Un proces de sinteză facilă și evaluări ale α-sulfatului de calciu hemihidrat pentru înlocuitor osos

Nhi Thao Ngoc Le

1 Institutul de Știință a Materialelor Aplicate, Academia de Știință și Tehnologie din Vietnam, Ho Chi Minh 70000, Vietnam; moc.liamg@ihncognoahtel (N.T.N.L.); moc.liamg@3112neyugnmota (Q.L.N.); moc.oohay@512reniknahirt (M.-T.N.-L.)

Ngoc Thuy Trang Le

2 Institutul de Cercetare și Dezvoltare, Universitatea Duy Tan, Danang 550000, Vietnam; nv.ude.natyud@4gnartyuhtnel

Quang Lam Nguyen

Truc Le-Buu Pham

3 Centrul de biotehnologie din orașul Ho Chi Minh, Ho Chi Minh 70000, Vietnam; nv.moc.hcetoibmch@curtuub

Minh-Tri Nguyen-Le

Dai Hai Nguyen

4 Universitate absolventă de știință și tehnologie, Academia de știință și tehnologie din Vietnam, Hanoi 100000, Vietnam

Abstract

1. Introducere

Având în vedere reducerea costurilor și a riscurilor clinice asociate cu tratamentele osoase, prezentul studiu oferă un proces sintetic într-un singur pas al α-HH din dihidrat. A-HH sintetizat a fost obținut la nivelul chirurgical și a minimizat riscurile potențiale ale aditivilor. Pentru informații suplimentare despre proprietățile biologice, a fost efectuată și evaluarea preliminară în fluidul corporal simulat (SBF). A fost utilizată o analiză de citotoxicitate pentru a investiga efectele toxice potențiale ale α-HH, în special sub formă de particule de sulfat de calciu, care pot exista clinic la pacienți.

2. Materiale și metode

2.1. Procesul de deshidratare în Hemihidrat în producție

Pudra de sulfat de calciu dihidrat (98%; Acros Organics - Thermo Fisher Scientific Inc., Morris Plains, NJ, SUA) a fost utilizată ca precursor în acest studiu. În primul rând, s-au adăugat 5 g CaSO4 · 2H2O într-o sticlă de laborator din sticlă conținând 200 ml de apă distilată și s-a agitat la o viteză de 600 rpm timp de 15 min. Apoi, a fost adus în condiții sintetice la 140 ° C și o presiune de 2,7 MPa timp de 4 ore într-o autoclavă. După terminarea reacției, suspensia a fost imediat filtrată și clătită de cinci ori cu apă distilată clocotită. În cele din urmă, a fost folosită o etapă de spălare cu acetonă pentru a îndepărta apa, urmată de uscare la 55 ° C, timp de 16 ore, pentru a îndepărta acetonă. Pulberea sintetizată a fost păstrată într-un recipient din sticlă întunecată la temperatura camerei pentru studiu.

2.2. Proces de hidratare în dihidrat în utilizare

Pulberea sintetizată a fost amestecată cu apă deionizată cu un raport lichid la pulbere (L/P) de 0,8 ml/g. Amestecul a fost agitat pentru a forma o pastă omogenă, apoi, injectat în matrițe din polistiren (14 mm diametru × 4 mm grosime) și depozitat la 65% umiditate la 37 ° C timp de 24 de ore. Probele formate în formă de disc, corespunzătoare formei utilizabile de α-HH, cunoscute și sub numele de cimenturi de sulfat de calciu, au fost caracterizate și evaluate pentru bioproprietăți.

2.3. Evaluarea preliminară in vitro în SBF

Lichidul corporal simulat (SBF) este o soluție anorganică cu concentrații de ioni similare cu plasma sanguină umană. Soluția SBF a fost, până în prezent, cea mai bună soluție pentru a verifica bioactivitatea osoasă in vitro prin capacitatea de formare a apatite a suprafețelor implantului destinate să vină în contact osos direct [23,24]. Apatitul este similar din punct de vedere chimic cu principala componentă anorganică a țesutului osos al mamiferelor. Este unul dintre puținele materiale care este clasificat ca material bioactiv, ceea ce înseamnă că sprijină creșterea osoasă și osteointegrarea atunci când este implantat într-un corp viu [25]. Creșterea activității biologice duce la formarea apatitei pe suprafața materialului într-un timp mai scurt.

Soluția SBF tamponată cu Tris-HCl de 27 mM HCO 3− (și anume Tris-SBF-27), utilizată în acest studiu, a fost formulată pe baza specificației Kukobo [24] cu modificări din A. Cuneyt Tas și colab. [26] pentru a se potrivi mai bine cu concentrațiile de ioni din plasma umană. Toți reactivii chimici au fost reactivi analitici (AR) și au fost utilizați direct fără nicio purificare. Materialele au fost monitorizate pentru diferite perioade de imersie în soluție (1, 3, 5, 7 și 10 zile). Raportul dintre suprafața totală și volumul soluției Tris - SBF-27 a fost de 10 mm 2 mL -1 la pH 7,4 și 37 ° C pentru fiecare probă în formă de disc. Soluția a fost reîmprospătată la fiecare 24 de ore pentru a asigura o compoziție chimică inițială constantă [27]. Valoarea pH-ului soluției a fost măsurată zilnic pentru un grup de probe fără reîmprospătare. După timpul de înmuiere preselectat, probele au fost spălate ușor cu apă deionizată pentru a îndepărta soluția SBF urmată de uscare cu aer într-un desicator. Apoi, masa uscată a fost cântărită pentru a calcula schimbarea înainte și după imersiunea în soluția SBF. Degradarea a fost calculată în termeni procentuali prin pierderea în greutate pe greutatea sa inițială.