Síntesis y caracterización estructural de hidroxiapatita dopada con plata mediante el método sol-gel

Abstract

La Hidroxiapatita (HAP) Ca10(PO4)6(OH)2 es un fosfato de calcio ampliamente utilizado en el recubrimiento de implantes quirúrgicos y en cirugía del tejido óseo debido a su gran similitud físico-químico-estructural con la fase inorgánica presente en el hueso humano y a su naturaleza inactiva, lo cual permite la unión química entre este hueso y la hidroxiapatita. Por otro lado, ha sido reportado en la literatura, la amplia versatilidad y aplicabilidad de la plata (Ag) como un gran agente bactericida, siendo uno de los mecanismos más aceptados el que supone que las partículas de plata son adheridas cargadas negativamente en la superficie de las membranas celulares produciendo su aniquilación instantánea. En este trabajo de tesis se sintetizó y estudio estructuralmente muestras de HAP dopada con iones de plata en diferentes concentraciones. Las muestras fueron preparadas por el método sol-gel utilizando como materiales precursores: nitrato de calcio tetrahidratado Ca(NO3)2 • 4 H2O, fosfato de amonio monobasico (NH ´ 4)H2PO4 y nitrato de plata Ag(NO3). La caracterización estructural morfológica, elemental y vibracional de los compuestos presentes en las muestras fueron monitoreadas utilizando difracción de rayos X (DRX), espectroscopía infraroja (FTIR), microscopía electrónica de barrido y espectroscopía por energía dispersiva (EDS). Los resultados obtenidos muestran que la HAP se mantiene estable para valores en mol de plata (X) menores a 0,1; mientras que, para 0,1 6 X 6 0,4 se observa la formación de una nueva fase identificada como fosfato tricálcico (TCP) en su fase α a la cual denominamos α − TCP, así mismo, para X = 0,5 se observa la formación de la fase identificada como β − TCP. Mediante el refinamiento Rietveld de los difractogramas de rayos X se obtuvo un tamaño promedio de cristal de 26 nm para la muestra de HAP pura y orientación preferencial en la dirección [002]. De los datos obtenidos mediante el refinamiento Rietveld se logro obtener la forma aparente del cristal anisotrópico de la HAP (forma elipsoide); así mismo se encontro vacancias en los sitios atómicos correspondientes al oxigeno (O 6h) y al calcio (Ca 4f), correspondientes al grupo espacial P63/m razón por la cual los iones de plata ocupan los sitios deficiente en Ca. El análisis por FTIR mostró un ensanchamiento de las bandas de vibración correspondiente al ion fosfato (PO4) según aumenta la concentración de los iones Ag.