تاثير كلاژن بر سنتز نانوذرات كلسيم فسفات

The Effect of Collagen on the Synthesis of Calcium Phosphate Nanoparticles

كلاژن و تركيبات كلسيم فسفاتي، بويژه نانوهيدروكسي آپاتيت تركيبات اصلي استخوان طبيعي هستند. در سنتز همزمان هيدروكسي آپاتيت در حضور كلاژن، ذرات كلسيم فسفات در امتداد فيبريل كلاژن رشد كرده؛ ميكروساختار متفاوتي را ايجاد مي‌كنند. از اين رو تاثير كلاژن بر ويژگي‌هاي ميكروساختاري و فازي ذرات كلسيم فسفات، بررسي شد. با توجه به سنتز همزمان هيدروكسي آپاتيت در حضوركلاژن، كلريد كلسيم به عنوان منبع كلسيم به مخلوط كلاژن و اسيد فسفريك به عنوان منبع فسفر اضافه شد. وغلظت كلاژن در مخلوط نهايي 1% وزني/حجمي و نسبت وزني كلسيم به فسفر 67/1 بود. فاز معدني سنتز شده در حضور كلاژن و بدون كلاژن (نمونه كنترل) به مدت 1 ساعت در دماي 600 درجه سانتي‌گراد قرار داده شد و شكل، ساختار و تغييرات فازي آن با ميكروسكوپ الكتروني روبشي (SEM)، تحليل تبديل فوريه مادون قرمز (FTIR) و پراش اشعه ايكس (XRD) بررسي شدند. نتايج SEM ذرات كلسيم فسفات ريزتر و با ساختاري ورقه‌اي را در نمونه هيدروكسي آپاتيت سنتز شده در حضور كلاژن در مقايسه با نمونه كنترل -كه داراي ساختار درشت‌تر و شبه‌كروي است- نشان دادند. تحليل‌هاي FTIR و XRD حضور تركيبات هيدروكسي آپاتيت و اكتاكلسيم فسفات را تاييد كردند. بررسي طيف FTIR نمونه‌ها قبل از عمليات حرارتي، حضور باند هيدروكسيل و باند فسفاتي مشخصه تركيبات كلسيم فسفاتي و باندهاي آميدي مشخصه كلاژن را نشان داد. بعد از عمليات حرارتي نيز وجود بلورينگي كمتر درطيف XRD مشاهده شد.

Collagen and Hydroxyapatite (HA) nanoparticles are significant constituent of the natural bone. In this study, the effect of collagen on the morphological and phase characteristics of calcium phosphate nanoparticles was investigated. The synthesis reaction was initiated by mixing H3PO4 as phosphorous source and CaCl2 as calcium source in presence of Collagen Type 1. Collagen concentration in suspension and Ca to P ratio was 1% and 1.67 respectively. The morphology and structure of samples (with collagen and without collagen), heat treated at 600 0C were characterized by X-Ray diffraction (XRD), Fourier transformation infrared (FTIR) and Scanning electron microscopy (SEM). More fine and flake-like shape particles were observed in the SEM images of sample synthesized in the presence of collagen compared to the control sample which was constituted of larger granular particles. The XRD results revealed the powders were composed of hydroxyapatite and octacalcium phosphate and the sample synthesized in the presence of collagen was less crystalline. The amide bands of collagen and P-O and OH characteristic peaks were identified in FT-IR spectra.