Tóm tắt Luận án Tiến sĩ Hóa học: Nghiên cứu tổng hợp và đặc trưng vật liệu nanocomposit giữa hydroxyapatit và một số polyme tự nhiên

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO VIỆN HÀN LÂM KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ VIỆT NAM VIỆN HÓA HỌC  NGUYỄN THỊ LAN HƢƠNG NGHI£N CøU TæNG HîP Vµ §ÆC TR¦NG VËT LIÖU NanoCOMPOSIT GI÷A HYDROXYAPATIT Vµ MéT Sè POLYME Tù NHI£N Chuyên ngành: Hóa vô cơ Mã số: 62.44.01.13 Tóm tắt Luận án Tiến sĩ Hóa học HÀ NỘI – 2016 Công trình được hoàn thành tại: Phòng Vô cơ Viện Hóa học -Viện Hàn lâm Khoa học và Công nghệ Việt Nam Người hướng dẫn khoa học: 1. PGS.TS. Đào Quốc Hƣơng 2. PGS.TS. Phan Thị Ngọc Bích Phản biện 1: GS.TS. Nguyễn Trọng Uyển Trường Đại học KHTN - ĐHQG Hà Nội Phản biện 2: PGS.TS. Lê Xuân Thành Trường Đại học Bách khoa Hà Nội Phản biện 3: GS.TS. Triệu Thị Nguyệt Trường Đại học KHTN - ĐHQG Hà Nội (Theo Quyết định thành lập Hội đồng đánh giá luận án tiến sĩ cấp Viện số 623/QĐ-VHH, ngày 18 tháng 12 năm 2015) Luận án sẽ đƣợc bảo vệ trƣớc Hội đồng đánh giá luận án cấp Viện, họp tại: ………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………… vào hồi …….. giờ, ngày …….., tháng ………, năm …………… Có thể tìm hiểu luận án tại: - Thư viện Quốc gia Việt Nam - Trung tâm Thông tin - Tư liệu, Viện HLKH & CN Việt Nam MỞ ĐẦU Hydroxyapatit (HA) là thành phần chính trong chất khoáng của xương, răng và các mô cứng của động vật có xương sống. HA tự nhiên và tổng hợp đều có tính tương thích sinh học, gần gũi với các polyme sinh học và có khả năng tạo xương tốt. Hơn nữa, vật liệu HA kích thước nanomet có tính tương thích, tái hấp thu và hoạt tính sinh học cao hơn nhiều so với vật liệu có kích thước micromet. Vì vậy, trong những năm gần đây, gốm sinh học và composit sinh học chứa HA kích thước nanomet rất được quan tâm nghiên cứu. Một xu hướng mới hiện nay là chế tạo các nanocomposit mô phỏng sinh học, vật liệu lai vô cơ-hữu cơ với chất điền vào là HA và chất nền là các polyme. Trong các vật liệu nanocomposit HA/polyme, polyme đóng vai trò là chất nền cung cấp các vị trí tạo mầm, điều chỉnh sự phát triển và hình thái học của tinh thể nano HA. Sự hình thành liên kết hóa học giữa HA và polyme, như liên kết hydro, lực Van der Waals, hoặc phức chất cacboxyl-Ca-cacboxyl,… cho phép phân tán đồng đều HA trong pha hữu cơ. Nhiều polyme tổng hợp đã được sử dụng. Tuy nhiên, polyme tự nhiên thường được ưa chuộng hơn do chúng sẵn có, không độc, một số còn tương thích và phân hủy sinh học. Chúng có thể là các protein như: collagen, gelatin,…hoặc các polysaccarit như: chitosan, tinh bột, alginat, dextran, chondroitin sunfat và các dẫn xuất. Ở nước ta, từ năm 2005, đã có những công bố bước đầu nghiên cứu tổng hợp HA đơn chất dạng bột, xốp, màng định hướng ứng dụng trong dược học và y sinh học. Riêng vật liệu composit HA/polyme mới chỉ có một số ít nghiên cứu chế tạo composit chứa HA và chitosan, collagen, PLA... Mặt khác, là một nước nhiệt đới, chúng ta có nguồn tinh bột từ ngũ cốc và alginat từ rong biển rất phong phú. Để tận dụng nguồn nguyên liệu sẵn có trong nước và góp phần tạo ra một loại vật liệu có nhiều ưu điểm và khả năng ứng dụng trong dược học và y sinh học, chúng tôi chọn đề tài: “Nghiên cứu tổng hợp và đặc trưng vật liệu nanocomposit giữa hydroxyapatit và một số polyme tự nhiên”. Mục tiêu của luận án Nghiên cứu tổng hợp được các composit chứa HA với một số polysaccarit từ ngũ cốc và rong biển Việt Nam: - HA/tinh bột, HA/tinh bột sắn; - HA/maltodextrin với các DE khác nhau; - HA/alginat và HA/oligoalginat. Xác định các đặc trưng và đưa ra được mối liên hệ giữa đặc trưng của composit HA/polyme và các thông số cấu trúc của polyme. Nội dung của luận án 1. Tổng hợp HA ở vùng nhiệt độ thấp (-15, -10, 0oC), nhằm làm giảm kích thước, độ tinh thể của HA và để so sánh với pha HA trong các vật liệu composit HA/polyme. 2. Nghiên cứu chế tạo composit HA/tinh bột bằng hai phương pháp: phương pháp trộn và phương pháp kết tủa trực tiếp. Khảo sát các yếu tố ảnh hưởng đến đặc trưng của sản phẩm như tỉ lệ thành phần, nhiệt độ, dung môi, tốc độ cấp axit, sóng siêu âm, kỹ thuật làm khô. Từ đó, lựa chọn phương pháp và điều kiện thích hợp để tổng hợp các composit tiếp theo. 3. Tổng hợp các composit HA/tinh bột sắn, HA/maltodextrin với DE khác nhau bằng phương pháp đã lựa chọn. Khảo sát ảnh hưởng của giá trị DE đến đặc trưng của các composit. 4. Điều chế oligome của alginat, tổng hợp và khảo sát các đặc trưng của composit HA/alginat, HA/oligoalginat. Cấu trúc của luận án Luận án gồm 142 trang với 23 bảng và 86 hình, được trình bày trong các phần: Mở đầu: 3 trang, Chương 1. Tổng quan: 34 trang, Chương 2: Thực nghiệm và các phương pháp nghiên cứu: 12 trang, Chương 3: Kết quả và thảo luận: 72 trang, Kết luận và kiến nghị: 2 trang, Danh mục các công trình khoa học đã công bố: 1 trang và 194 Tài liệu tham khảo: 19 trang. Chƣơng 1. TỔNG QUAN Tổng quan về tình hình nghiên cứu, tính chất, phương pháp điều chế và ứng dụng của hydroxyapatit (HA). Tổng quan về cấu trúc, tính chất và ứng dụng của các polyme tự nhiên sử dụng trong luận án như: tinh bột (TB), maltodextrin (MD) và alginat (alg). Tổng quan về sự tạo thành, các phương pháp tổng hợp, đặc trưng và ứng dụng của vật liệu composit HA/polyme. Chƣơng 2. THỰC NGHIỆM VÀ CÁC PHƢƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 2.1. Hóa chất và các nguyên liệu đầu Các polyme ban đầu được xác định một số đặc trưng: - Xác định đương lượng đường khử (DE) của tinh bột và các maltodextrin; - Thủy phân cắt mạch alginat tạo thành các oligoalginat; - Xác định khối lượng phân tử trung bình của các polyme. 2.2. Tổng hợp HA ở vùng nhiệt độ thấp Phản ứng tổng hợp HA từ Ca(OH)2 và H3PO4 được thực hiện ở các nhiệt độ -15, -10 và 0oC theo phương pháp kết tủa hóa học. 2.3. Nghiên cứu tổng hợp các composit HA/polyme 2.3.1. Composit HA/tinh bột (HA/TB) Phương pháp trộn HA bột: một mẫu composit HA/TB được tổng hợp bằng cách trộn hai thành phần HA bột và dung dịch tinh bột theo tỉ lệ 1:1 về khối lượng. Phương pháp trộn HA huyền phù: Phương pháp thực nghiệm tổng hợp composit HA/TB theo phương pháp trộn huyền phù được tóm tắt theo sơ đồ sau: ... - tailieumienphi.vn