Synthesis and characterization of tri-calcium phosphate doped with strontium, chloride and fluoride ions

Abstract

Biyomekanik alanında araştırmacılar, özellikle kemik reformu ve sert doku protezleri alanlarında kullanılmak üzere, istenen mekanik özellikleri ve bazı özel gereksinimleri karşılayabilen biyomalzemeleri tasarlamaya ve seçmeye yönelik çalışmaları sıklıkla yürütmektedir.Metalik olmayan malzemelerin oldukça büyük bir alt sınıfını teşkil etmekte olan çok sayıda biyoseramik malzeme, insan vücuduna nakledilmektedir. β-üç-kalsiyum fosfat (β-TCP)'ta işte bu malzemelere bir örnektir ve NaH2PO4 ve Ca (NO3)2 'nin suda çözünmüş halinin ıslak çöktürülmesi ile elde edilmektedir. Bu çalışmanın amacı stronsiyum, klorür ve florür iyonları katıklı trikalsiyum fosfatlarını birleştirmektir. Saf ve katıklı trikalsiyum fosfatlarını elde etmek amacıyla uygulanmıştır. Katıklı numuneler 1100oC'de 1 saat sinterlenmiştir. Yoğunluk etkisini tespit edebilmek için Archimedes yöntemi yapılmıştır. Stronsiyum (Sr+2) ve klor (Cl-) ilavelerinin numunelerin yoğunluğunu azalttığı gözlenirken, flor katkısının hem numune. Stronsiyum, klor ve flor katıklı numuneler 1100oC'de 1 saat sinterleme sonrasında yoğunluk farklılıkları göstermiştir. Fazların ve bağların tespiti için XRD difraksiyon yöntemi kullanılmıştır. Çalışma sonucunda tüm numuneler için XRD difraksiyonunda TCP tepe noktalarına ulaşılmıştır. Numunelerin tanecik ebatlarının tespitinde SEM yöntemi kullanılmıştır.

In the biomechanical employment, the researches regularly explore for the design and selection of biomaterials with favorable mechanical characteristics and particular requirements. This is for the purpose of employ it for bone reform and hard tissue replacement.Several bioceramic materials, which are a huge inorganic class of nonmetallic substances, are utilized for implantation in the human body. An example of these materials is β-tri-calcium phosphate (β-TCP). It is produced from the procedures NaH2PO4 and an aqueous solution of Ca (NO3)2 by wet precipitation method. The aim of this study was to combine tri-calcium phosphates doped with strontium, chloride and fluoride ions. A precipitation procedure was applied for synthesizing pure and doped tri-calcium phosphates. The doped samples were sintered at 1100ºC for 1 hour. To determine the measurement of the density an Archimedes method was applied. It was observed that the addition of strontium (Sr+2) and chloride (Cl-) decreased the amount of density of the samples while, the increasing of the fluoride (F-) increasing the density of the samples due to decrease of a decomposition rate of materials that shows the highest thermal stability and improves the mechanical characteristics after sintering temperature. The strontium (Sr+2), chloride (Cl-) and fluoride (F-) doped samples showed the variety in their density conduct after the sintering at 1100ºC for 1 hour. The XRD diffraction was employed for the characterization of the presence of phases and bonds. The outcomes of the study reached the peaks of TCP in the XRD diffraction for all samples. SEM was applied for obtaining grain sizes of the sample.