Materials, 2023,16,6397,https://doi.org/10.3390/ma16196397

Article: “Enhanced Release of Calcium Ions from Hydroxyapatite Nanoparticles with an Increase in Their Specific Surface Area”

Urszula Szałaj 1,2,* , Agnieszka Chodara 3, Stanisław Gierlotka 1, Jacek Wojnarowicz 1 and Witold Łojkowski 1

1 Laboratory of Nanostructures, Institute of High Pressure Physics, Polish Academy of Science,

Sokolowska 29/37, 01-142 Warsaw, Poland; Ten adres pocztowy jest chroniony przed spamowaniem. Aby go zobaczyć, konieczne jest włączenie w przeglądarce obsługi JavaScript. (S.G.); Ten adres pocztowy jest chroniony przed spamowaniem. Aby go zobaczyć, konieczne jest włączenie w przeglądarce obsługi JavaScript. (J.W.);

Ten adres pocztowy jest chroniony przed spamowaniem. Aby go zobaczyć, konieczne jest włączenie w przeglądarce obsługi JavaScript. (W.Ł.)

2 Faculty of Materials Engineering, Warsaw University of Technology, Wołoska 41, 02-507 Warsaw, Poland

3 Leyton Poland Ltd., Wspólna 70, 00-687 Warsw, Poland; Ten adres pocztowy jest chroniony przed spamowaniem. Aby go zobaczyć, konieczne jest włączenie w przeglądarce obsługi JavaScript.

* Correspondence: Ten adres pocztowy jest chroniony przed spamowaniem. Aby go zobaczyć, konieczne jest włączenie w przeglądarce obsługi JavaScript.; Tel.: +48-22-876-04-29

 

Abstrakt: Syntetyczny fosforan wapnia taki jak hydroksyapatyt (HAP) oraz fosforan trójwapniowy(TCP), są najpowszechniej używane materiały do przeszczepów kostnych ze względu na ich wysokie chemiczne podobieństwo do naturalnego hydroksyapatytu – nieorganicznego komponentu kości.Wapń w formie wolnych rodników  lub związanych kompleksów odgrywa kluczową role w wielu biologicznych funkcjach, włączając w to regenerację kości.  Ten artykuł bada możliwość zwiększenia uwalniania jonów Ca2+ z nanocząstek HAP(NPs)  poprzez zmniejszenie ich rozmiaru. Nanocząstki hydroksyapatytu zostały otrzymane poprzez mikrofalową hydrotermalną syntezę. Nanocząsteczki   o powierzchni właściwej w granicach od 51 m2/g do 240 m2/g  I o rozmiarze 39, 29, 19, 11, 10, i 9 nm  były używane w eksperymencie.  Struktura nanomateriału była także badana Pycnometrem Helowym, Dyfrakcją X-ray (XRD), oraz Transmisyjnym Mikroskopem Elektronowym (TEM). Uwalnianie jonów wapnia do roztworu buforu (PBS) było badane. Najwyższe uwalnianie jonów Ca2+ , w ilości 18 mg/L, było zaobserwowane w HAP o powierzchni właściwej 240 m2/g  i średniej wielkości cząstek 9 nm.  Znaczący wzrost w uwalnianiu jonów Ca2+ był także obserwowany w nanocząsteczkach o powierzchni właściwej   183 m2/g  i powyżej,  oraz wielkości nanocząstek 11 nm i mniejszych.  Dla większych nanocząsteczek nie zaobserwowano znaczących  zależności od wielkości.

Słowa kluczowe: hydroksyapatyt (HAP); nanocząsteczki; mikrofalowa hydrotermalna synteza; uwalnianie jonów wapnia; rozpuszczalność; efekt wielkości; powierzchnia właściwa.