Metode de obținere a compozitelor colagen-hidroxiapatita

Până în prezent, datorită cercetării intense din ultimii ani a compozitelor pe bază de

colagen si hidroxiapatită s-au pus la punct o serie de metode de obtinere în vivo si respectiv în

vitro a acestora.

Cele mai importante astfel de metode sunt:

- Mineralizare în vitro a colagenului.

- Mineralizarea enzimatica a colagenului.

- Asamblare declansata termic.

- Infiltrarea colagenului în matrici ceramice sub vid.

- Emulsie apă în ulei.

- Uscare crioscopică si uscare la punctul critic.

Obtinerea prin mineralizare directă

Aceasta metodă constă în mineralizarea în vitro colagenului si constă în precipitarea

directă a hidroxiapatitei pe matricea colagenică (Figura 1).

Figura 1. Instalatia de obtinere a compozitelor colagen/hidroxiapatită prin mineralizare directă

Reactia de precipitare a hidroxiapatitei (1) este dependentă de pH, temperatură si raport

molar Ca/P, optimul de depunere fiind la temperaturi cuprinse între 37 – 40 0C si pH = 8 – 9.

Dispozitivul de reglare a pH-ului constă într-o serie de două biurete (Figura 14) ce contin acid

respectiv bază. În functie de evolutia pH-ului se adaugă acid (pentru scăderea pH-ului) sau bază

(pentru cresterea pH-ului). Evolutia pH-ului este urmărita prin intermediul unui pH-metru.

Matricea colagenică este pusă în contact atât cu solutia de Ca2+ cat si cu solutia de fosfat. Astfel,

precipitarea are loc direct, pe matricea colagenică cu formarea compozitului dorit. Functie de

timpul de depunere, tăria ionică a solutiilor, densitatea matricei colagenice, etc. se pot obtine

structuri compozite cu cantitate variabilă de hidroxiapatită depusă pe matricea de colagen.

5Ca(OH)2 + 5H3PO4 +
Ca5(PO4)3OH +12H2O (1)

Mineralizarea enzimatică a colagenului

Colagenul continând fosfataza alcalină este pusă în contact direct cu solutia apoasă a Ca2+

si fosfat de glicerină (Figura 2). Fosfatul de glicerină joacă rolul unui rezervor de ioni fosfat pusi

în libertate în prezenta enzimei, ioni fosfat necesari pentru precipitarea ionilor Ca2+. Experimental

s-a dovedit ca reactia de precipitare / mineralizare are loc doar la suprafata colagenică tratată cu

enzimă [83]. În urma mineralizării, matricea se tratează din nou cu suspensie de colagen, se usucă

si se reticulează cu radiatie UV. Prin repetarea acestor cicluri se obtin compozite

colagen/hidroxiapatită multistrat de diverse grosimi. Grosimea unui astfel de strat obtinut de

Yamauchi si colab. este de 7 μm.