Nghiên cứu kết tủa điện hóa màng hydroxyapatit ống nano carbon trong ứng dụng cấy ghép xương

• Trường học: Trường Đại Học
• Chuyên ngành: Công Nghệ Vật Liệu
• Đề tài: Nghiên Cứu Kết Tủa Điện Hóa Hydroxyapatit Trên Ống Nano Carbon Cho Cấy Ghép Xương
• Loại tài liệu: luận án

• MỞ ĐẦU
• 1. CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN
• 1.1. Tổng quan về hydroxyapatit
• 1.1.1. Tính chất của hydroxyapatit
• 1.1.1.1. Tính chất cấu trúc
• 1.1.1.2. Tính chất vật lý
• 1.1.1.3. Tính chất hoá học
• 1.1.1.4. Tính chất sinh học
• 1.1.2. Các phương pháp chế tạo màng hydroxyapatit
• 1.1.2.1. Phương pháp vật lý
• 1.1.2.2. Phương pháp điện hóa
• 1.1.2.2.1. Phương pháp điện di
• 1.1.2.2.2. Phương pháp anôt hóa
• 1.1.2.2.3. Phương pháp kết tủa catôt
• 1.1.3. Vai trò và ứng dụng của hydroxyapatit
• 1.1.3.1. Ứng dụng của hydroxyapatit dạng bột
• 1.1.3.2. Ứng dụng của hydroxyapatit dạng gốm xốp
• 1.1.3.3. Ứng dụng của hydroxyapatit dạng composite
• 1.1.3.4. Ứng dụng của hydroxyapatit dạng màng
• 1.2. Tổng quan về vật liệu ống nano carbon
• 1.2.1. Tính chất vật liệu ống nano carbon
• 1.2.1.1. Tính chất cấu trúc

I. Giới thiệu về Hydroxyapatit

Hydroxyapatit (HAp) là một hợp chất vô cơ quan trọng, có công thức hóa học là Ca10(PO4)6(OH)2. Nó là thành phần chính trong cấu trúc xương và răng của con người. HAp có tính tương thích sinh học cao, giúp tái sinh xương nhanh chóng và tạo liên kết trực tiếp với xương non mà không cần mô trung gian. Do đó, HAp được ứng dụng rộng rãi trong y học, từ dạng bột bổ sung canxi đến dạng gốm dùng trong phẫu thuật chỉnh hình. HAp tổng hợp có thành phần tương tự như xương tự nhiên, kích thích khả năng liền xương nhanh hơn. Tuy nhiên, màng HAp tinh khiết có độ hòa tan cao trong môi trường sinh lý, dẫn đến sự thoái hóa nhanh chóng và giảm khả năng cố định với mô chủ. Do đó, việc cải thiện tính chất cơ lý của màng HAp là cần thiết.

1.1. Tính chất sinh học của Hydroxyapatit

HAp có tính tương thích sinh học cao, giúp các tế bào xương dễ dàng xâm nhập và phát triển. HAp dạng bột mịn kích thước nano là dạng canxi photphat dễ hấp thụ nhất, với tỷ lệ Ca/P tương tự như trong xương và răng. HAp không gây độc, không dị ứng và có tính sát khuẩn cao, làm cho nó trở thành vật liệu lý tưởng trong y học. HAp có khả năng phân hủy chậm, cho phép các tế bào xương có thời gian phát triển và hoàn thiện, từ đó nâng cao khả năng ứng dụng trong y học.

II. Vật liệu ống nano carbon

Vật liệu ống nano carbon (CNT) là một trong những vật liệu nano có tính chất cơ lý vượt trội, bao gồm độ cứng cao, khả năng chống ăn mòn và diện tích bề mặt lớn. CNT được sử dụng rộng rãi trong nhiều ứng dụng, từ vật liệu gia cường cho đến các ứng dụng y sinh. Việc kết hợp CNT với HAp tạo ra composite HAp-CNTbt, giúp cải thiện đáng kể tính chất cơ lý và khả năng tương thích sinh học của vật liệu. Nghiên cứu cho thấy, việc pha trộn CNT vào HAp không chỉ nâng cao độ bền mà còn thúc đẩy sự phát triển của xương trong môi trường sinh lý.

2.1. Tính chất cấu trúc của ống nano carbon

CNT có cấu trúc dạng ống với đường kính nanomet và chiều dài từ vài nanomet đến micromet. Chúng được phân chia thành hai loại chính: CNT đơn tường và CNT đa tường. Cấu trúc này cho phép CNT có những đặc tính độc đáo, như khả năng dẫn điện và nhiệt tốt, cùng với độ bền cơ học cao. Những đặc tính này làm cho CNT trở thành vật liệu lý tưởng cho các ứng dụng trong y sinh, đặc biệt là trong cấy ghép xương, nơi mà khả năng tương thích sinh học và độ bền là rất quan trọng.

III. Phương pháp kết tủa điện hóa

Phương pháp kết tủa điện hóa là một kỹ thuật hiệu quả để tổng hợp màng HAp trên nền kim loại hoặc hợp kim. Kỹ thuật này cho phép tạo ra màng HAp có độ tinh khiết cao và độ bám dính tốt với nền. Các yếu tố như khoảng quét thế, tốc độ quét và nồng độ CNTbt trong dung dịch tổng hợp có ảnh hưởng lớn đến tính chất của màng HAp-CNTbt. Việc tối ưu hóa các điều kiện này sẽ giúp nâng cao khả năng tương thích sinh học và tính chất cơ lý của vật liệu, từ đó mở rộng ứng dụng trong cấy ghép xương.

3.1. Ảnh hưởng của các yếu tố đến tính chất màng

Nghiên cứu cho thấy rằng các yếu tố như nồng độ CNTbt, nhiệt độ tổng hợp và số lần quét có ảnh hưởng đáng kể đến độ gồ ghề bề mặt, mô đun đàn hồi và độ cứng của màng HAp-CNTbt. Việc điều chỉnh các yếu tố này không chỉ cải thiện tính chất cơ lý mà còn nâng cao khả năng tương thích sinh học của vật liệu. Các kết quả thu được từ nghiên cứu này sẽ góp phần vào việc phát triển các vật liệu mới cho ứng dụng trong y sinh, đặc biệt là trong lĩnh vực cấy ghép xương.