Fe3+, Mg2+ приводит к дестабилизации структуры апатита при термообработке и трансформации его в трикальцийфосфат (ТКФ). Таким образом, введение ионов-заместителей в структуру ГА увеличивает скорость биодеградации материала за счет увеличения дефектности решетки ГА и трансформации ГА в ТКФ.The optimal way to obtain substituted HA is the introduction of substituent ions at the stage of synthesis of the starting powders of substituted HA [RF patent application 2007126163]. Thus, an ideal distribution of substituent ions in the HA is achieved. However, the presence of additional phases and modifiers, including Zn 2+ , Ag + , Cu 2+ , Fe 3+ , Mg 2+ , in the HA structure leads to destabilization of the apatite structure during heat treatment and its transformation into tricalcium phosphate (TCP). Thus, the introduction of substituent ions into the structure of the HA increases the rate of biodegradation of the material due to an increase in the defectiveness of the HA lattice and the transformation of HA into TCP.
Известны способы получения порошков ГАП [Fumiaki Miyaji, Yoshiteru Kono, Yoko Suyama. Formation and structure of zinc-substituted calcium hydroxyapatite // Materials Research Bulletin 40 (2005) 209-220; A.Bigi, E.Foresti, M.Gandolfi, M.Gazzano, and N.Roveri Inhibiting Effect of Zinc on Hydroxylapatite Crystallization Journal of Inorganic Biochemistry, 58, 49-58 (1995)], содержащих до 20 ат.% Zn, являющихся однофазными после синтеза. Однако высокотемпературная обработка приводит к распаду твердого раствора уже при 800°С, температуре, явно недостаточной для спекания керамики на основе ГАП или ТКФ при любом содержании Zn. Известен способ получения магнийзамещенных гидроксиапатитов [Фадеева И.В., Шворнева Л.И., Баринов С.М., Орловский В.П. Синтез и структура магнийсодержащих гидроксиапатитов // Неорганические материалы. 2003. Т.39. №9. С.1102-1105], однако термическая обработка при 800-900°С способствует трансформации структуры ГА в ТКФ.Known methods for producing HAP powders [Fumiaki Miyaji, Yoshiteru Kono, Yoko Suyama. Formation and structure of zinc-substituted calcium hydroxyapatite // Materials Research Bulletin 40 (2005) 209-220; A. Bigi, E. Foresti, M. Gandolfi, M. Gazzano, and N. Roveri Inhibiting Effect of Zinc on Hydroxylapatite Crystallization Journal of Inorganic Biochemistry, 58, 49-58 (1995)], containing up to 20 at.% Zn, being single-phase after synthesis. However, high-temperature treatment leads to the decomposition of the solid solution already at 800 ° C, a temperature clearly insufficient for sintering ceramics based on HAP or TKF at any Zn content. A known method of producing magnesium-substituted hydroxyapatites [Fadeeva I.V., Shvorneva L.I., Barinov S.M., Orlovsky V.P. Synthesis and structure of magnesium-containing hydroxyapatites // Inorganic Materials. 2003.V. 39. No. 9. S.1102-1105], however, heat treatment at 800-900 ° C promotes the transformation of the structure of HA in FCF.
Описан [T.N.Kim, Q.L.Feng, J.О.Kim et alAntimicrobial effects of metal ions (Ag, Cu, Zn) in hydroxyapatite // J.Mater.Sci.Mater.Med. 1998. V.9. P.129-134] способ получения порошков серебро-, цинк-, медь-замещенных ГА осаждением из водных растворов солей. Однако недостатком данного способа является невозможность получения больших количеств материала для получения керамики, а также длительный и энергоемкий процесс сушки гелей, образующихся в результате синтеза.Described by [T.N. Kim, Q. L. Feng, J. O. Kim et al Antimicrobial effects of metal ions (Ag, Cu, Zn) in hydroxyapatite // J. Mater.Sci.Mater.Med. 1998. V.9. P.129-134] a method for producing powders of silver, zinc, copper-substituted HA by precipitation from aqueous solutions of salts. However, the disadvantage of this method is the impossibility of obtaining large quantities of material to obtain ceramics, as well as a lengthy and energy-intensive process of drying the gels resulting from the synthesis.
Наиболее близким к прототипу является способ (патент РФ №2372313) получения ГА керамики, содержащей оксид цинка. Керамику из ГА, модифицированного оксидом цинка, получают взаимодействием растворимых солей кальция, цинка и растворимых фосфатов, формованием образцов или изделий из полученных порошков при содержании 1-5 мол.% цинка по весу в виде твердого раствора в ГАП (ZnTAn) и их обжиг при 1100-1200°С. Обжиг керамики проводят в засыпке, представляющей собой смесь карбоната кальция и брушита, причем содержание карбоната кальция в смеси составляет 30-50%.Closest to the prototype is the method (RF patent No. 2372313) for the production of HA ceramics containing zinc oxide. Ceramics from HA modified by zinc oxide are obtained by the interaction of soluble salts of calcium, zinc and soluble phosphates, molding of samples or products from the obtained powders at a content of 1-5 mol.% Zinc by weight in the form of a solid solution in HAP (ZnTAn) and firing them at 1100-1200 ° C. Ceramics are fired in a backfill, which is a mixture of calcium carbonate and brushite, and the content of calcium carbonate in the mixture is 30-50%.
Задача, на решение которой направлено настоящее изобретение, заключается в создании способа получения пористой ГА керамики, обладающей антибактериальными свойствами, модифицированной ионами Zn2+, Ag+, Cu2+, Fe3+.The problem to which the present invention is directed, is to create a method for producing porous HA ceramics with antibacterial properties, modified with ions of Zn 2+ , Ag + , Cu 2+ , Fe 3+ .
Техническим результатом изобретения является то, что керамика, полученная по предложенному способу, имеет пористую структуру, пористость составляет 50-90% и обладает антибактериальной активностью, что выражается в образовании гало, участка, на котором отсутствует штамм E.Coli, вокруг образца керамики, помещенного в чашку Петри с культурой E.Coli.The technical result of the invention is that the ceramic obtained by the proposed method has a porous structure, porosity is 50-90% and has antibacterial activity, which is manifested in the formation of a halo, an area where the E. coli strain is absent, around a ceramic sample placed in a Petri dish with E.Coli culture.
Технический результат достигается тем, что способ получения пористой керамики из гидроксиапатита, обладающей повышенной антимикробной активностью, включает синтез цинк-, медь-, железо- или сереброзамещенного гидроксиапатита с использованием механохимической активации из оксида кальция и двухзамещенного фосфата аммония в присутствии нитратов цинка, меди, железа или серебра, взятых в количестве 0,5-10 мол.% по отношению к оксиду кальция. При подготовке керамического шликера смешивают полученный порошок и гель полиакриламида в качестве пластификатора и порообразователя. Полученным шликером пропитывают полиуретановые губки с различной пористостью (от 50 до 90 об.%), после чего проводят спекание; синтез проводят с небольшими количествами (от 0,1 до 6 мас.%) карбоната аммония.The technical result is achieved by the fact that the method for producing porous ceramics from hydroxyapatite with increased antimicrobial activity involves the synthesis of zinc, copper, iron or silver substituted hydroxyapatite using mechanochemical activation from calcium oxide and dibasic ammonium phosphate in the presence of zinc, copper, iron nitrates or silver, taken in an amount of 0.5-10 mol.% in relation to calcium oxide. When preparing a ceramic slip, the resulting powder is mixed with a polyacrylamide gel as a plasticizer and blowing agent. The resulting slurry is impregnated with polyurethane sponges with different porosities (from 50 to 90 vol.%), After which sintering is carried out; the synthesis is carried out with small amounts (from 0.1 to 6 wt.%) of ammonium carbonate.
Сущность изобретения заключается в следующем: синтез цинк-, медь-, железо- или сереброзамещенного гидроксиапатита проводят с использованием механохимической активации из оксида кальция и двухзамещенного фосфата аммония в присутствии нитратов металлов-заместителей, взятых в количестве 0,5 - 10 мол.% по отношению к оксиду кальция. Активацию проводят в планетарной мельнице с использованием керамических корундовых тел сферической формы. После получения порошка готовят шликер из порошка и геля полиакриламида, пропитывают шликером полиуретановые пористые матрицы, высушивают и спекают при температуре от 900 до 1200°С. Полученная ГА керамика имеет пористость 50-90%, прочность при сжатии от 50 до 3 МПа, обладает антимикробной активностью по отношению к грамположительным и грамотрицательным штаммам и может использоваться в реконструктивно-пластической хирургии при использовании технологий инженерии костной ткани.The essence of the invention is as follows: the synthesis of zinc-, copper-, iron- or silver-substituted hydroxyapatite is carried out using mechanochemical activation from calcium oxide and disubstituted ammonium phosphate in the presence of nitrates of metal substituents taken in an amount of 0.5 to 10 mol.% In relation to calcium oxide. Activation is carried out in a planetary mill using ceramic spherical corundum bodies. After receiving the powder, a slip is prepared from the powder and the polyacrylamide gel, the polyurethane porous matrices are impregnated with the slip, dried and sintered at a temperature of from 900 to 1200 ° C. The obtained HA ceramic has a porosity of 50-90%, compressive strength from 50 to 3 MPa, has antimicrobial activity against gram-positive and gram-negative strains, and can be used in reconstructive plastic surgery using bone tissue engineering technologies.
Изобретение иллюстрируется примерами и рис.1-4. На рис.1, представлена дифрактограмма порошка сереброзамещенного ГА, на которой отмечены основные пики, принадлежащие ГА (согласно данным библиотеки стандартов JPCDS). Поскольку практически все пики, приведенные на рис.1, совпадают с пиками, характерными для ГА, можно сделать вывод о структурном соответствии полученного соединения и ГА.The invention is illustrated by examples and Figs. 1-4. In Fig. 1, a diffractogram of a silver-substituted HA powder is shown, on which the main peaks belonging to the HA are marked (according to the JPCDS standards library). Since almost all the peaks shown in Fig. 1 coincide with the peaks characteristic of HA, we can conclude that the obtained compound and HA are structurally consistent.
На рис.2 приведен ИК спектр порошка сереброзамещенного ГА. Полосы при 3650-3680 см-1 отвечают колебаниям ОН групп, входящих в структуру полученного сереброзамещенного ГА. Полосы в области 1400-1550 см-1 соответствуют колебаниям карбонатных групп, что подтверждает их присутствие в синтезированном сереброзамещенном ГА. Другие полосы, присутствующие в спектре, соответствуют колебаниям фосфатных и карбонатных групп, что подтверждает их наличие в полученном сереброзамещенном ГА.Figure 2 shows the IR spectrum of silver-substituted HA powder. The bands at 3650-3680 cm -1 correspond to the vibrations of OH groups included in the structure of the obtained silver-substituted HA. The bands in the region of 1400–1550 cm –1 correspond to vibrations of carbonate groups, which confirms their presence in the synthesized silver-substituted HA. Other bands present in the spectrum correspond to vibrations of phosphate and carbonate groups, which confirms their presence in the obtained silver-substituted HA.
На рис.3, приведена микроструктура керамики из модифицированного ГА с антимикробной активностью: на рис.3а изображена микроструктура сереброзамещенного ГА, на рис.3б - цинкзамещенного ГА. Как видно из рис.3, оба образца керамики являются пористыми, размер пор варьирует в интервале от менее 1 мкм до 10 мкм.Figure 3 shows the microstructure of ceramic from modified HA with antimicrobial activity: Figure 3a shows the microstructure of silver-substituted HA, and Figure 3b shows the zinc-substituted HA. As can be seen from Fig. 3, both ceramic samples are porous; pore size varies in the range from less than 1 μm to 10 μm.
На рис.4, приведены фотографии образцов керамики, обладающей антимикробными свойствами, помещенных в питательную среду с E.Coli. На рис.4а представлены образцы керамики из сереброзамещенного ГА; на рис 4б - из медьзамещенного ГА; на рис.4в - из железозамещенного ГА; на рис.4г - из цинкзамещенного ГА. Диаметр светлого кольца вокруг образца керамики соответствует области, в которой отсутствует культура E.Coli: чем больше диаметр светлого кольца, тем больше проявляются антибактериальные свойства.Figure 4 shows photographs of samples of ceramics with antimicrobial properties placed in a nutrient medium with E. Coli. Figure 4a shows ceramic samples from silver-substituted HA; Fig. 4b - from a copper-substituted HA; Fig. 4c - from iron-substituted HA; Fig. 4d - from zinc-substituted HA. The diameter of the light ring around the ceramic sample corresponds to the region in which the E. Coli culture is absent: the larger the diameter of the light ring, the more antibacterial properties appear.
Пример 1.Example 1
В реактор помещают 28 г оксида кальция, прокаленного при температуре 950°С, 39,6 г двухзамещенного фосфата аммония, 2,4 г карбоната аммония, 300 г помольных корундовых тел сферической формы и помещают в планетарную мельницу, где подвергают смесь активации при скорости вращения реактора 1-1,5 тыс.об/мин в течение 60 мин. Далее к смеси добавляют рассчитанное количество нитрата серебра (1 мол.% от введенного оксида кальция), растворенного в 300 мл воды, после чего продолжают смешивание в планетарной мельнице при вышеуказанной скорости вращения в течение 60 мин. Образовавшийся продукт отделяют фильтрованием с отсасыванием на воронке Бюхнера и сушат на воздухе без доступа света. Высушенный порошок дезагрегируют пропусканием через сетку с размером ячейки 400 мкм, смешивают с гелем полиакриламида, пропитывают полиуретановый пористый матрикс с пористостью 90%, высушивают в сушильном шкафу при 60-80°С. Спекают в камерной печи с силитовыми нагревателями при температуре 900°С. Согласно дифрактограмме (рис.1) керамика соответствует по структуре ГА. Из ИК спектров (рис.2) можно сделать вывод о вхождении в состав полученной керамики карбонат-групп. Полученная керамика является пористой с размером пор от менее 1 мкм до 10 мкм (рис.3а), благодаря чему данную керамику можно использовать при замещении костных дефектов в остеопластической хирургии и реконструктивно-пластической стоматологии. Общая пористость составляет 45%. На рис.4а вокруг образца, помещенного в чашку Петри с культурой E.Coli, хорошо заметно кольцо шириной 0,5 см, в котором отсутствует вышеуказанная культура, что является доказательством антибактериальной активности серебросодержащей ГА керамики.28 g of calcium oxide calcined at a temperature of 950 ° C, 39.6 g of disubstituted ammonium phosphate, 2.4 g of ammonium carbonate, 300 g of spherical grinding corundum bodies are placed in a reactor and placed in a planetary mill, where the mixture is subjected to activation at rotation speed reactor 1-1.5 thousand rpm for 60 minutes Next, the calculated amount of silver nitrate (1 mol% of the introduced calcium oxide) dissolved in 300 ml of water is added to the mixture, after which mixing is continued in a planetary mill at the above rotation speed for 60 minutes. The resulting product is separated by suction filtration on a Buchner funnel and dried in air without access to light. The dried powder is disaggregated by passing through a mesh with a mesh size of 400 μm, mixed with polyacrylamide gel, impregnated with a polyurethane porous matrix with a porosity of 90%, and dried in an oven at 60-80 ° C. Sintered in a chamber furnace with siliceous heaters at a temperature of 900 ° C. According to the diffraction pattern (Fig. 1), the ceramics correspond in the structure of the HA. From the IR spectra (Fig. 2), we can conclude that carbonate groups are included in the composition of the obtained ceramics. The resulting ceramic is porous with pore sizes from less than 1 μm to 10 μm (Fig. 3a), so this ceramic can be used to replace bone defects in osteoplastic surgery and reconstructive plastic dentistry. The total porosity is 45%. In Fig. 4a, a ring 0.5 cm wide, in which the above culture is absent, is clearly visible around a sample placed in a Petri dish with E. Coli culture, which is evidence of the antibacterial activity of silver-containing HA ceramics.
Пример 2.Example 2
В реактор помещают 28 г оксида кальция, прокаленного при температуре 950°С, 39,6 г двухзамещенного фосфата аммония, 300 г помольных корундовых тел сферической формы и помещают в планетарную мельницу, где подвергают смесь активации при скорости вращения реактора 1-1,5 тыс. об/мин в течение 60 мин. Далее к смеси добавляют рассчитанное количество нитрата цинка (2 мол.% от введенного оксида кальция), растворенного в 300 мл воды, после чего продолжают смешивание в планетарной мельнице при вышеуказанной скорости вращения в течение 60 мин. Образовавшийся продукт отделяют фильтрованием с отсасыванием на воронке Бюхнера и сушат на воздухе. Высушенный порошок дезагрегируют пропусканием через сетку с размером ячейки 400 мкм, смешивают с гелем полиакриламида, формуют, высушивают в сушильном шкафу при 60-80°С. Спекают в камерной печи с силитовыми нагревателями при температуре 900°С. Пористость полученной керамики составляет 55% (рис.3б). Антибактериальные свойства данной керамики подтверждаются отсутствием культуры E.Coli вокруг образца на расстоянии 1 см (рис.4г).28 g of calcium oxide calcined at a temperature of 950 ° C, 39.6 g of disubstituted ammonium phosphate, 300 g of spherical grinding corundum bodies are placed in a reactor and placed in a planetary mill, where the activation mixture is subjected at a reactor speed of 1-1.5 thousand rpm for 60 minutes Next, the calculated amount of zinc nitrate (2 mol% of the introduced calcium oxide) dissolved in 300 ml of water is added to the mixture, after which mixing is continued in a planetary mill at the above rotation speed for 60 minutes. The resulting product is separated by suction filtration on a Buchner funnel and dried in air. The dried powder is disaggregated by passing through a mesh with a mesh size of 400 μm, mixed with polyacrylamide gel, formed, dried in an oven at 60-80 ° C. Sintered in a chamber furnace with siliceous heaters at a temperature of 900 ° C. The porosity of the obtained ceramics is 55% (Fig. 3b). The antibacterial properties of this ceramic are confirmed by the absence of an E.Coli culture around the sample at a distance of 1 cm (Fig. 4d).
Пример 3.Example 3
В реактор помещают 28 г оксида кальция, прокаленного при температуре 950°С, 39,6 г двухзамещенного фосфата аммония, 300 г помольных корундовых тел сферической формы и помещают в планетарную мельницу, где подвергают смесь активации при скорости вращения реактора 1-1,5 тыс. об/мин в течение 60 мин. Далее к смеси добавляют рассчитанное количество нитрата меди (0,5 мол.% от введенного оксида кальция), растворенного в 300 мл воды, после чего продолжают смешивание в планетарной мельнице при вышеуказанной скорости вращения в течение 60 мин. Образовавшийся продукт отделяют фильтрованием с отсасыванием на воронке Бюхнера и сушат на воздухе. Высушенный порошок дезагрегируют пропусканием через сетку с размером ячейки 400 мкм, смешивают с гелем полиакриламида, пропитывают полиуретановый пористый матрикс с пористостью 50%, высушивают в сушильном шкафу при 60-80°С. Спекают в камерной печи с силитовыми нагревателями при температуре 900°С. Пористость полученной керамики составляет 50%. Антибактериальные свойства данной керамики подтверждаются отсутствием культуры E.Coli вокруг образца на расстоянии 0,1 см (рис.4б).28 g of calcium oxide calcined at a temperature of 950 ° C, 39.6 g of disubstituted ammonium phosphate, 300 g of spherical grinding corundum bodies are placed in a reactor and placed in a planetary mill, where the activation mixture is subjected at a reactor speed of 1-1.5 thousand rpm for 60 minutes Next, the calculated amount of copper nitrate (0.5 mol% of the introduced calcium oxide) dissolved in 300 ml of water is added to the mixture, after which mixing is continued in a planetary mill at the above rotation speed for 60 minutes. The resulting product is separated by suction filtration on a Buchner funnel and dried in air. The dried powder is disaggregated by passing through a mesh with a mesh size of 400 μm, mixed with polyacrylamide gel, impregnated with a polyurethane porous matrix with a porosity of 50%, and dried in an oven at 60-80 ° C. Sintered in a chamber furnace with siliceous heaters at a temperature of 900 ° C. The porosity of the obtained ceramics is 50%. The antibacterial properties of this ceramic are confirmed by the absence of an E.Coli culture around the sample at a distance of 0.1 cm (Fig. 4b).
Пример 4.Example 4
В реактор помещают 28 г оксида кальция, прокаленного при температуре 950°С, 39,6 г двухзамещенного фосфата аммония, 300 г помольных корундовых тел сферической формы и помещают в планетарную мельницу, где подвергают смесь активации при скорости вращения реактора 1-1,5 тыс. об/мин в течение 60 мин. Далее к смеси добавляют рассчитанное количество нитрата железа (0,1 мол.% от введенного оксида кальция), растворенного в 300 мл воды, после чего продолжают смешивание в планетарной мельнице при вышеуказанной скорости вращения в течение 60 мин. Образовавшийся продукт отделяют фильтрованием с отсасыванием на воронке Бюхнера и сушат на воздухе. Высушенный порошок дезагрегируют пропусканием через сетку с размером ячейки 400 мкм, смешивают с гелем полиакриламида, формуют, высушивают в сушильном шкафу при 60-80°С. Спекают в камерной печи с силитовыми нагревателями при температуре 900°С. Полученная керамика имеет пористость порядка 60%, однако не проявляет антибактериальную активность, т.е. вокруг образца присутствует культура E.Coli (рис.4в).28 g of calcium oxide calcined at a temperature of 950 ° C, 39.6 g of disubstituted ammonium phosphate, 300 g of spherical grinding corundum bodies are placed in a reactor and placed in a planetary mill, where the activation mixture is subjected at a reactor speed of 1-1.5 thousand rpm for 60 minutes Next, the calculated amount of iron nitrate (0.1 mol% of the introduced calcium oxide) dissolved in 300 ml of water is added to the mixture, after which mixing is continued in a planetary mill at the above rotation speed for 60 minutes. The resulting product is separated by suction filtration on a Buchner funnel and dried in air. The dried powder is disaggregated by passing through a mesh with a mesh size of 400 μm, mixed with polyacrylamide gel, formed, dried in an oven at 60-80 ° C. Sintered in a chamber furnace with siliceous heaters at a temperature of 900 ° C. The resulting ceramics has a porosity of about 60%, but does not exhibit antibacterial activity, i.e. A culture of E. Coli is present around the sample (Fig. 4c).
Пример 5.Example 5
В реактор помещают 28 г оксида кальция, прокаленного при температуре 950°С, 39,6 г двухзамещенного фосфата аммония, 300 г помольных корундовых тел сферической формы и помещают в планетарную мельницу, где подвергают смесь активации при скорости вращения реактора 1-1,5 тыс. об/мин в течение 60 мин. Далее к смеси добавляют рассчитанное количество нитрата цинка (15 мол.% от введенного оксида кальция), растворенного в 300 мл воды, после чего продолжают смешивание в планетарной мельнице при вышеуказанной скорости вращения в течение 60 мин. Образовавшийся продукт отделяют фильтрованием с отсасыванием на воронке Бюхнера и сушат на воздухе. Высушенный порошок дезагрегируют пропусканием через сетку с размером ячейки 400 мкм, смешивают с гелем полиакриламида, формуют, высушивают в сушильном шкафу при 60-80°С. Спекают в камерной печи с силитовыми нагревателями при температуре 900°С. Согласно данным РФА полученной керамики образовавшийся продукт является двухфазным и содержит 60 мас.% апатитоподобной фазы и 40% трикальцийфосфата.28 g of calcium oxide calcined at a temperature of 950 ° C, 39.6 g of disubstituted ammonium phosphate, 300 g of spherical grinding corundum bodies are placed in a reactor and placed in a planetary mill, where the activation mixture is subjected at a reactor speed of 1-1.5 thousand rpm for 60 minutes Next, the calculated amount of zinc nitrate (15 mol% of the introduced calcium oxide) dissolved in 300 ml of water is added to the mixture, after which mixing is continued in a planetary mill at the above rotation speed for 60 minutes. The resulting product is separated by suction filtration on a Buchner funnel and dried in air. The dried powder is disaggregated by passing through a mesh with a mesh size of 400 μm, mixed with polyacrylamide gel, formed, dried in an oven at 60-80 ° C. Sintered in a chamber furnace with siliceous heaters at a temperature of 900 ° C. According to the XRD data of the obtained ceramics, the resulting product is biphasic and contains 60 wt.% Apatite-like phase and 40% tricalcium phosphate.
Claims (2)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2011125128/03A RU2475461C2 (en) | 2011-06-21 | 2011-06-21 | Method of producing porous ceramic from hydroxyapatite having antimicrobial activity |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2011125128/03A RU2475461C2 (en) | 2011-06-21 | 2011-06-21 | Method of producing porous ceramic from hydroxyapatite having antimicrobial activity |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2011125128A RU2011125128A (en) | 2012-01-27 |
| RU2475461C2 true RU2475461C2 (en) | 2013-02-20 |
Family
ID=45786325
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2011125128/03A RU2475461C2 (en) | 2011-06-21 | 2011-06-21 | Method of producing porous ceramic from hydroxyapatite having antimicrobial activity |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2475461C2 (en) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2784938C1 (en) * | 2022-02-28 | 2022-12-01 | Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт металлургии и материаловедения им. А.А. Байкова Российской академии наук (ИМЕТ РАН) | Method for producing porous ceramics based on tricalcium phosphate based on fabricated three-dimensional models by layer-by-layer deposition using photopolymerization |
Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4308064A (en) * | 1978-10-19 | 1981-12-29 | Ngk Spark Plugs Co., Ltd. | Phosphate of calcium ceramics |
| JP2000203815A (en) * | 1998-12-28 | 2000-07-25 | Maruo Calcium Co Ltd | Porous inorganic composite and its production |
| WO2009053835A2 (en) * | 2007-10-25 | 2009-04-30 | Claudia Marina Souto Ranito | Method of fabricating porous ceramic structures based on calcium phosphates, alumina or zirconia |
| RU2372313C2 (en) * | 2007-07-11 | 2009-11-10 | Государственное учебно-научное учреждение Химический факультет Московского государственного университета им. М.В. Ломоносова | Method of producing hydroxyapatite based ceramic, containing zinc oxide |
| RU2392007C2 (en) * | 2008-04-11 | 2010-06-20 | Государственное Учебно-Научное Учреждение Химический Факультет Московского Государственного Университета Имени М.В. Ломоносова | Manufacture method of calcium phosphate-based porous material |
-
2011
- 2011-06-21 RU RU2011125128/03A patent/RU2475461C2/en active
Patent Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4308064A (en) * | 1978-10-19 | 1981-12-29 | Ngk Spark Plugs Co., Ltd. | Phosphate of calcium ceramics |
| JP2000203815A (en) * | 1998-12-28 | 2000-07-25 | Maruo Calcium Co Ltd | Porous inorganic composite and its production |
| RU2372313C2 (en) * | 2007-07-11 | 2009-11-10 | Государственное учебно-научное учреждение Химический факультет Московского государственного университета им. М.В. Ломоносова | Method of producing hydroxyapatite based ceramic, containing zinc oxide |
| WO2009053835A2 (en) * | 2007-10-25 | 2009-04-30 | Claudia Marina Souto Ranito | Method of fabricating porous ceramic structures based on calcium phosphates, alumina or zirconia |
| RU2392007C2 (en) * | 2008-04-11 | 2010-06-20 | Государственное Учебно-Научное Учреждение Химический Факультет Московского Государственного Университета Имени М.В. Ломоносова | Manufacture method of calcium phosphate-based porous material |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2784938C1 (en) * | 2022-02-28 | 2022-12-01 | Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт металлургии и материаловедения им. А.А. Байкова Российской академии наук (ИМЕТ РАН) | Method for producing porous ceramics based on tricalcium phosphate based on fabricated three-dimensional models by layer-by-layer deposition using photopolymerization |
| RU2807106C1 (en) * | 2022-12-05 | 2023-11-09 | федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Российский государственный университет нефти и газа (национальный исследовательский университет) имени И.М. Губкина" | Anti-microbial material |
| RU2816665C1 (en) * | 2023-05-11 | 2024-04-02 | Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт металлургии и материаловедения им. А.А. Байкова Российской академии наук (ИМЕТ РАН) | Method of producing powdered single-phase tungsten-containing hydroxyapatite by chemical coprecipitation |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| RU2011125128A (en) | 2012-01-27 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| Wang et al. | Synthesis methods of functionalized nanoparticles: a review | |
| Marques et al. | Biocompatibility and antimicrobial activity of biphasic calcium phosphate powders doped with metal ions for regenerative medicine | |
| Lett et al. | Tailoring the morphological features of sol–gel synthesized mesoporous hydroxyapatite using fatty acids as an organic modifier | |
| Goh et al. | In-vitro characterization of antibacterial bioactive glass containing ceria | |
| Choudhary et al. | Preparation of nanocrystalline forsterite by combustion of different fuels and their comparative in-vitro bioactivity, dissolution behaviour and antibacterial studies | |
| JP4540225B2 (en) | Process for producing magnesium and carbonate substituted hydroxyapatite | |
| WO2010079316A1 (en) | Silicate- substituted hydroxyapatite | |
| Baskaran et al. | Synthesis methods of doped hydroxyapatite: a brief review | |
| CN109205583A (en) | A kind of large scale argentum-carried hydroxylapatite porous microsphere material and preparation method thereof | |
| Piccirillo et al. | Luminescent calcium phosphate bioceramics doped with europium derived from fish industry byproducts | |
| Alshemary et al. | Nanocrystalline Zn2+ and SO42− binary doped fluorohydroxyapatite: a novel biomaterial with enhanced osteoconductive and osteoinconductive properties | |
| Choudhary et al. | In vitro bioactivity studies of larnite and larnite/chitin composites prepared from biowaste for biomedical applications | |
| CN103086708B (en) | Calcium silicophosphate biomaterial, and preparation method and use thereof | |
| CN111994914B (en) | Ion co-doped beta-dicalcium silicate powder, preparation method and application | |
| Dash et al. | Synthesis and Characterization of ZnO/MgO Doped Mesoporous Bioactive Glass: Enhanced Bioactivity and Antibacterial Properties for Bone Tissue Engineering Applications | |
| Hoa et al. | Characteristics of Ag-incorporated bioactive glasses prepared by a modified sol–gel method with a shortened synthesis time and without the use of catalysts | |
| RU2475461C2 (en) | Method of producing porous ceramic from hydroxyapatite having antimicrobial activity | |
| CN115708893A (en) | Manganese-doped hydroxyapatite nanowire bioceramic, preparation method and application | |
| Lim et al. | Synthesis and characterization of silver/silicon‐cosubstituted nanohydroxyapatite | |
| RU2395450C1 (en) | Method of preparing calcium pyrophosphate powder capable of agglomeration | |
| Wu et al. | Effects of cooling conditions and chitosan coating on the properties of porous calcium phosphate granules produced from hard clam shells | |
| Najim et al. | Structural and biological features of Cu, Mg Co-doped hydroxyapatite prepared by wet chemical precipitation | |
| Chandran et al. | Apatite matrix substituted with biologically essential rare Earth elements as an artificial hard tissue substitute: Systematic physicochemical and biological evaluation | |
| Joseph et al. | Silver-Doped Diopside: A Multifunctional Bioceramic with Enhanced Bioactivity, Mechanical Strength, and Antimicrobial Properties for Bone Regeneration | |
| Lunetta et al. | Doped hydroxyapatite bioceramic from food wastes for orthopedic applications |