سنتز شیمیایی و بررسی خواص فیزیکی و مغناطیسی نانوذرات هیدروکسی‌آپاتیت دوپ شده با کبالت

نویسنده

School of Materials Engineering and Metallurgy, University of Science and Technology

چکیده

هیدروکسی‌آپاتیت به‌دلیل مشابهت با قسمت معدنی استخوان، زیست‌سازگاری و زیست‌فعالی خوب در کاربردهای پزشکی بسیار مورد توجه می‌باشد. در کار پیشرو، نانوذرات هیدروکسی‌آپاتیت دوپ شده با کبالت به‌روش هیدروترمال سنتز گردید. برای این منظور، ابتدا محلول کلسیم نیترات و کبالت نیترات با هم مخلوط و سپس دیآمونیوم هیدروژن فسفات به‌صورت قطره‌قطره به آن اضافه گردید. در مرحله بعدی سوسپانسیون حاصل تحت شرایط هیدروترمال در دمای 200 درجه سانتی‌گراد حرارت داده شد. نتایج XRD پودرهای حاصل نشان داد که جایگزینی یون کبالت با کلسیم با استناد بر تغییر در موقعیت پیک‌ها انجام گرفته است. ضمناً پهن‌شدگی و کاهش شدت پیک‌ها با افزایش مقدار کبالت در نتایج XRD بیانگر تأثیر کبالت بر ساختار هیدروکسی آپاتیت بود. همچنین نتایج SEM حاکی از تشکیل ذرات در محدوده نانومتری و همین‌طور مؤید تغییر مورفولوژی و اندازه ذرات در اثر ورود یون کبالت در ساختار هیدروکسی ‌آپاتیت بود. از آنالیز FTIR نیز برای بررسی تأثیر حضور یون‌های کبالت بر ساختار هیدروکسی‌آپاتیت استفاده گردید. نتایج حاصل از آنالیز VSM نیز تغییر رفتار مغناطیسی ماده از حالت دیامغناطیس به پارامغناطیس را نشان داد. با توجه به ویژگی‌های بدست آمده، محصول حاصل پتانسیل خوبی برای کاربرد در زمینه عکس‌برداری به کمک روش تشدید مغناطیسی، درمان هایپرترمی، جداسازی سلول و رهایش دارو نشان می‌دهد.

کلیدواژه‌ها


عنوان مقاله [English]

Chemical Synthesis and Characterization of Physical and Magnetic Properties of Cobalt Doped Hydroxyapatite Nanoparticles

چکیده [English]

Synthesis of HAp is of considerable interest because of its similariity to mineral component of bone. It has good biocompatibility and bioactivity for bone tissue therapy. In this project, we looked at the effect of calcium substitution with cobalt divalent cation on the structure and magnetic property of HAp. Cobalt- doped HAp nanoparticles was synthesized via hydrothermal condition. First, Calcium nitrate and Cobalt nitrate was mixed. Then di- ammonium hydrogen phosphate was added drop by drop and finally Co-HAp was precipitated from the solution. The precipitate was heated at 200°C under hydrothermal condition. XRD pattern analysis verified the substitution of cobalt in HAp structure by showing a shift in the peak positions in the pattern. Furthermore, broadening and reduction in the peak intensities of the peaks with cobalt substitution was also observed in this study. The presence of functional groups related to HAp structure (PO43-, OH-) were confirmed by FTIR analysis. The size and morphology of nanoparticle HAp particles were evaluated by FESEM analysis. Calcium substitution with cobalt induced size reduction and morphology change in HAp particles. VSM analysis was carried out to investigate the magnetization of HAp and Co-HAp nanoparticles. The results showed that cobalt substituted nanoparticles displayed paramagnetic properties, as opposed to the diamagnetism of pure HAp. Cobalt doped HAp, a biomaterial with magnetic properties, could be used in a variety of biomedical applications, including magnetic imaging, drug delivery and hyperthermia based cancer treatment.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Hydroxyapatite
  • Cobalt Doped Hydroxyapatite
  • Hydrothermal Condition
  • Noparticles
  • Paramagnetic