(Luận án tiến sĩ) Nghiên cứu kết tủa điện hóa màng hydroxyapatit ống nano carbon biến tính trên nền hợp kim định hướng ứng dụng trong cấy ghép xương

HỌC VIỆN KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ
VIỆN KỸ THUẬT NHIỆT ĐỚI
----------o0o----------

LUẬN ÁN TIẾN SĨ

NGHIÊN CỨU KẾT TỦA ĐIỆN HÓA MÀNG
HYDROXYAPATIT/ỐNG NANO CARBON BIẾN TÍNH
TRÊN NỀN HỢP KIM ĐỊNH HƯỚNG ỨNG DỤNG
TRONG CẤY GHÉP XƯƠNG

Chuyên ngành: Hóa Lý thuyết và Hóa Lý
Mã số: 9.44.01.19

Nghiên cứu sinh: Nguyễn Thị Thơm
Người hướng dẫn: PGS. TS. Đinh Thị Mai Thanh

Hà Nội 12/2019


LỜI CẢM ƠN

Luận án được hoàn thành tại Viện Kỹ thuật nhiệt đới, Viện Hàn lâm
Khoa học và Công nghệ Việt Nam.
Tôi xin bày tỏ lòng biết ơn chân thành, sâu sắc tới giáo viên hướng dẫn
PGS.TS. Đinh Thị Mai Thanh đã chỉ đạo, hướng dẫn tận tình, sâu sát và giúp
đỡ tôi trong suốt quá trình thực hiện cũng như hoàn thành bản luận án này.
Tôi xin chân thành cảm ơn các đồng nghiệp đang công tác tại Phòng Ăn
mòn và bảo vệ kim loại – Viện Kỹ thuật nhiệt đới, Viện Hàn lâm KH&CN VN
đã luôn động viên và giúp đỡ tôi trong quá trình thực hiện luận án.
Tôi xin trân trọng cảm ơn Ban Lãnh đạo và Bộ phận đào tạo Viện Kỹ

thuật nhiệt đới và Học viện KH&CN đã giúp đỡ tôi trong suốt thời gian học
tập, nghiên cứu và hoàn thành luận án.
Cuối cùng, tôi xin được gửi lời cảm ơn chân thành, sâu sắc tới gia đình,
người thân, bạn bè và đồng nghiệp đã luôn chia sẻ, động viên cho tôi thêm
nghị lực và quyết tâm để hoàn thành luận án này.
Hà Nội, ngày

tháng

năm 2019

Tác giả luận án

Nguyễn Thị Thơm

i


LỜI CAM ĐOAN

Tôi xin cam đoan rằng tất cả các số liệu, kết quả
được trình bày trong luận án này là trung thực và chưa có
ai công bố trong bất kỳ công trình nào khác.

Tác giả luận án

Nguyễn Thị Thơm

ii

MỤC LỤC
Trang
DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU VÀ CHỮ VIẾT TẮT

vii

DANH MỤC CÁC BẢNG

ix

DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ, ĐỒ THỊ

xi

MỞ ĐẦU

1

CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN

4

1.1. Tổng quan về hydroxyapatit

4

1.1.1. Tính chất của hydroxyapatit

4

1.1.2. Các phương pháp chế tạo màng hydroxyapatit

6

1.1.3. Vai trò và ứng dụng của hydroxyapatit

8

1.2. Tổng quan về vật liệu ống nano carbon

11

1.2.1. Tính chất vật liệu ống nano carbon

12

1.2.2. Ứng dụng của vật liệu ống nano carbon

15

1.2.3. Biến tính vật liệu ống nano carbon

16

1.3. Vật liệu hydroxyapatit/ống nano carbon (HAp-CNTbt)

21

1.4. Thử nghiệm In vitro và In vivo

27

1.5. Tình hình nghiên cứu trong nước

31

CHƯƠNG 2: ĐIỀU KIỆN VÀ PHƯƠNG PHÁP THỰC NGHIỆM

34

2.1. Hóa chất và điều kiện thực nghiệm

34

2.1.1. Hóa chất và vật liệu

34

2.1.2. Tổng hợp điện hóa HAp-CNTbt trên nền TKG316L hoặc

34

Ti6Al4V
2.1.3. Thử nghiệm trong dung dịch SBF

37

2.2. Các phương pháp nghiên cứu

38

2.2.1. Các phương pháp điện hóa

38

2.2.2. Các phương pháp phân tích

40

iii


2.2.3. Các phương pháp đo tính chất cơ lý của màng HAp và

42

HAp-CNTbt
CHƯƠNG 3: KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN

45

3.1. Tinh chế và biến tính CNT

45

3.2. Tổng hợp vật liệu composite HAp-CNTbt

49

3.2.1. Đường cong phân cực của TKG316L và Ti6Al4V trong dung

49

dịch tổng hợp
3.2.2. Ảnh hưởng của khoảng quét thế

52

3.2.3. Ảnh hưởng của nhiệt độ

61

3.2.4. Ảnh hưởng của nồng độ CNTbt

66

3.2.5. Ảnh hưởng của số lần quét thế

77

3.2.6. Ảnh hưởng của tốc độ quét thế

80

3.2.7. Xác định tính chất cơ lý và sự hòa tan của vật liệu

84

3.3. Nghiên cứu diễn biến điện hóa của vật liệu trong dung dịch SBF

88

3.3.1. Sự biến đổi pH của dung dịch SBF theo thời gian thử nghiệm

89

3.3.2. Sự biến đổi khối lượng mẫu theo thời gian thử nghiệm

91

3.3.3. Đặc trưng của vật liệu sau khi ngâm trong dung dịch SBF

93

3.4. Điện thế mạch hở

99

3.5. Điện trở phân cực và mật độ dòng ăn mòn

101

3.6. Tổng trở điện hóa

106

KẾT LUẬN

113

NHỮNG ĐÓNG GÓP MỚI CỦA LUẬN ÁN

114

DANH MỤC CÁC CÔNG TRÌNH KHOA HỌC ĐÃ CÔNG BỐ

115

TÀI LIỆU THAM KHẢO

117

iv


DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU VÀ CHỮ VIẾT TẮT
Viết tắt

Tiếng Anh

Tiếng Việt

AAS

Atomic
Spectrophotometric

Absorption Phương pháp phổ hấp thụ
nguyên tử

AFM

Atomic Force Microscope

ASTM

American Society for Testing and Tiêu chuẩn vật liệu của Mỹ
Materials

CNT

Carbon nanotubes

Ống nano carbon

CNTbt

Modified carbon nanotubes

Ống nano carbon biến tính

CVD

Chemical Vapour Deposition

Phương pháp lắng đọng hơi
hóa học

DCPD

Dicalcium Phosphate Dihydrate Đicanxi phosphat
(DCPD-CaHPO4.2H2O)
(CaHPO4.2H2O)

dE/dt

Variation of voltage follows time

Kính hiển vi lực nguyên tử

đihydrat

Sự biến đổi điện thế theo thời
gian

DTG (%/phút)

Derivative Thermogravimetry

Tích phân nhiệt trọng lượng

EDX

Energy Dispersive Xray

Tán xạ năng lượng tia X

Ecorr

Corrosion potential

Điện thế ăn mòn

EOCP

Open circuit potential

Điện thế mạch hở

HAp

Hydroxyapatite (Ca10(PO4)6(OH)2 Hydroxyapatit
(Ca10(PO4)6(OH)2

HAp-CNTbt

Hydroxyapatite/ modified carbon Hydroxyapatit/ống
nanotubes
carbon biến tính

HAp-CNTbt/
Ti6Al4V

Hydroxyapatite/modified carbon Hydroxyapatit/ống
nano
nanotubes on Titanium alloy
carbon biến tính trên nền hợp
kim Titan

HAp-CNTbt/
TKG316L

Hydroxyapatite/modified carbon Hydroxyapatit/ống
nano
nanotubes on 316L stainless steel carbon biến tính trên nền thép

nano

không gỉ 316L
HAp/Ti6Al4V

Hydroxyapatite on Titanium alloy Hydroxyapatit trên nền hợp
kim titan

HAp/TKG316L

Hydroxyapatite on 316L stainless Hydroxyapatit trên nền thép
steel
không gỉ 316L

v


HV

Vicker Hardness

Độ cứng Vickers

icorr

Corrosion current density

Mật độ dòng ăn mòn

IR

Infrared Spectroscopy

Phổ hồng ngoại

MTT

3-(4,5-dimethyl-2-thiazolyl)-2,5diphenyl-2H-tetrazolium bromide

Xét nghiệm đo màu để đánh giá
hoạt động trao đổi chất của tế
bào

MWCNT

Multi wall carbon nanotubes

Ống nano carbon đa tường

PLA

Poly Lactic acid

Polylactic Axit

Ra

Surface roughness

Thông số độ nhám bề mặt

Rp

Polarization resistance

Điện trở phân cực

Ru

Flexural strength

Độ bền uốn

SBF

Simulated body fluid

Dung dịch mô phỏng dịch cơ
thể người

SCE

Saturation Calomel Electrode

Điện cực calomen bão hòa

SEM

Scanning Electron Microscopy

Kính hiển vi điện tử quét

SWCNT

Single wall carbon nanotubes

Ống nano carbon đơn tường

TCP

Tricalcium Phosphate Ca3(PO4)2

Canxi photphat Ca3(PO4)2

TEM

Transmission
Microscopy

TG

Thermo Gravimetry

Nhiệt trọng lượng

TGA

Thermogravimetric Analyzer

Phân tích nhiệt

Ti6Al4V

Titanium alloy

Hợp kim titan Ti6Al4V

TKG316L

316L stainless steel

Thép không gỉ 316L

XRD

X-ray Diffraction

Nhiễu xạ tia X

Resistance Module

Mô đun tổng trở

Unit of resistivity

Đơn vị đo điện trở suất

│Z│
μΩ.cm

Electron Kính hiển vi điện tử truyền qua

vi


DANH MỤC CÁC BẢNG
Trang
Bảng 1.1.

Các thông số cơ tính của vật liệu CNT và thép

13

Bảng 2.1.

Thành phần hóa học các nguyên tố trong TKG316L

34

Bảng 2.2.

Thành phần hóa học các nguyên tố trong Ti6Al4V

34

Bảng 2.3.

Các điều kiện tổng hợp vật liệu HAp-CNTbt/TKG316L và

36

HAp-CNTbt/Ti6Al4V
Bảng 2.4.

Thành phần của 1 lít dung dịch SBF

37

Bảng 3.1.

Thành phần của các nguyên tố trong CNT và CNTbt

49

Bảng 3.2.

Khối lượng, chiều dày và độ bám dính màng HAp-CNTbt

53

tổng hợp ở khoảng thế khác nhau trên hai vật liệu nền
TKG316L và Ti6Al4V
Bảng 3.3.

Sự biến đổi khối lượng, chiều dày và độ bám dính của

63

màng HAp-CNTbt với nền TKG316L và Ti6Al4V tổng
hợp với hàm lượng CNTsbt khác nhau
Bảng 3.4.

Khối lượng, chiều dày và độ bám dính của màng

77

HAp-CNTbt với nền TKG316L và Ti6Al4V theo nhiệt độ
Bảng 3.5.

Sự biến đổi khối lượng, chiều dày và độ bám dính của
màng HAp-CNTbt với nền TKG316L và Ti6Al4V khi

78

thay đổi số lần quét
Bảng 3.6.

Sự biến đổi khối lượng và độ bám dính của màng

82

HAp-CNTbt với nền TKG316L và Ti6Al4V ở các tốc độ
quét khác nhau

Bảng 3.7.

Nồng độ Ca2+ trong dung dịch sau khi ngâm các vật liệu

88

trong dung dịch NaCl 0,9 % theo thời gian
Bảng 3.8.

Giá trị của OCP, icorr, Rp và Z10mHz của các vật liệu ở

111

thời điểm sau 1 ngày ngâm trong dung dịch SBF
Bảng 3.9.

Giá trị của OCP, icorr, Rp và Z10mHz của các vật liệu ở
thời điểm sau 21 ngày ngâm trong dung dịch SBF

vii

111


DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ, ĐỒ THỊ
Trang
Hình 1.1.

Công thức cấu tạo của phân tử HAp

4

Hình 1.2.

CNT dạng ghế bành (a), zíc zắc (b) và không đối xứng

12

Hình 1.3.

Ống nano cacbon đơn tường (a) và ống nano cacbon đa

13

tường (b)
Hình 1.4.

Sự tụ đám của vật liệu CNT

17

Hình 1.5.

Biến tính CNT bằng các chất oxi hóa

18

Hình 1.6.

Biến tính CNT bằng axit sau đó thực hiện các chuyển hóa

19

tiếp theo để tạo nhóm chức amit và este
Hình 1.7.

Các phản ứng cộng hợp để gắn các nhóm chức lên CNT

Hình 1.8.

Biến tính CNT bằng các phản ứng thế nhóm florua trên

Hình 1.9

20

CNT

20

Giản đồ nhiễu xạ tia X của CNT, HAp và composite

23

HAp-CNT với hàm lượng CNT khác nhau
Hình 1.10

Ảnh SEM và TEM của HAp-CNT

24

Hình 1.11

Ảnh SEM của HAp/Ti (a, b); HAp-CNTbt/Ti (c)

25

Hình 1.12

Ảnh SEM của CNTbt/Ti và HAp-CNTbt/Ti tổng hợp ở

26

40oC và 70 oC
Hình 1.13

Sự tăng trưởng của các tế bào osteoblast người với sự có

28

mặt của HAp-CNTbt
Hình 1.14

Đồ thị kết quả thử nghiệm MTT của vật liệu Ti có và

29

không có màng HAp hoặc HAp-CNT với hàm lượng
CNT khác nhau
Hình 1.15

Ảnh chụp hiển vi bệnh lý của cơ bắp chuột trắng sau khi

30

thử nghiệm vật liệu HAp/CNTbt với thời gian khác nhau
Hình 2.1.

Mô hình thử độ cứng theo Vicker

viii

43


Hình 2.2.

Hình dạng mẫu xác định mô đun đàn hồi

44

Hình 3.1.

Phổ IR của CNT và CNTbt

46

Hình 3.2.

Sự phân tán của của 1 g/L CNT (a) và CNTbt (b) trong

46

dung dịch tổng hợp sau 7 ngày
Hình 3.3.

Ảnh SEM của CNT và CNTbt

47

Hình 3.4.

Phổ EDX của CNT và CNTbt

48

Hình 3.5.

Đường cong phân cực catôt của điện cực TKG316L và

50

Ti6Al4V trong dung dịch tổng hợp với tốc độ quét 5
mV/s
Hình 3.6.

Mô tả sự tạo thành liên kết hydro giữa HAp và CNTbt

51

Hình 3.7.

Phổ IR của HAp-CNTbt tổng hợp ở các khoảng quét thế

56

khác nhau nền TKG316L (5 mV/s, 5 lần quét; 0,5 g/L
CNTbt, 45 oC)
Hình 3.8.

Phổ IR của HAp-CNTbt tổng hợp ở các khoảng quét thế

56

khác nhau trên nền Ti6Al4V (5 mV/s, 5 lần quét; 0,5 g/L
CNTbt, 45 oC)
Hình 3.9.

Giản đồ nhiễu xạ tia X của màng HAp-CNTbt tổng hợp

57

trên nền TKG316L ở các khoảng quét thế khác nhau (5
mV/s, 5 lần quét; 0,5 g/L CNTbt, 45 oC)
Hình 3.10.

Giản đồ nhiễu xạ tia X của HAp/CNTsbt tổng hợp trên nền

58

Ti6Al4V ở các khoảng quét thế khác nhau (5 mV/s, 5 lần
quét; 0,5 g/L CNTbt, 45 oC)
Hình 3.11.

Ảnh SEM của HAp-CNTbt/TKG316L được tổng hợp ở

59

các khoảng quét thế khác nhau (5 mV/s, 5 lần quét; 0,5
g/L CNTbt, 45 oC)
Hình 3.12.

Hình ảnh SEM của HAp-CNTbt/Ti6Al4V được tổng hợp
ở các khoảng quét thế khác nhau (5 mV/s, 5 lần quét; 0,5
g/L CNTbt, 45 oC)

ix

60


Hình 3.13.

Ảnh TEM vật liệu HAp-CNTbt được tổng hợp trên nền

61

TKG316L (A) và Ti6Al4V (B) (0 ÷ -1,65 V (TKG316L);
0 ÷ -2 V (Ti6Al4V); 5 mV/s, 5 lần quét; 0,5 g/L CNTbt,
45 oC)

Hình 3.14.

Đường cong phân cực catôt của điện cực TKG316L trong

62

dung dịch tổng hợp ở các nhiệt độ khác nhau (E = 0 ÷ 1,65 V; 5 mV/s, 5 lần quét; 0,5 g/L CNTbt)
Hình 3.15.

Đường cong phân cực catôt của điện cực Ti6Al4V trong

62

dung dịch tổng hợp ở các nhiệt độ khác nhau (E = 0 ÷ -2
V; 5 mV/s, 5 lần quét; 0,5 g/L CNTbt)
Hình 3.16.

Giản đồ XRD của HAp-CNTbt tổng hợp ở các nhiệt độ

64

khác nhau trên nền TKG316L (E = 0 ÷ -1,65 V; 5 mV/s,
5 lần quét; 0,5 g/L CNTbt)
Hình 3.17.

Giản đồ XRD của HAp-CNTbt tổng hợp ở các nhiệt độ

64

khác nhau trên nền Ti6Al4V (E = 0 ÷ -2 V; 5 mV/s, 5 lần

quét; 0,5 g/L CNTbt)
Hình 3.18.

Ảnh SEM của HAp-CNTbt/TKG316L tổng hợp ở nhiệt độ

65

khác nhau (E = 0 ÷ -1,65 V; 5 mV/s, 5 lần quét; 0,5 g/L
CNTbt)
Hình 3.19.

Ảnh SEM của HAp-CNTbt/Ti6Al4V tổng hợp ở nhiệt độ

65

khác nhau (E = 0 ÷ -2 V; 5 mV/s, 5 lần quét; 0,5 g/L
CNTbt)
Hình 3.20.

Đường cong phân cực catôt của điện cực TKG316L trong

67

dung dịch tổng hợp với nồng độ CNTbt thay đổi từ 0 đến
1 g/L (0 ÷ -1,65V; 5 mV/s, 5 lần quét; 45 oC)
Hình 3.21.

Đường cong phân cực catôt của điện cực Ti6Al4V trong
dung dịch tổng hợp với nồng độ CNTbt thay đổi từ 0 đến
1 g/L (0 ÷ -2 V; 5 mV/s, 5 lần quét; 45 oC)

x

67


Hình 3.22.

Phổ IR của HAp-CNTbt/TKG316L được tổng hợp với

68

nồng độ CNTbt khác nhau (0 ÷ -1,65 V; 5 mV/s, 5 lần
quét; 45 oC)
Hình 3.23.

Phổ IR của HAp-CNTbt/Ti6Al4V được tổng hợp với nồng

68

độ CNTbt khác nhau (0 ÷ -2 V; 5 mV/s, 5 lần quét; 45 oC)
Hình 3.24.

Giản

đồ

TG/DTG

của

HAp/TKG316L

(a)

và

70

HAp/Ti6Al4V (b) (0 ÷ -1,65 V (TKG316L); 0 ÷ -2 V
(Ti6Al4V); 5 mV/s, 5 lần quét; 45 oC)
Hình 3.25.

Giản đồ TG/DTG của HAp-CNTbt/TKG316L tổng hợp ở

73

0 ÷ -1,65 V; 5 mV/s, 5 lần quét; 45 oC với nồng độ CNTbt
khác nhau: 0,25 g/L (a); 0,5 g/L (b); 0,75 g/L (c) và 1 g/L
(d)
Hình 3.26.

Giản đồ TG/DTG của HAp-CNTbt/Ti6Al4V tổng hợp ở

75

(0 ÷ -2 V; 5 mV/s; 5 lần quét; 45 oC với nồng độ CNTbt
khác nhau: 0,25 g/L (a); 0,5 g/L (b); 0,75 g/L (c) và 1 g/L
(d)
Hình 3.27.

Giản đồ nhiễu xạ tia X của HAp-CNTbt /TKG316L với số

79

lần quét thế khác nhau (0 ÷ -1,65 V; 5 mV/s, 45 oC, 0,5
g/L CNTbt)
Hình 3.28.

Giản đồ nhiễu xạ tia X của HAp-CNTbt /Ti6Al4V với số

79

lần quét thế khác nhau (0 ÷ -2 V; 5 mV/s, 45 oC; 0,5 g/L
CNTbt)
Hình 3.29.

Đường cong phân cực catôt của điện cực TKG316L trong

81

dung dịch tổng hợp với các tốc độ quét thế khác nhau
(0 ÷ -1,65 V; 5 lần quét, 45 oC; 0,5 g/L CNTbt)
Hình 3.30.

Đường cong phân cực catôt của điện cực Ti6Al4V trong
dung dịch tổng hợp với các tốc độ quét thế khác nhau (0

xi

81


÷ -2 V; 5 lần quét, 45 oC, 0,5 g/L CNTbt)
Hình 3.31.

Giản đồ nhiễu xạ tia X của HAp-CNTbt/TKG316L tổng

83

hợp với tốc độ quét thế khác nhau (0 ÷ -1,65 V; 5 lần
quét, 45 oC, 0,5 g/L CNTbt)
Hình 3.32.

Giản đồ nhiễu xạ tia X của HAp-CNTbt/Ti6Al4V tổng

83

hợp với tốc độ quét thế khác nhau (0 ÷ -2 V; 5 lần quét,
45 oC; 0,5 g/L CNTbt)
Hình 3.33.

Hình ảnh AFM bề mặt của TKG316L (a), HAp/TKG316L

84

(b) và HAp-CNTbt/TKG316L (c)
Hình 3.34.

Hình ảnh AFM bề mặt của Ti6Al4V (a), HAp/Ti6Al4V

85

(b) và HAp-CNTbt/Ti6Al4V (c)
Hình 3.35.

Đồ thị xác định mô đun đàn hồi của các vật liệu
TKG316L,

HAp/TKG316L,

86

HAp-CNTbt/TKG316L,

Ti6Al4V, HAp/Ti6Al4V và HAp-CNTbt/Ti6Al4V
Hình 3.36.

Sự biến đổi của pH dung dịch SBF chứa TKG316L,
Ti6Al4V,

HAp/TKG316L,

HAp/Ti6Al4V,

91

HAp-

CNTbt/TKG316L và HAp-CNTbt/Ti6Al4V theo thời gian

ngâm
Hình 3.37.

Sự biến đổi khối lượng vật liệu theo thời gian ngâm của

92

TKG316L, Ti6Al4V, HAp/TKG316L, HAp/Ti6Al4V,
HAp-CNTbt/TKG316L và HAp-CNTbt/Ti6Al4V trong
dung dịch SBF
Hình 3.38.

Ảnh SEM của TKG316L trước và sau 21 ngày ngâm

94

trong dung dịch SBF
Hình 3.39.

Ảnh SEM của HAp/TKG316L trước và sau khi ngâm

95

trong dung dịch SBF với thời gian khác nhau
Hình 3.40.

Ảnh SEM của HAp-CNTbt/TKG316L trước và sau khi
ngâm trong dung dịch SBF với thời gian khác nhau

xii

95


Hình 3.41.

Ảnh SEM của Ti6Al4V trước và sau 21 ngày ngâm trong

96

dung dịch SBF
Hình 3.42.

Ảnh SEM của HAp/Ti6Al4V trước và sau khi ngâm trong

96

dung dịch SBF với thời gian khác nhau
Hình 3.43.

Ảnh SEM của HAp-CNTbt/Ti6Al4V trước và sau khi

97

ngâm trong dung dịch SBF với thời gian khác nhau
Hình 3.44.

Giản đồ nhiễu xạ tia X của vật liệu TKG316L (a),

98

HAp/TKG316L (b) và HAp-CNTbt/TKG316L (c) sau 21
ngày ngâm trong SBF
Hình 3.45.

Giản đồ nhiễu xạ tia X của vật liệu Ti6Al4V (a),

98

HAp/Ti6Al4V (b) và HAp-CNTbt/Ti6Al4V (c) sau 21
ngày ngâm trong SBF
Hình 3.46.

Sự biến đổi điện thế mạch hở của TKG316L, Ti6Al4V,

100

HAp/TKG316L, HAp/Ti6Al4V, HAp-CNTbt/TKG316L
và HAp-CNTbt/ Ti6Al4V theo thời gian ngâm trong dung
dịch SBF
Hình 3.47.

Đường

Tafel

HAp/TKG316L

của
(c),

TKG316L

(a),

HAp/Ti6Al4V

Ti6Al4V
(d),

(b),

102

HAp-

CNTbt/TKG316L (e) và HAp-CNTbt/Ti6Al4V (f) sau 21
ngày ngâm trong dung dịch SBF
Hình 3.48.

Đường cong phân cực của TKG316L, HAp/TKG316L,

103

HAp-CNTbt/TKG316L, Ti6Al4V, HAp/Ti6Al4V, HApCNTbt/Ti6Al4V trong dung dịch SBF ở các thời gian
ngâm khác nhau
Hình 3.49.

Sự biến đổi Rp của TKG316L (a), Ti6Al4V (b),
HAp/TKG316L

(c),

HAp/Ti6Al4V

(d),

HAp-

CNTbt/TKG316L (e) và HAp-CNTbt/Ti6Al4V (f) theo
thời gian ngâm trong dung dịch SBF

xiii

105


Hình 3.50.

Sự biến đổi mật độ dòng ăn mòn của TKG316L (a),

106

Ti6Al4V (b), HAp/TKG316L (c), HAp/Ti6Al4V (d),
HAp-CNTbt/TKG316L (e) và HAp-CNTbt/Ti6Al4V (f)
theo thời gian ngâm trong dung dịch SBF
Hình 3.51.

Phổ

tổng

trở

HAp/TKG316L,

dạng

Bode

của

mẫu

TKG316L,

HAp-CNTbt/TKG316L,

Ti6Al4V,

108

HAp/Ti6Al4V và HAp-CNTbt/Ti6Al4V theo thời gian
ngâm mẫu trong dung dịch SBF
Hình 3.52.

Sự biến đổi mô đun tổng trở của TKG316L,
HAp/TKG316L,

Ap-CNTbt/TKG316L,

Ti6Al4V,

HAp/Ti6Al4V và HAp-CNTbt/Ti6Al4V theo thời gian
ngâm trong dung dịch SBF, tại tần số 10 mHz

xiv

109


MỞ ĐẦU
 Lý do chọn đề tài
Hydroxyapatit (Ca10(PO4)6(OH)2, HAp) là muối kép của tri-canxi
photphat và canxi hydroxit, trong tự nhiên tồn tại dưới dạng flo-apatit
Ca10(PO4)6F2. Nó là thành phần vô cơ chính trong xương và răng người. Hiện
nay, HAp đang là một trong các đối tượng nghiên cứu chính của các nhà khoa
học nhằm mục đích cải thiện các tính chất sinh học, hoá học và cơ lý của nó.
HAp có tính tương thích sinh học cao, có khả năng tái sinh xương nhanh và
có thể tạo liên kết trực tiếp với xương non mà không cần có mô, cơ trung gian
[1-6]. Nhờ những đặc tính này mà HAp được ứng dụng ngày càng nhiều trong
y dược học ở các dạng khác nhau: dạng bột dùng làm thuốc bổ sung canxi;
dạng gốm dùng để nối xương, chỉnh hình; dạng composite dùng để làm thẳng
xương, làm kẹp nối và chất mang thuốc; dạng màng phủ trên nền kim loại và
hợp kim được sử dụng làm nẹp vít xương. HAp tổng hợp có thành phần tương
tự trong xương tự nhiên và có khả năng tương thích sinh học tốt, do đó khi
cấy ghép vào trong cơ thể người, nó kích thích khả năng liền xương nhanh
hơn.
Ngày nay, cùng với sự phát triển mạnh mẽ của các ngành khoa học, với
mục đích không ngừng nâng cao chất lượng cuộc sống, các vật liệu gốm y

sinh, màng y sinh trên cơ sở hydroxyapatit, tricanxi phốt phát đã và đang
được các nhà khoa học vật liệu cũng như các chuyên gia trong lĩnh vực y học
quan tâm nghiên cứu [1]. Hướng nghiên cứu mới nhằm nâng cao chất lượng
cho vật liệu y sinh trên cơ sở kim loại và hợp kim ngày càng được phát triển
mở rộng. Các loại vật liệu y sinh truyền thống đang được sử dụng chủ yếu
trong các bệnh viện như thép không gỉ 316L (TKG316L), Ti và hợp kim của
titan (Ti6Al4V), hợp kim của coban (CoNiCrMo) … Nhìn chung, những vật
liệu này có độ bền cơ lý và khả năng tương thích sinh học cao với môi trường
dịch cơ thể người. Tuy nhiên, trong một số trường hợp cấy ghép cụ thể, chúng

1


vẫn bị ăn mòn dẫn đến các phản ứng đào thải làm giảm tuổi thọ của vật liệu
và gây ra những biến chứng nguy hiểm cho bệnh nhân. Do đó, việc nâng cao
khả năng tương thích sinh học của các vật liệu y sinh với cơ thể người bằng
màng nano HAp cũng được các nhà khoa học vật liệu, công nghệ sinh học, y
học trong và ngoài nước quan tâm nghiên cứu. Màng HAp có cấu tạo giống
với bề mặt và cấu trúc của xương, do đó làm tăng khả năng kết dính với các
nguyên bào xương. Đồng thời, nó có vai trò như các mầm tinh thể kích thích
sự phát triển của xương mới tại vùng cấy ghép [2-6]. Tuy nhiên, màng HAp
tinh khiết có độ hòa tan tương đối cao trong môi trường sinh lý và tính chất cơ
lý kém. Sự hòa tan cao có thể dẫn đến sự thoái hóa nhanh hơn của vật liệu và
làm giảm khả năng cố định của vật liệu cấy ghép với mô chủ. Do đó, việc cải
thiện tính chất cơ lý cho màng HAp là cần thiết [7,8].
Vật liệu ống nano carbon (carbon nanotubes-CNT) được biết đến là
loại vật liệu có những đặc tính cơ lý tuyệt vời như: độ cứng siêu cao, độ chịu
mài mòn cơ và hóa tốt, khả năng chống ăn mòn cao, diện tích bề mặt riêng
lớn và tỉ trọng thấp [9-12]. Do đó, CNT được sử dụng làm vật liệu gia cường
lý tưởng cho nhiều loại vật liệu tổ hợp trên cơ sở kim loại, polyme, cao su,

epoxy với phạm vi ứng dụng rất rộng [13-23]. Các kết quả công bố của các
nhà khoa học trên thế giới cho thấy, việc pha tạp thêm ống nano carbon để tạo
composite hydroxyapatite/ống nano carbon (HAp-CNTbt) đã cải thiện rõ rệt
tính chất cơ lý của vật liệu cũng như khả năng chống ăn mòn và độ bền cơ
học [22, 24-28]. Hơn nữa, các nghiên cứu thử nghiệm in vitro về khả năng
tương thích sinh học của vật liệu HAp-CNTbt cho thấy có sự phát triển xương
tốt [13-21]. Luận án được thực hiện với nội dung: “Nghiên cứu kết tủa điện
hóa màng hydroxyapatit/ống nano carbon biến tính trên nền hợp kim định
hướng ứng dụng trong cấy ghép xương” nhằm mục đích lựa chọn được điều
kiện thích hợp để tổng hợp màng HAp-CNTbt có khả năng tương thích sinh
học tốt đồng thời nâng cao tính chất cơ lý cho vật liệu. Các kết quả góp phần

2


vào quá trình nghiên cứu tổng hợp cũng như tiềm năng ứng dụng của vật liệu
phủ màng HAp trong lĩnh vực cấy ghép xương ngày càng phát triển.
 Mục tiêu của luận án:
- Lựa chọn được điều kiện thích hợp để tổng hợp màng composite
hydroxyapatit/ống nano carbon (HAp-CNTbt) trên nền TKG316L và
Ti6Al4V.
- Màng HAp-CNTbt có khả năng tương thích sinh học và khả năng che
chắn bảo vệ cho nền tốt hơn màng HAp.
 Nội dung nghiên cứu chính của luận án:
Trên cơ sở các mục tiêu đề ra, luận án gồm ba nội dung chính sau:
1. Nghiên cứu ảnh hưởng của các yếu tố như: khoảng quét thế, tốc độ
quét, số lần quét, nồng độ CNTbt trong dung dịch tổng hợp, nhiệt độ tổng hợp
đến các đặc trưng, tính chất của màng HAp-CNTbt tổng hợp được trên nền
TKG316L và Ti6Al4V. Trên cơ sở các kết quả thu được lựa chọn điều kiện
thích hợp để tổng hợp HAp-CNTbt/TKG316L và HAp-CNTbt /Ti6Al4V.

2. Xác định độ gồ ghề bề mặt, mô đun đàn hồi và độ cứng của các vật
liệu:

TKG316L,

Ti6Al4V,

HAp/TKG316L,

HAp/Ti6Al4V,

HAp-CNTbt/TKG316L và HAp-CNTbt/Ti6Al4V.
Xác định sự hòa tan của các vật liệu HAp/TKG316L, HAp/Ti6Al4V,
HAp-CNTbt/TKG316L và HAp-CNTbt/Ti6Al4V trong dung dịch NaCl 0,9 %.
3. Nghiên cứu khả năng tương thích sinh học và diễn biến điện hóa của
sáu loại vật liệu: TKG316L, Ti6Al4V, HAp/TKG316L, HAp/Ti6Al4V,
HAp-CNTbt/TKG316L và HAp-CNTbt/Ti6Al4V trong dung dịch mô phỏng
dịch cơ thể người (SBF).

3


CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN
1.1. Tổng quan về hydroxyapatit
1.1.1. Tính chất của hydroxyapatit
1.1.1.1. Tính chất cấu trúc
Hydroxyapatit (HAp) tồn tại ở hai dạng cấu trúc là dạng lục phương
(hexagonal) và dạng đơn tà (monoclinic). HAp dạng lục phương thường được
tạo thành trong quá trình tổng hợp ở nhiệt độ từ 25 đến 100 oC. Dạng đơn tà
chủ yếu được tạo ra khi nung HAp dạng lục phương ở 850 oC trong không

khí, sau đó làm nguội đến nhiệt độ phòng. Giản đồ nhiễu xạ tia X của hai
dạng này giống nhau hoàn toàn về số lượng và vị trí của các vạch nhiễu xạ.
Chúng chỉ khác nhau về cường độ của pic, dạng đơn tà cho các pic có cường
độ yếu hơn các pic của dạng lục phương khoảng 1 % [29].
Cấu trúc ô mạng cơ sở của tinh thể HAp có dạng hình lục phương,
thuộc nhóm không gian P63/m với các hằng số mạng a = b = 0,9417 nm và
c = 0,6875 nm, α = β = 90 o và γ = 120 o. Mỗi ô mạng cơ sở của tinh thể HAp
gồm các ion Ca2+, PO

và OH-. Đây là cấu trúc thường gặp của HAp tổng

hợp, trong thành phần của xương và ngà răng [30, 31].
Công thức cấu tạo của phân tử HAp được thể hiện trên hình 1.1, phân tử
HAp có cấu trúc mạch thẳng, các liên kết Ca – O là liên kết cộng hoá trị. Hai
nhóm -OH được gắn với hai nguyên tử P ở hai đầu mạch [32].

Hình 1.1. Công thức cấu tạo của phân tử HAp [34]
1.1.1.2. Tính chất vật lý
Hydroxyapatit (HAp) tồn tại ở trạng thái tinh thể, có màu trắng, trắng
ngà, vàng nhạt hoặc xanh lơ, tuỳ theo điều kiện hình thành, kích thước hạt và

4


trạng thái tồn tại [33]. HAp có nhiệt độ nóng chảy 1760 oC, nhiệt độ sôi
2850 oC, độ tan trong nước 0,7 g/L, khối lượng mol phân tử 1004,60 g, khối
lượng riêng là 3,08 g/cm3 và độ cứng theo thang Mohs bằng 5. Các tinh thể
HAp tự nhiên và nhân tạo thường tồn tại ở dạng hình que, hình kim, hình vảy,
hình sợi, hình cầu và hình trụ [2].
1.1.1.3. Tính chất hoá học [30]

 HAp phản ứng với axit tạo thành các muối canxi và nước:
Ca10(PO4)6(OH)2 + 2HCl  3Ca3(PO4)2 + CaCl2 + 2H2O

(1.1)

 HAp tương đối bền nhiệt, bị phân huỷ chậm trong khoảng nhiệt độ từ
800 oC đến 1200 oC tạo thành oxy-hydroxyapatit theo phản ứng (1.2).
Ca10(PO4)6(OH)2  Ca10(PO4)6(OH)2-2xOx + xH2O (0  x  1)

(1.2)

 Ở nhiệt độ lớn hơn 1200 oC, HAp bị phân huỷ thành β - Ca3(PO4)2
(β – TCP) và Ca4P2O9 hoặc CaO.
Ca10(PO4)6(OH)2  2β – Ca3(PO4)2 + Ca4P2O9 + H2O

(1.3)

Ca10(PO4)6(OH)2  3β – Ca3(PO4)2 + CaO + H2O

(1.4)

1.1.1.4. Tính chất sinh học
HAp tự nhiên và HAp tổng hợp có cùng bản chất và thành phần hóa
học. Chúng đều là những vật liệu có tính tương thích sinh học cao. Ở dạng bột
mịn kích thước nano, HAp là dạng canxi photphat dễ được cơ thể hấp thụ nhất
với tỷ lệ Ca/P trong phân tử đúng như tỷ lệ trong xương và răng
(Ca/P = 1,67). Ở dạng màng và dạng gốm xốp, HAp có các đặc tính tương tự
như xương tự nhiên, các lỗ xốp liên thông với nhau làm cho các mô sợi và
mạch máu dễ dàng xâm nhập. Chính vì vậy, vật liệu này có tính tương thích
sinh học cao với các tế bào và mô, có tính dẫn xương tốt và có thể tạo liên kết

trực tiếp với xương non dẫn đến sự tái sinh xương nhanh mà không bị cơ thể
đào thải. Ngoài ra, HAp là hợp chất không gây độc, không gây dị ứng cho cơ
thể người và có tính sát khuẩn cao. Hợp chất HAp tương đối bền với dịch
men tiêu hoá, ít chịu ảnh hưởng của dung dịch axit trong dạ dày. Trong các
5


pha canxi photphat thì pha HAp có khả năng phân hủy chậm nhất nên các tế
bào xương có thời gian để hoàn thiện và phát triển. Điều này dẫn đến khả
năng ứng dụng trong y học của HAp là nhiều nhất [34-36].
1.1.2. Các phương pháp chế tạo màng hydroxyapatit
Hiện nay, các vật liệu được sử dụng phổ biến để thay thế hay nối ghép
các bộ phận xương bị hư hỏng trong ngành phẫu thuật chấn thương chỉnh
hình như thép không gỉ, titan, hợp kim của titan (Ti6Al4V) và hợp kim của
coban (CoNiCrMo). Mặc dù các vật liệu này có độ bền cơ lý cao, tuy nhiên
trong một số trường hợp cấy ghép cụ thể chúng vẫn bị ăn mòn, gây ra những
tác động không mong muốn đến bệnh nhân. Cùng với sự phát triển của các
ngành khoa học với mục đích nâng cao chất lượng cuộc sống, các nhà khoa
học vật liệu và nhà y học đã nghiên cứu, chế tạo màng hydroxyapatit trên các
vật liệu này. Mục đích của nghiên cứu này là tạo màng phủ tương thích sinh
học HAp, để tăng hoạt tính sinh học của vật ghép, giúp quá trình liền xương
nhanh hơn và thúc đẩy xương non phát triển. Màng HAp thường được phủ
trên nền kim loại và hợp kim bằng phương pháp vật lý và phương pháp điện
hóa.
a. Phương pháp vật lý
Phương pháp vật lý là phương pháp tạo ra màng HAp từ ion hoặc chuyển
pha. Các phương pháp này có ưu điểm là có thể dễ dàng chế tạo được màng
HAp có chiều dày cỡ µm. Nhược điểm là màng có độ bám dính không cao
với vật liệu nền, khó điều chỉnh được chiều dày của màng HAp, thực hiện ở
nhiệt độ cao nên sản phẩm thường bị lẫn các tạp chất của vật liệu nền, HAp

dễ bị phân hủy ở nhiệt độ cao dẫn đến tỷ lệ Ca/P bị thay đổi. Một số phương
pháp vật lý được sử dụng: phương pháp plasma, bốc bay chân không và phún
xạ magnetron [2, 37].
b. Phương pháp điện hóa

6


Phương pháp điện hóa là một phương pháp có nhiều ưu điểm trong việc
chế tạo màng mỏng trên nền kim loại hoặc hợp kim ứng dụng trong y sinh.
Kỹ thuật điện hóa là một kỹ thuật đơn giản cho phép tổng hợp màng HAp ở
nhiệt độ thấp. Màng HAp tổng hợp được có độ tinh khiết cao, có độ bám dính
tốt với nền và chúng ta có thể điều khiển được chiều dày màng theo mong
muốn. Màng HAp có chiều dày cỡ nm được tổng hợp trên các vật liệu nền
khác nhau bằng phương pháp điện hóa như:
* Phương pháp điện di:
Nguyên tắc của phương pháp điện di [38] dựa trên hiện tượng chuyển
dịch tương đối của pha phân tán trong môi trường phân tán, dưới tác dụng của
điện trường ngoài. Pha phân tán là hạt HAp kích thước nano, môi trường phân
tán là dung môi hữu cơ hoặc môi trường mô phỏng dịch thể của con người
(SBF). Dưới tác dụng của điện trường phù hợp, các hạt huyền phù HAp tích
điện âm và di chuyển về phía anôt để hình thành màng mỏng n – HAp (màng
HAp có độ dày cỡ vài nanomet) trên bề mặt anôt với độ bám dính cao.
Phương pháp điện di đã tạo được màng n-HAp có độ bám dính lớn hơn
60 MPa.
Ưu điểm của phương pháp này là dễ dàng điều khiển quá trình, có thể
tạo được các màng có độ dày như mong muốn và đặc biệt là màng có khả
năng bám dính tốt trên bề mặt kim loại.
* Phương pháp anôt hóa:
Nguyên tắc của phương pháp này là sử dụng các vật liệu bằng kim loại

làm anôt như platin, titan, thép không gỉ, hợp kim của titan Ti6Al4V, hợp kim
của coban CoNiCrMo… trong dung dịch điện ly chứa các ion Ca2+ và PO .
Dưới tác dụng của điện áp một chiều từ 250 - 350 V, trên anôt sẽ xảy ra hiện
tượng phóng tia lửa điện tại các điểm dẫn điện tốt. Tại nơi này nhiệt độ có thể
lên tới 103 - 104 độ Kenvin làm cho kim loại bị oxy hóa và nóng chảy tạo
thành một lớp oxit với chiều dày khoảng 1 - 2 µm có độ xốp cao. Lớp oxit

7


này có điện trở cao khi nguội và đóng rắn, làm cho hiện tượng tia lửa điện
chuyển sang điểm có điện trở nhỏ hơn. Thời gian anôt hóa diễn ra trong
khoảng 30 phút tạo ra một khối oxit có độ xốp cao. Tại các mao quản của
khối xốp này sẽ xảy ra hiện tượng hấp thụ các ion Ca2+ và PO , quá trình
hình thành các tinh thể HAp phụ thuộc vào số lượng các mầm tinh thể trong
khi phóng tia lửa điện và sự khuếch tán của các ion Ca2+ và PO

đến bề mặt

lớp oxit.
* Phương pháp kết tủa catôt:
Nguyên lý của phương pháp này là dùng tác nhân dòng điện để kết tủa
HAp lên vật liệu nền kim loại và hợp kim trong dung dịch chứa muối của
canxi và amoniphotphat. Điều kiện để kết tủa màng HAp là phải lựa chọn
được thành phần dung dịch và điện thế hoặc dòng thích hợp. Phương pháp
này cho phép điều khiển được chiều dày màng và tổng hợp được màng có độ
tinh khiết cao. Màng HAp tổng hợp trên một số nền kim loại và hợp kim như:
TKG316L, TKG304, titan và hợp kim của crôm trong dung dịch chứa muối
Ca2+, H PO (tỉ lệ Ca/P là 1,67) và NaNO3 0,1 M, pH được điều chỉnh bằng
NH4OH tại những giá trị điện thế và dòng catôt khác nhau. Hình thái học,

thành phần pha và thành phần hóa học của màng HAp tổng hợp bằng phương
pháp kết tủa catôt phụ thuộc nhiều vào điều kiện tổng hợp và tính chất của vật
liệu nền [5, 18, 25, 27, 39].
1.1.3. Vai trò và ứng dụng của hydroxyapatit
HAp tổng hợp có thành phần và tính chất tương tự như HAp tự nhiên.
Do đó, HAp được các nhà khoa học quan tâm nghiên cứu và tổng hợp dưới
nhiều dạng khác nhau tùy theo mục đích ứng dụng của chúng. Dưới đây là
một số ứng dụng cụ thể của HAp tuỳ theo dạng tồn tại của nó.

8


1.1.2.1. Ứng dụng của hydroxyapatit dạng bột
HAp dạng bột mịn, kích thước nano có chứa hàm lượng canxi trong
thành phần tương đối lớn nên được ứng dụng chủ yếu để làm thuốc và thực
phẩm chức năng bổ sung canxi [40].
Một vài năm trở lại đây, các nhà khoa học tiến hành tổng hợp vật liệu
lai Ure-HAp được sử dụng làm phân bón nhả chậm nito cho cây trồng trong
nông nghiệp [41]. Hydroxyapatit là nguồn cung cấp photpho dồi dào, khi
được tích hợp với các hạt nano ure, nó cho thấy tiềm năng ứng dụng của vật
liệu lai Ure-HAp trong nông nghiệp để duy trì năng suất và giảm lượng ure sử
dụng cho cây trồng.
1.1.2.2. Ứng dụng của hydroxyapatit dạng gốm xốp
Vật liệu gốm xốp HAp có tính tương thích sinh học cao, có nhiều lỗ liên
thông với nhau, tạo thuận lợi cho sự xâm nhập của mô sợi và mạch máu, có
tính dung nạp tốt, không độc và không dị ứng. Nhờ có khả năng đặc biệt này
mà ngày nay, HAp dạng gốm xốp được ứng dụng rộng rãi trong y sinh học
như: chế tạo răng giả và sửa chữa những khuyết tật của răng [42], chế tạo mắt
giả, chế tạo những chi tiết ghép xương và sữa chữa những khuyết tật của
xương [43].

Ngoài ra, gốm HAp còn được ứng dụng làm điện cực sinh học [44], vật
liệu truyền dẫn và nhả chậm thuốc [45], vận chuyển và phân tán insulin trong
ruột [46].
1.2.2.3. Ứng dụng của hydroxyapatit dạng composite
Gốm y sinh HAp tinh khiết không phù hợp với những vùng xương phải
chịu tải trọng nặng của cơ thể bởi tính dễ vỡ, độ bền cơ học thấp trong môi
trường cơ thể người. Ngoài ra, nếu sử dụng ở dạng khối hoặc hạt thì HAp
không thể phân hủy trong cơ thể người. Do đó, HAp được kết hợp với các
polyme phân hủy sinh học như polyaxit lactic, poly acrylic axit, chitosan... để
chế tạo vật liệu thay thế xương [2, 47, 48].

9


1.2.2.4. Ứng dụng của hydroxyapatit dạng màng [3]
Xương là phần quan trọng của cơ thể người, có ý nghĩa to lớn về mặt
sinh học và cấu trúc. Về mặt sinh học, xương là nơi tập trung canxi nhiều nhất
và là nơi sản xuất các tế bào máu. Về mặt cấu trúc, xương là khung đỡ cho
các bộ phận khác, hình thành nên kiến trúc và hình dáng cơ thể. Chất khoáng
trong xương gồm chủ yếu là HAp dạng khối xốp và một số chất chứa Na+, K+,
Mg2+, Cl-, F-, CO

[26, 30]. HAp có vi cấu trúc là các sợi tinh thể dài khoảng

10  15 nm kết thành bó xốp với độ xốp từ 40  60 % gồm các mao quản
thông nhau tạo ra phần khung của xương [49]. HAp có hoạt tính sinh học tốt,
có khả năng tương thích với mô xương và có tính dẫn xương tốt nên được sử
dụng để nối ghép, thay thế xương trong cơ thể người.
Đối với các bộ phận xương của cơ thể đòi hỏi độ bền cao như xương
hông, xương đùi, xương đầu gối thường phải phẫu thuật thay thế xương thiếu

hụt bằng các vật liệu bền cơ, nhẹ và không có phản ứng với cơ thể. Phổ biến
nhất là hợp kim TKG316L, Ti6A14V, CoNiCrMo. Mặc dù đây là những vật
liệu trơ về mặt sinh học, tuy nhiên trong thực tế khi cấy ghép vẫn có hiện
tượng ăn mòn, tạo ra các sản phẩm gây độc với cơ thể, đồng thời làm ảnh
hưởng đến khả năng cố định của vật liệu cấy ghép với mô chủ. Các nhà khoa
học đã tổng hợp màng HAp với chiều dày cỡ micromet (μ-HAp) trên bề mặt
của vật liệu ghép bằng các phương pháp như plasma, cộng hưởng từ, kết tủa
hoá học hoặc bằng phương pháp điện hoá trên catôt và anôt. Các kết quả
nghiên cứu cho thấy sự bổ sung thêm màng HAp đã cải thiện đáng kể khả
năng tương thích sinh học của vật ghép. Tuy nhiên, màng μ-HAp có độ bám
dính không cao với vật liệu nền, dẫn đến làm giảm tuổi thọ của vật liệu ghép.
Để khắc phục tồn tại này, các nhà khoa học đã nghiên cứu tổng hợp màng
HAp có chiều dày cỡ nanomet (n-HAp) trên các vật liệu ghép khác nhau bằng
phương pháp điện hóa.

10