I. Nghiên cứu tổng hợp
Luận án tập trung vào nghiên cứu tổng hợp vật liệu nanocomposit giữa hydroxyapatit (HA) và các polymer tự nhiên. Các phương pháp tổng hợp được áp dụng bao gồm kết tủa ở nhiệt độ thấp và trộn huyền phù. Mục tiêu là tạo ra các vật liệu có kích thước nano, độ tinh thể thấp và tính tương thích sinh học cao. Các polymer tự nhiên như tinh bột, alginat và maltodextrin được sử dụng làm chất nền để điều chỉnh sự phát triển của tinh thể HA.
1.1. Tổng hợp HA ở nhiệt độ thấp
Phương pháp kết tủa ở nhiệt độ thấp (-15, -10, 0°C) được sử dụng để tổng hợp HA với kích thước nano và độ tinh thể thấp. Kết quả cho thấy HA tổng hợp ở 0°C có cấu trúc tinh thể ổn định và kích thước hạt nhỏ hơn so với các nhiệt độ khác. Phương pháp này giúp tăng hoạt tính bề mặt của HA, phù hợp cho các ứng dụng y sinh.
1.2. Tổng hợp nanocomposit HA polymer
Các nanocomposit HA/polymer được tổng hợp bằng hai phương pháp chính: trộn huyền phù và kết tủa trực tiếp. Phương pháp trộn huyền phù cho phép phân tán đồng đều HA trong chất nền polymer, trong khi kết tủa trực tiếp tạo ra liên kết hóa học mạnh hơn giữa HA và polymer. Các yếu tố như tỷ lệ thành phần, nhiệt độ và dung môi được khảo sát để tối ưu hóa quá trình tổng hợp.
II. Đặc trưng vật liệu nanocomposit
Luận án sử dụng các phương pháp đặc trưng vật liệu như nhiễu xạ tia X (XRD), phổ hồng ngoại (FT-IR), hiển vi điện tử quét (SEM) và phân tích nhiệt (TGA-DTA) để xác định cấu trúc và tính chất của các vật liệu tổng hợp. Kết quả cho thấy các nanocomposit HA/polymer có cấu trúc đồng nhất, kích thước hạt nano và tính chất nhiệt ổn định.
2.1. Đặc trưng cấu trúc
Phương pháp XRD được sử dụng để xác định cấu trúc tinh thể của HA và các nanocomposit. Kết quả cho thấy HA trong các vật liệu tổng hợp có cấu trúc tương tự HA sinh học. Phổ FT-IR xác nhận sự hiện diện của các liên kết hóa học giữa HA và polymer, như liên kết hydro và phức chất carboxyl-Ca.
2.2. Đặc trưng hình thái
SEM và TEM được sử dụng để quan sát hình thái bề mặt và cấu trúc nano của các vật liệu. Các nanocomposit HA/polymer có cấu trúc xốp và phân tán đồng đều, phù hợp cho các ứng dụng trong kỹ thuật mô và dẫn thuốc.
III. Ứng dụng của nanocomposit
Các nanocomposit HA/polymer có tiềm năng ứng dụng rộng rãi trong lĩnh vực y sinh, bao gồm thay thế xương, dẫn thuốc và kỹ thuật mô. Tính tương thích sinh học cao và khả năng tái hấp thu của các vật liệu này làm chúng trở thành lựa chọn ưu tiên trong các ứng dụng y tế.
3.1. Ứng dụng trong thay thế xương
Các nanocomposit HA/polymer có khả năng thúc đẩy sự phát triển của xương mới nhờ tính tương thích sinh học và hoạt tính bề mặt cao. Chúng được sử dụng trong các ứng dụng thay thế xương và điều trị các khuyết tật nha chu.
3.2. Ứng dụng trong dẫn thuốc
Cấu trúc xốp và khả năng giải phóng ion canxi của các nanocomposit HA/polymer làm chúng trở thành vật liệu lý tưởng cho hệ thống dẫn thuốc. Chúng có thể được sử dụng để điều trị các bệnh như loãng xương và ung thư.
