Journal of Ilam University of Medical Sciences

en بهینه‌سازی نانوکریستال‌های هیدروکسی‌آپاتیت تهیه‌شده از منابع زیستی با هدف افزایش کارایی و کیفیت Optimizing the hydroxyapatite nanocrystals derived from biological sources to increasing efficiency and quality پژوهشگری research پژوهشي Research <div style="text-align: justify;">مقدمه: هیدروکسی‌‌آپاتیت یکی از ضروری‌‌ترین بیوسرامیک‌‌های زیست‌‌فعال و زیست‌‌سازگار است. به علت خواص منحصربه‌فرد و شباهت ساختاری آن به استخوان، کاربردهای بسیاری در پزشکی، دندان‌پزشکی و مهندسی بافت استخوان دارد؛ بنابراین، روش‌‌ها و راهکارهای فراوانی برای تهیۀ هیدروکسی‌‌آپاتیت مطالعه‌شده است. هدف از انجام این مطالعه بهینه‌‌سازی نانوکریستال‌های هیدروکسی‌‌آپاتیت تهیه‌شده از منابع زیستی، با کارایی و کیفیت بالاتر بود. مواد و روشها: در این مطالعه، هیدروکسی‌‌آپاتیت از صدف‌های سفید دریایی با روش‌‌هایی آسان و مقرون‌‌به‌‌صرفه ازجمله اولتراسونیک، هیدروترمال و تجزیۀ حرارتی- اولتراسونیک سنتز و تجزیه‌‌و‌‌تحلیل شد. صدف‌های سفید دریایی حاوی کربنات کلسیم (CaCO3)  هستند. برای سنتز هیدروکسی‌‌آپاتیت از حلال‌‌های دوست‌دار محیط‌زیست مانند آب (سنتز سبز) و از دی‌آمونیوم هیدروژن فسفات (ADP) به‌‌عنوان منبع فسفات استفاده گردید. یافته های پژوهش: هیدروکسی‌‌آپاتیت سنتزشده با روش اولتراسونیک به‌‌عنوان روش مناسب انتخاب شد؛ زیرا که در نتایج EDX، درصد عناصر موجود اکسیژن و فسفر (O, P) در هیدروکسی‌‌آپاتیت سنتزشده با روش اولتراسونیک با داده‌‌های کارت استاندارد، HA~1.67 مطابقت دارد و به همین علت، روش اولتراسونیک نسبت به دو روش دیگر (هیدروترمال و تجزیۀ حرارتی- اولتراسونیک) مناسب‌‌تر بود. در FTIR  گروه‌‌های فسفات، هیدروکسید و کربنات (PO43-)، OH و CO32- مشاهده گردید که نشان‌‌دهندۀ سنتز هیدروکسی‌‌آپاتیت هستند. با SEM و FE-SEM مورفولوژی و اندازۀ ذرات هیدروکسی‌‌آپاتیت در nm  5/16 تا 80/70 دیده شد. در تجزیه‌وتحلیل XRD، بلورینگی و سوزنی‌‌شکل بودن ساختار هیدروکسی‌‌آپاتیت تأیید گردید. نتایج سازگاری خونی نشان داد که هیدروکسی‌‌آپاتیت همولیز چشمگیری نداشته است و بررسی سازگاری سلولی هیدروکسی‌‌آپاتیت بر سلول‌‌های شبه‌استخوانی (MG63)، نرخ بقای بیش از 90 درصد را نشان داد و تکثیر سلولی از نظر آماری (Graph pad prism vol.10) معنی‌‌دار بود (P<0.05). بحث و نتیجه‌گیری: روش اولتراسونیک یکی از بهترین روش‌های تهیۀ هیدروکسی‌‌آپاتیت است که انجام واکنش‌ها در دمای پایین، ارزان و مقرون‌به‌صرفه بودن از ویژگی‌های مثبت آن است و می‌‌تواند موانع صنعتی ازجمله طولانی بودن فرایند تولید را برطرف کند. نتایج نشان داد که مادۀ تولیدشده با این روش ساختار شش‌‌ضلعی با اندازۀ نانومتر با زیست‌‌سازگاری مناسب داشت.  </div> <div style="text-align: justify;">Introduction:  Hydroxyapatite is one of the most essential bioactive and biocompatible ceramics. Due to its unique properties and its structural similarity to bone, it has many applications in medicine, dentistry, and bone tissue engineering. Therefore, many methods and strategies have been studied to prepare hydroxyapatite. The purpose of this study was to optimize hydroxyapatite nanocrystals prepared from biological sources with higher efficiency and quality. Materials & Methods: This study synthesized and analyzed hydroxyapatite from White Sea shells using simple and affordable methods like ultrasonic, hydrothermal, and thermal-ultrasonic decomposition. White seashells contain carbonate-calcium (CaCO3). For the synthesis of hydroxyapatite, environmentally friendly solvents such as water (green synthesis) and di ammonium hydrogen phosphate (ADP) were used as a source of phosphate. The data were analyzed using Graph Pad Prism V.10 statistical software, and the level of significance was considered less than 0.05. Results: Hydroxyapatite was synthesized by the ultrasonic method and was chosen as the most appropriate. Because in the EDX results, the percentage of elements oxygen and phosphorus (O, P) in the hydroxyapatite synthesized by the ultrasonic method corresponds to the data of the standard card, HA~1.67, and for this reason, the ultrasonic method is better than the other two methods (hydrothermal and thermal-ultrasonic decomposition) and is more suitable. In FTIR, phosphate, hydroxide, and carbonate (PO43-), OH, and CO32- groups were observed, which indicate the synthesis of hydroxyapatite. With SEM and FE-SEM, the morphology and size of hydroxyapatite particles were observed to be between 16.5 and 70.80 nm. XRD analysis, crystallinity, and needle-like structure of hydroxyapatite were observed. The blood compatibility results showed that hydroxyapatite had no significant hemolysis. Examining the cell compatibility of hydroxyapatite on bone-like cells (MG63) showed a survival rate of over 90%, and cell proliferation was statistically (Graph Pad Prism 10) significant (P < 0.05). Conclusion: One of the most effective methods for preparing hydroxyapatite involves conducting the reactions at the bottom; the ultrasonic method's affordability and cost-effectiveness are among its positive features, as it can generate multiple processes throughout the production process. The results demonstrated that this method produced a material with a hexagonal structure, nanometer size, and suitable biocompatibility.  </div> هیدروکسی‌‌آپاتیت, روش اولتراسونیک, زیست‌سازگاری Hydroxyapatite, Ultrasonic method, Biocompatibility 23 37 http://sjimu.medilam.ac.ir/browse.php?a_code=A-10-7875-1&slc_lang=en&sid=1 Mahsa Abbasi مهسا عباسی 9600319475328460048650 9600319475328460048650 No Dept of Chemistry, Faculty of Basic Sciences, Ilam University, Ilam, Iran گروه شیمی، دانشکده علوم پایه، دانشگاه ایلام، ایلام، ایران Hossein Derakhshankhah حسین درخشان خواه 9600319475328460048651 9600319475328460048651 No Pharmaceutical Sciences Research Center, Kermanshah University of Medical Sciences, Kermanshah, Iran مرکز تحقیقات علوم دارویی، دانشگاه علوم پزشکی کرمانشاه، کرمانشاه، ایران Soheila Kashanian سهیلا کاشانیان 9600319475328460048652 9600319475328460048652 No Dept of Applied Chemistry, Faculty of Chemistry, Razi University, Kermanshah, Iran دانشکده شیمی، گروه شیمی کاربردی، دانشگاه رازی، کرمانشاه، ایران Zhila Izadi ژیلا ایزدی izadi.zhila@yahoo.com 9600319475328460048649 9600319475328460048649 Yes Pharmaceutical Sciences Research Center, Kermanshah University of Medical Sciences, Kermanshah, Iran مرکز تحقیقات علوم دارویی، دانشگاه علوم پزشکی کرمانشاه، کرمانشاه، ایران Mohammad Soleiman Beigi محمد سلیمان بیگی 9600319475328460048653 9600319475328460048653 No Dept of Chemistry, Faculty of Basic Sciences, Ilam University, Ilam, Iran دانشکده گروه شیمی، دانشکده علوم پایه، دانشگاه ایلام، ایلام، ایران