Hydroxyapatite (HA) is one of the m

Hydroxyapatite (HA) is one of the most stable forms of calcium phosphate which occupies (60–65%) as a major inorganic component in the bone. It is suitable for orthopedic replacements as it could be gradually replaced by the host bone after implantation [1]. The nano-scale of the inorganic component in natural bone provides the mechanical strength to bone. Nano-particles such as silver, copper and zinc are doped; substituted with the biomaterials or incorporated during the scaffold fabrication [2] have high antibacterial activity, low toxicity, chemical stability, long lasting action period and thermal resistance. A sol–gel method was successfully applied to synthesize both ZnO and SiO2 nano-particles with different sizes by varying the calcination temperature. Sol–gel process is more advantageous than others because of its high process speed, low cost, and continuous production [3].
HA chemical composition is complicated in reality: nonstoichiometric and calcium-deficient (Ca/P molar ratio b1.67) due to vacancies, foreign cations and anions such as sodium, zinc, magnesium, iron and carbonate (CO3 2 −), which are taken up from the surrounding body fluids during bone metabolism [4]. Non-stoichiometric HA has a hexagonal crystal structure and consists of an array of orthophosphate PO4 3 − tetrahedra which are complexes with Ca2+ to form hydroxyapatite [5]. Calcium is one of the most important inorganic ions, which alongwith phosphate is the key component of the mineralized matrix that acts as a reservoir for calcium and has central role in maintaining calcium homeostasis throughout the body. The structure of HA allows the substitution of the Ca2+ site by Zn2+, Na+, Ti4+, Sr2+, Mg2+, and the phosphate site by CO3 2−, SiO4 4−, Ti4+, as well as their OH− group by Cl−, F− and CO3 2− ions. Such ionic substitutions can affect the surface charge, lattice parameters, crystallinity and morphology which can result in changes in the thermal stability, mechanical properties, solubility and bioactivity of HA [6].
Cerium (Ce) can act similar to calcium in organisms, so it accumulates in bones in small amounts, therefore, Ce-containing compounds can stimulate metabolism in organisms [26,27]. The electronegativity of metallic Ce is 1.06, while the ionic radius of Ce3+ is 0.107 nm. Both values are close to those of Ca (1.01 and 0.100 nm for Ca2+, respectively). Therefore, Ce3+ may replace Ca2+ in the lattice of HAp. In addition, trivalent Ce3+ cations possess some antibacterial properties, which are beneficial for biomedical applications [28].
As it is known, calcium and some trace elements (Cr, Si and Mn) are important for normal growth and metabolism of bone tissues. Manganese is important element from the point of view of the synthesis of mucopolysacharides and its deficit causes lowering of synthesis of organic matrix and retards endochondral osteogenesis and formation of bone abnormalities as decreasing of thickness or length of bones and their deformation. Manganese influences regulation of bone remodeling because its low content in body is connected with the rise of the concentration of calcium, phosphates and phosphatase out of cells. Manganese insufficience in human body is probably contributing cause of osteoporosis [4].
The purpose of the paper is preparation of nano-materials for fabricating nano-composites. These composites are characterized to insure the substitution of dopants into HA and they also evaluated for mechanical and bioactive properties. The significance of the paper is to develop nano-composites having nano-arrangements that provide an interface for better bone formation to be used as bone substitutes. In the present work, both nano-sized particles ZnO and SiO2 were prepared by sol–gel technique and were added to the nano-HA powder which was prepared by a precipitation method. The nano-HA, ZnO and SiO2 powders were mixed in different ratios, molded, pressed and sintered to form reinforced nano-composite materials. The prepared composites were characterized using different techniques and also in-vitro behavior was performed in SBF to evaluate their bioactivity properties.

ผลลัพธ์ (ไทย) 1:

Hydroxyapatite (ฮา) เป็นหนึ่งในฟอร์มที่มีเสถียรภาพมากที่สุดของแคลเซียมฟอสเฟตที่ (60 – 65%) เป็นส่วนประกอบสำคัญอนินทรีย์ในกระดูก เหมาะสำหรับใช้แทนกระดูกมันอาจจะค่อย ๆ ถูกแทนที่ ด้วยกระดูกโฮสต์หลังจากฤทธิ์ [1] ขนาดนาโนประกอบอนินทรีย์ในธรรมชาติกระดูกมีความแข็งแรงทางกลเพื่อกระดูก อนุภาคนาโนเงิน ทองแดง และสังกะสีเป็น doped รูประหว่างการผลิตนั่งร้าน [2] หรือเทียบเท่ากับผู้มีกิจกรรมสูงต้านเชื้อแบคทีเรีย ความเป็นพิษต่ำ เคมี เสถียรภาพ นานยาวนานต้านทานความร้อนและระยะเวลาการดำเนินการ วิธีโซลเจลถูกนำไปใช้สังเคราะห์ ZnO และ SiO2 นาโนอนุภาค มีขนาดแตกต่างกันตามอุณหภูมิการเผาที่แตกต่างกัน กระบวนการโซลเจลเป็นประโยชน์มากขึ้นกว่าคนอื่น ๆ เนื่องจากความเร็วกระบวนการสูง ต้นทุนต่ำ และผลิตอย่างต่อเนื่อง [3]หา องค์ประกอบทางเคมีมีความซับซ้อนในความเป็นจริง: nonstoichiometric และแคลเซียมไม่ (Ca/P อัตราส่วนสบ b1.67) ตำแหน่ง ต่างประเทศเป็นของหายาก และ anions เช่นโซเดียม สังกะสี แมกนีเซียม เหล็ก และ carbonate (CO3 2 −), ซึ่งถูกนำขึ้นจากของเหลวในร่างกายบริเวณระหว่างกระดูกเผาผลาญ [4] ฮา stoichiometric ไม่มีโครงสร้างผลึกหกเหลี่ยม และประกอบด้วยอาร์เรย์ orthophosphate PO4 3 − tetrahedra ซึ่งเป็นคอมเพล็กซ์กับ Ca2 + แบบ hydroxyapatite [5] แคลเซียมเป็นหนึ่งสำคัญที่สุดอนินทรีย์ประจุ alongwith ฟอสเฟตที่เป็นส่วนประกอบสำคัญของเมทริกซ์ mineralized ที่ทำหน้าที่เป็นอ่างเก็บน้ำสำหรับแคลเซียม และมีบทบาทศูนย์กลางในการรักษาภาวะธำรงดุลแคลเซียมทั่วร่างกาย โครงสร้างของ HA ให้แทนไซต์ Ca2 + ด้วย Zn2 + Na + Ti4 + Sr2 + Mg2 + และเว็บไซต์ฟอสเฟต โดย CO3 2− SiO4 4−, Ti4 + เช่น กลุ่มของพวกเขา OH− โดยประจุ 2− Cl−, F− และ CO3 ทดแทนเช่น ionic สามารถส่งผลกระทบต่อค่าธรรมเนียมผิว โครงตาข่ายประกอบพารามิเตอร์ crystallinity และสัณฐานวิทยาซึ่งอาจส่งผลในการเปลี่ยนแปลงความร้อนเสถียรภาพ คุณสมบัติทางกล การละลาย และทางชีวภาพของฮา [6]ซีเรียม (Ce) สามารถทำหน้าที่คล้ายกับสิ่งมีชีวิต แคลเซียมเพื่อจะสะสมในกระดูกในเงิน ดังนั้น ประกอบด้วย Ce สารประกอบสามารถกระตุ้นการเผาผลาญในสิ่งมีชีวิต [26,27] Electronegativity ของ Ce โลหะเป็น 1.06 ในขณะที่รัศมี ionic ของ Ce3 + 0.107 nm ค่าทั้งสองอยู่ใกล้กับของ Ca (1.01 และ 0.100 nm สำหรับ Ca2 + ตามลำดับ) ดังนั้น Ce3 + เปลี่ยน Ca2 + ในโครงตาข่ายประกอบของหาบ นอกจากนี้ trivalent Ce3 + เป็นของหายากมีคุณสมบัติต้านเชื้อแบคทีเรียบางอย่าง ซึ่งจะเป็นประโยชน์สำหรับโปรแกรมประยุกต์ทางชีวการแพทย์ [28]เป็นที่รู้จัก แคลเซียมและองค์ประกอบบางอย่างติดตาม (Cr, Si และ Mn) มีความสำคัญสำหรับการเจริญเติบโตปกติและการเผาผลาญของเนื้อเยื่อกระดูก แมงกานีสเป็นองค์ประกอบจากมุมมองของการสังเคราะห์ mucopolysacharides และการขาดดุลทำให้ลดการสังเคราะห์สารอินทรีย์เมตริกซ์ และ retards endochondral osteogenesis และก่อตัวของความผิดปกติของกระดูกเป็นการลดลงของความหนาหรือความยาวของกระดูกและแมพของสำคัญ แมงกานีสมีผลต่อกฎระเบียบของกระดูกเปลี่ยนแปลงเนื่องจากเนื้อหาน้อยในร่างกายสัมพันธ์กับการเพิ่มขึ้นของความเข้มข้นของแคลเซียม ฟอสเฟต และฟอสฟาเตสจากเซลล์ Insufficience แมงกานีสในร่างกายมนุษย์อาจจะเอื้อต่อสาเหตุของกระดูกพรุน [4]วัตถุประสงค์ของกระดาษคือ การเตรียมวัสดุนาโนสำหรับ fabricating นาโนคอมโพสิต คอมโพสิตเหล่านี้เป็นลักษณะการประกันแทนของ dopants เป็นฮา และจะประเมินคุณสมบัติทางกล และกรรมการก ความสำคัญของกระดาษจะพัฒนานาโนคอมโพสิตมีนาโนเตรียมที่ให้อินเทอร์เฟซสำหรับกระดูกก่อตัวที่ดีที่จะใช้แทนกระดูก ในงานนำเสนอ ทั้งนาโนขนาดอนุภาค ZnO และ SiO2 ถูกเตรียม โดยเทคนิคซอลเจล และมีเพิ่มการนาโน-ฮา ผงที่ถูกเตรียม ด้วยวิธีฝน นาโน-ฮา ผง ZnO และ SiO2 ถูกผสมกันในอัตราส่วนที่แตกต่างกัน แม่พิมพ์ กด และเผาเป็นวัสดุนาโนคอมโพสิตเสริม คอมโพสิตที่เตรียมได้ลักษณะใช้เทคนิคแตกต่างกัน และยัง ทำลักษณะการทำงานของเครื่องใน SBF ประเมินคุณสมบัติทางชีวภาพ

ผลลัพธ์ (ไทย) 2:

ไฮดรอกซี (HA) เป็นหนึ่งในรูปแบบที่มีเสถียรภาพมากที่สุดของแคลเซียมฟอสเฟตซึ่งตรง (60-65%) เป็นองค์ประกอบที่สำคัญในอนินทรีกระดูก มันเหมาะสำหรับกระดูกทดแทนในขณะที่มันจะถูกแทนที่โดยค่อยๆกระดูกโฮสต์หลังจากฝัง [1] ระดับนาโนขององค์ประกอบนินทรีย์ในธรรมชาติให้กระดูกแข็งแรงเชิงกลกับกระดูก อนุภาคนาโนเช่นเงินทองแดงและสังกะสีเจือ; แทนด้วยวัสดุหรือนิติบุคคลที่จัดตั้งขึ้นในระหว่างการผลิตนั่งร้าน [2] มีฤทธิ์ต้านเชื้อแบคทีเรียสูงเป็นพิษต่ำเสถียรภาพทางเคมีระยะเวลาการดำเนินการในระยะยาวและความต้านทานความร้อน วิธีโซลเจลถูกนำมาใช้ประสบความสำเร็จในการสังเคราะห์ทั้งซิงค์ออกไซด์และ SiO2 อนุภาคนาโนที่มีขนาดที่แตกต่างกันโดยการเปลี่ยนแปลงอุณหภูมิในการเผา กระบวนการโซลเจลเป็นข้อได้เปรียบกว่าคนอื่น ๆ เนื่องจากความเร็วกระบวนการสูงต้นทุนต่ำและการผลิตอย่างต่อเนื่อง [3].
HA องค์ประกอบทางเคมีที่มีความซับซ้อนในความเป็นจริง: nonstoichiometric และแคลเซียมขาด (Ca / P b1.67 อัตราส่วนโดยโมล) เนื่องจาก เพื่อตำแหน่งงานว่าง, ไพเพอร์ต่างประเทศและแอนไอออนเช่นโซเดียม, สังกะสี, แมกนีเซียมเหล็กและคาร์บอเนต (CO3 2 -) ซึ่งจะถูกนำขึ้นมาจากของเหลวในร่างกายโดยรอบในระหว่างการเผาผลาญอาหารของกระดูก [4] ฮาไม่ stoichiometric มีโครงสร้างผลึกหกเหลี่ยมและประกอบด้วยอาร์เรย์ของออร์โธฟอสเฟต PO4 3 - tetrahedra ซึ่งเป็นคอมเพล็กซ์กับ Ca2 + ในรูปแบบไฮดรอกซี [5] แคลเซียมเป็นหนึ่งในไอออนนินทรีย์ที่สำคัญที่สุดซึ่ง alongwith ฟอสเฟตเป็นองค์ประกอบที่สำคัญของเมทริกซ์แร่ธาตุที่ทำหน้าที่เป็นอ่างเก็บน้ำสำหรับแคลเซียมและมีบทบาทสำคัญในการรักษาสภาวะสมดุลแคลเซียมทั่วร่างกาย โครงสร้างของ HA ช่วยให้การเปลี่ยนตัวผู้เล่นของ Ca2 + เว็บไซต์โดย Zn2 + Na + Ti4 + SR2 + Mg2 + และเว็บไซต์ฟอสเฟตโดย CO3 2-, SiO4 4, Ti4 + เช่นเดียวกับกลุ่ม OH- ของพวกเขาโดย Cl-, F- และ CO3 2- ไอออน แทนไอออนิกดังกล่าวสามารถส่งผลกระทบต่อค่าใช้จ่ายผิวพารามิเตอร์ตาข่ายผลึกและสัณฐานวิทยาที่สามารถทำให้เกิดการเปลี่ยนแปลงในเสถียรภาพทางความร้อนสมบัติทางกลและทางชีวภาพสามารถในการละลายของ HA [6].
ซีเรียม (CE) สามารถทำหน้าที่คล้ายกับแคลเซียมในชีวิตดังนั้น มันสะสมในกระดูกในปริมาณที่น้อยดังนั้นสารที่มีซีอีสามารถกระตุ้นการเผาผลาญในสิ่งมีชีวิต [26,27] อิเล็กของโลหะ Ce เป็น 1.06 ในขณะที่รัศมีของอิออน Ce3 + เป็น 0.107 นาโนเมตร ทั้งสองมีค่าใกล้เคียงกับของ Ca (1.01 และ 0.100 นาโนเมตรสำหรับ Ca2 + ตามลำดับ) ดังนั้น Ce3 + อาจแทนที่ Ca2 + ในตาข่ายของแอปาไทต์ นอกจากนี้ trivalent Ce3 + ไพเพอร์มีคุณสมบัติต้านเชื้อแบคทีเรียบางอย่างซึ่งจะเป็นประโยชน์สำหรับการใช้งานทางการแพทย์ [28].
เป็นที่รู้จักกันแคลเซียมและธาตุ (Cr ศรีและ Mn) ที่มีความสำคัญสำหรับการเจริญเติบโตตามปกติและการเผาผลาญของเนื้อเยื่อกระดูก แมงกานีสเป็นองค์ประกอบที่สำคัญจากมุมมองของการสังเคราะห์ mucopolysacharides และสาเหตุของการขาดดุลลดการสังเคราะห์ของเมทริกซ์อินทรีย์และ retards osteogenesis endochondral และการก่อตัวของความผิดปกติของกระดูกลดลงในขณะที่มีความหนาหรือความยาวของกระดูกและความผิดปกติของพวกเขา อิทธิพลแมงกานีสกฎระเบียบของการเปลี่ยนแปลงของกระดูกเนื่องจากเนื้อหาที่ต่ำในร่างกายมีการเชื่อมต่อกับการเพิ่มขึ้นของความเข้มข้นของแคลเซียมฟอสเฟตและฟอสฟาออกจากเซลล์ insufficience แมงกานีสในร่างกายมนุษย์อาจจะเป็นที่เอื้อสาเหตุของการเกิดโรคกระดูกพรุน [4].
วัตถุประสงค์ของบทความนี้คือการเตรียมความพร้อมของวัสดุนาโนสำหรับการผลิตนาโนคอมโพสิต คอมโพสิตเหล่านี้มีลักษณะที่จะประกันทดแทนสารเจือลงในฮาและพวกเขายังประเมินคุณสมบัติทางกลและออกฤทธิ์ทางชีวภาพ ความสำคัญของกระดาษคือการพัฒนานาโนคอมโพสิตที่มีการเตรียมนาโนที่ให้อินเตอร์เฟซสำหรับการสร้างกระดูกที่ดีกว่าที่จะนำมาใช้เป็นสารทดแทนกระดูก ในการทำงานในปัจจุบันทั้งอนุภาคขนาดนาโนซิงค์ออกไซด์และ SiO2 ได้จัดทำขึ้นโดยใช้เทคนิคโซลเจลและถูกเพิ่มเข้าไปในผงนาโน HA ซึ่งถูกจัดทำโดยวิธีการตกตะกอน นาโนฮา, ซิงค์ออกไซด์และผง SiO2 ถูกผสมในอัตราส่วนที่แตกต่างกัน, แม่พิมพ์กดและเผาในรูปแบบเสริมวัสดุนาโนคอมโพสิต คอมโพสิตที่เตรียมไว้มีลักษณะการใช้เทคนิคที่แตกต่างกันและยังอยู่ในหลอดทดลองพฤติกรรมที่ได้ดำเนินการใน SBF เพื่อประเมินคุณสมบัติทางชีวภาพของพวกเขา

ผลลัพธ์ (ไทย) 3:

ไฮดรอกซี ( ฮา ) เป็นหนึ่งในรูปแบบที่มั่นคงที่สุดของแคลเซียมฟอสเฟตซึ่งตรง ( 60 - 65% ) เป็นส่วนประกอบอนินทรีย์ที่สำคัญในกระดูก มันเหมาะสำหรับทดแทนกระดูกมันอาจจะค่อยๆ ถูกแทนที่ด้วยกองทัพกระดูกภายหลังการใส่ [ 1 ] นาโน ขนาดของกระดูกส่วนประกอบอนินทรีย์ในธรรมชาติให้ความแข็งแรงกับกระดูก อนุภาคนาโน เช่น เงินทองแดงและสังกะสีจะเจือ ; การทดแทนด้วยชีวะ หรือรวมอยู่ในระหว่างการผลิตนั่งร้าน [ 2 ] มีกิจกรรมต้านความเป็นพิษสูง , ต่ำ , เสถียรภาพทางเคมี ระยะเวลาดำเนินการยาวนานและต้านทานความร้อน . โซล–วิธีการเป็นเจลใช้เรียบร้อยแล้ว เพื่อสังเคราะห์อนุภาคนาโนซิงค์ออกไซด์ SiO2 และทั้งสองมีขนาดแตกต่างกัน โดยการเผาที่อุณหภูมิโซล - เจลขั้นตอนเป็นประโยชน์มากกว่าคนอื่น เพราะกระบวนการความเร็วสูง ต้นทุนต่ำ และการผลิตแบบต่อเนื่อง [ 3 ] .
ฮา องค์ประกอบทางเคมีที่ซับซ้อน ในความเป็นจริง : nonstoichiometric ขาดแคลเซียม ( Ca / p อัตราส่วนโดยโมล b1.67 ) เนื่องจากตลอดเวลา ทำให้ต่างชาติและแอนไอออน เช่น โซเดียม แมกนีเซียม เหล็ก สังกะสี และคาร์บอเนต ( co3 2 − )ซึ่งถ่ายขึ้นจากรอบของเหลวในร่างกายระหว่างกระดูกการเผาผลาญอาหาร [ 4 ] ไม่ฮา มีอัตราส่วนโครงสร้างผลึกหกเหลี่ยมและประกอบด้วยอาร์เรย์ของออร์ po4 3 − tetrahedra ซึ่งเป็นสารประกอบแคลเซียมไฮดรอกซีด้วยรูปแบบ [ 5 ] แคลเซียมเป็นหนึ่งในที่สำคัญที่สุดและไอออนalongwith ฟอสเฟตซึ่งเป็นกุญแจองค์ประกอบของ mineralized เมทริกซ์ที่ทำหน้าที่เป็นแหล่งแคลเซียม และมีบทบาทในการรักษาสมดุลแคลเซียมทั่วร่างกาย โครงสร้างของฮาช่วยให้แคลเซียมทดแทนของเว็บไซต์โดย zn2 นา ti4 sr2 mg2 , ฟอสเฟต , และเว็บไซต์ โดย co3 − 2 , − ti4 sio4 4 , รวมทั้งกลุ่มของโอ โดย Cl −−− 2 , − co3 F และไอออนเช่น อิออนประจุพื้นผิวแทนจะมีผลต่อขัดแตะพารามิเตอร์เชิงกลและสัณฐานวิทยาของผลึกซึ่งอาจส่งผลในการเปลี่ยนแปลงในเสถียรภาพทางความร้อนของการละลายและการฮา [ 6 ] .
ซีเรียม ( CE ) สามารถทำหน้าที่คล้ายกับแคลเซียมในสิ่งมีชีวิต จึงสะสมในกระดูกในปริมาณที่เล็ก ดังนั้นสารประกอบ CE สามารถกระตุ้นการเผาผลาญในสิ่งมีชีวิต [ 26