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http://cicese.repositorioinstitucional.mx/jspui/handle/1007/2060| Recristalización de nanocintas de hidroxiapatita inducida por campos eléctricos Electric field assisted recrystallization of hydroxyapatite nanoribbons | |
| VERONICA JAZMIN HUERTA GUERRA | |
| MANUEL HERRERA ZALDIVAR | |
| Acceso Abierto | |
| Atribución | |
| Hidroxiapatita, hidrotermal, nanoestructuras, catodoluminiscencia, campo eléctrico, polarización, recristalización Hydroxyapatite, hydrothermal, nanostructures, cathodoluminescence, electric field, polarization, recrystallization | |
| La hidroxiapatita [Ca10(PO4)6(OH)2, HAp] es el componente biomineral principal encontrado en tejidos óseos como dientes y huesos. Desde hace varias décadas, se ha obtenido HAp sintética que presenta excelente biocompatibilidad, bioactividad y osteoconductividad, para ser utilizada en una gran variedad de aplicaciones biomédicas como remplazo en defectos de hueso, agente de suministro de fármacos y recubrimiento bioactivo en implantes metálicos y en materiales dentales; además, resulta de gran interés utilizar la HAp como agente de contraste para tomar imágenes de resonancia magnética, rayos X y termografía infrarroja, mediante su dopaje con iones de tierras raras, así como su uso para acelerar la regeneración ósea, polarizando su superficie. En este trabajo se utilizó el método hidrotermal para sintetizar nanoestructuras de HAp las cuales fueron recristalizadas mediante la aplicación de un campo eléctrico de corriente alterna (AC) en microelectrodos de Au, fabricados por erosión con iones de Ga3+. Las nanoestructuras compuestas por la red cristalina hexagonal de HAp, con HAp deficiente en calcio como fase predominante, presentaron una alta cristalinidad, y revelaron una morfología en forma de cintas delgadas con longitudes de 0.5 a 1 μm y anchuras entre 10 y 100 nm. Los análisis de composición elemental demostraron la deficiencia en calcio de las nanocintas de HAp, la cual resultó ser mayor en la superficie de las mismas. Los resultados de fotoluminiscencia (PL) y catodoluminiscencia (CL) en el rango visible de dichas nanocintas comprobó la presencia de vacancias de calcio e iones hidroxilo en la red de HAp, así como los resultados de CL en el rango infrarrojo cercano (NIR) evidenciaron la presencia de vacancias de oxígeno en los grupos fosfato de la estructura de HAp. La recristalización de las nanocintas de HAp provocó una disminución de la deficiencia en calcio, generando un cambio en su morfología que dio lugar a la formación de prismas micrométricos compactos. Se demostró que al polarizar las nanocintas con el campo eléctrico AC aplicado mediante los microelectrodos, se produce la coalescencia de las mismas además de un efecto de recocido de defectos puntuales tipo vacancias de calcio (VCa). Este efecto fue posteriormente corroborado por los espectros de PL, donde la señal atribuida a VCa disminuyó en intensidad, mientras que la señal asociada a vacancias de hidroxilos aumentó. Asimismo, los resultados de CL apoyaron lo anterior ya que la intensidad Hydroxyapatite [Ca10(PO4)6(OH)2, HAp] is the principal biomineral component found in bone tissue like teeth and bones. For several decades, synthetic HAp with excellent biocompatibility, bioactivity and osteoconductivity, has been obtained and used for a great variety of biomedical applications such as a replacement for bone defects, a drug delivery agent and a bioactive coating on metallic osseous implants and dental materials; also, it is of great interest to use HAp to acquire contrast-enhanced images from magnetic resonance, X-ray and near-infrared reflection imaging, when doped with rare-earth ions, as well as its use to accelerate bone regeneration, by polarizing its surface. In this work, HAp nanostructures were synthesized by the hydrothermal method, and then recrystallized through an alternating current (AC) electric field applied to Au microelectrodes, fabricated by Ga3+ ions erosion. The nanostructures composed by the HAp hexagonal crystal lattice, with calcium deficient HAp as the predominant phase, showed a high crystallinity and revealed a thin ribbon type morphology with lengths from 0.5 to 1 μm and widths between 10 and 100 nm. Elemental composition analysis demonstrated the calcium deficiency in HAp nanoribbons, which resulted to be higher on their surface. Photoluminescence (PL) and cathodoluminescence (CL) results for the nanoribbons in the visible range, prove the presence of calcium and hydroxyl ions vacancies in the HAp lattice, as well as the CL results in the near-infrared (NIR) range showed the presence of oxygen vacancies in the phosphate groups of the HAp structure. The recrystallization of the HAp nanoribbons induced a reduction of calcium deficiency, resulting in a morphology change leading to the formation of compact micrometric prisms. It was demonstrated that by polarizing the nanoribbons applying an AC electric field through the microelectrodes, a coalescence between them is produced, followed by an annealing of the calcium vacancies (VCa) point defects. This effect was then corroborated by PL results, where the intensity decreased for the signal attributed to VCa, while there was an intensity increase for the signal associated to hydroxyl ions vacancies. Likewise, CL results supported the above since the emission intensity was significantly affected, suggesting a decrease in the total concentration of defects present in the HAp when recrystallized by the applied AC electric field. Finally, CL results in the near-infrared | |
| CICESSE | |
| 2018 | |
| Tesis de maestría | |
| Español | |
| Huerta Guerra, V.J. 2018. Recristalización de nanocintas de hidroxiapatita inducida por campos eléctricos. Tesis de Maestría en Ciencias. Centro de Investigación Científica y de Educación Superior de Ensenada, Baja California. 86 pp. | |
| PROPIEDADES DE LOS MATERIALES | |
| Aparece en las colecciones: | Tesis - Nanociencias |
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| Tesis_Huerta_ Guerra (96).pdf | Descripción completa de la tesis | 8.01 MB | Adobe PDF | Visualizar/Abrir |