پژوهشگران دانشگاه صنعتی امیرکبیر، با افزودن عامل کمکی تابش مایکروویو در فرایند سنتز نانوپودر کلسیم فسفات دوفازی به روش شیمی تر، به نانوپودری با شرایط مطلوب‌تر برای کاربرد در مهندسی پزشکی و مهندسی بافت سخت استخوان دست یافتند.
اصلاح روش سنتز نانوپودر کلسیم فسفات
پژوهشگران دانشگاه صنعتی امیرکبیر، با افزودن عامل کمکی تابش مایکروویو در فرایند سنتز نانوپودر کلسیم فسفات دوفازی به‌روش شیمی تر، به نانوپودری با شرایط مطلوب‌تر برای کاربرد در مهندسی پزشکی و مهندسی بافت سخت استخوان دست یافتند.
خانم مهندس ارغوان فرزادی، کارشناس ارشد مهندسی پزشکی- گرایش بیومواد از دانشگاه صنعتی امیرکبیر در گفتگو با بخش خبری سایت ستاد ویژه‌ی توسعه‌ی فناوری نانو گفت: «موفق شدیم در مدت زمان کمتری، به نانوپودر کلسیم فسفات دوفازی همگن‌تری دست یابیم».
وی گفت: «ترکیبات نانوپودری کلسیم فسفات دوفازی را به‌روش شیمی تر در شرایط کنترل‌شده‌ی غلظت، دما و pH سنتز کردیم، از تابش مایکروویو هم به‌عنوان عامل کمکی استفاده نمودیم. از هیدروکسید کلسیم و اسید ارتوفسفریک به عنوان مواد اولیه‌ی ورودی و منابع تأمین‌کننده‌ی یون کلسیم و یون فسفات استفاده کردیم. برای تنظیم pH در محدوده‌های اسیدی و بازی نیز به ترتیب از اسید نیتریک و سود بهره گرفتیم. در پایان عملیات، رسوب به دست آمده را با استفاده از دستگاه سانتریفوژ، از محلول جدا کرده و در دمای ۹۰ درجه‌ی سانتی‌گراد خشک نمودیم. در استفاده از مایکروویو، قبل از مرحله‌ی سانتریفوژ، سوسپانسیون را فوراً داخل ماکروفر قرار دادیم. در انتها، رسوب سفید رنگ کلسیم فسفات را با آب مقطر شستشو داده، در دمای ۹۰ درجه‌ی سانتی‌گراد خشک کردیم».
پژوهشگر طرح در مورد نتایج بررسی‌ها چنین گفت: «نتایج مشخصه‌یابی‌ها حاکی از آن است که استفاده از مایکروویو به عنوان یک کمک سنتز، منجر به بهبود میزان بلورینگی شده و اندازه‌ی بلورک‌ها در محدوده‌ی ۱۶nm تا ۲۷nm افزایش می‌یابد. میزان فاز هیدروکسی آپاتیت نیز در کلسیم فسفات‌های دوفازی در محدوده‌ی ۵% تا ۱۷% تغییر می‌کند».
مهندس فرزادی افزود: «نمونه‌های تهیه شده را در محلول مایع شبیه‌سازی شده بدن (SBF) قرار دادیم و pH محلول را در زمان‌های ۱، ۷، ۱۴ و ۲۱ روز اندازه‌گیری کردیم. نتایج نشان داد که با افزایش میزان حضور بتاتری کلسیم فسفات، pH محلول کاهش می‌یابد که خود گویای رفتار زیست‌تخریب‌پذیر آن است. همچنین جوانه‌زنی و رشد ذرات هیدروکسی آپاتیت روی نمونه‌های بتاتری‌کلسیم فسفات سنتز شده به کمک مایکروویو، پس از قرارگیری در محلول SBF به ایجاد مورفولوژی میله‌ای شکل منجر شد».
استفاده از روش‌های رسوب از محلول (شیمی تر)، روش خشک (حالت جامد) و روش هیدروترمال در تولید این نانوپودرها، دارای محدودیت‌هایی از جمله ضعف در کنترل کیفیت، وقت‌گیر بودن و تولید آلودگی‌های شیمیایی هستند. با استفاده از روش کمکی مایکروویو، با توجه به بازده حرارتی بالا و سرعت گرم کردن زیاد می‌توان به ترکیبات همگن‌تر دست یافت و بر مشکلات ذکر شده نیز غلبه کرد.
جزئیات این پژوهش -که بخشی از پایان‌نامه‌ی کارشناسی ارشد خانم فرزادی است و با راهنمایی دکتر مهران صولتی هشجین، دانشیار دانشگاه صنعتی امیرکبیر انجام شده‌است- در مجله‌یJournal of Ceramics International (جلد ۳۷، صفحات ۷۱-۶۵، سال ۲۰۱۱) و مجله‌یAdvances in Bioceramics and Biotechnologies: Ceramic Transactions (جلد ۲۱۸، صفحات ۶۵-۵۹، سال ۲۰۱۰) منتشر شده‌است.
