Orvosi felhasználású hidroxiapatit előállítási paramétereinek optimalizálása
A hidroxiapatit (HAp) a természetes csont szervetlen mátrixának fő alkotóeleme, egy biokompatibilis, nem toxikus, nem immunogén, bioaktív kristályos anyag, amelyet felhasználnak ortopédiai implantátumok készítésénél, gyógyszerhordozóként, katalizátorhordozóként, és a víztisztításban. A szintetikus HAp szélesebb körű felhasználásának viszont határt szabnak a gyenge mechanikai tulajdonságai, ezért egyre több kutatás foglalkozik ezek feljavításával.
Kutatásom elsődleges célja olyan kísérleti körülmények meghatározása volt, amelyek mellett előállított HAp alkalmas arra, hogy kerámia próbatesteket állítsunk elő szikrakisüléses plazma szintereléssel (SPS). Ez azt jelenti, hogy a termék termikusan stabil, vagyis nem tartalmaz a szinterelési hőmérsékleten bomló mellékterméket, illetve megtartja a nanométeres mérettartományba eső kezdeti szemcseméretét a hőkezelés során. A hagyományos szinterelési technikákkal a HAp nehezen szinterelhető, az SPS technika előnye viszont az, hogy gyors, és relatív alacsony hőmérsékletet használ, ezáltal elkerülhető a szemcsenövekedés, és a HAp stabilabban szinterelhető.
A HAp előállítására több különböző eljárást dolgoztak ki, ezek közül választottam ki a számomra legmegfelelőbbet, a csapadékosítási eljárást, amely nagytisztaságú és magas kristályossági fokú terméket eredményez, valamint energiaigénye és környezetterhelő hatása mérsékelt. Megvizsgáltam a reakciók során változtatott paramétereknek a termék szerkezetére és tulajdonságaira gyakorolt hatásait, így optimalizáltam a reakciókörülményeket. A különböző reakcióparaméterek mellett előállított HAp porminták fázistisztaságát, átlagos krisztallit- és szemcseméretét, morfológiáját, termikus stabilitását összehasonlítottam az XRD, FTIR, TEM, SEM, TGA mérési módszerek segítségével, továbbá ugyanezen módszerek segítségével vizsgáltam a szinterelés hatását a termékminőségre.
A kutatásom során meghatározott ideális szintézis paraméterek felhasználásával további célom ortopédiai implantátumként történő felhasználásra alkalmas HAp-ZrO2 szálerősítéses kompozit kerámiák kifejlesztése, valamint azok mechanikai tulajdonságainak és biokompatibilitásának vizsgálata.
szerző
-
György Szidónia
Vegyészmérnöki mesterképzési szak, nappali MSc
mesterképzés (MA/MSc)
konzulens
-
Dr. Klébert Szilvia
tudományos főmunkatárs, MTA TTK Anyag-és Környezetkémiai Intézet (külső)
