ITMI20101420A1 - Idrossiapatite intrinsecamente magnetica - Google Patents
Idrossiapatite intrinsecamente magnetica Download PDFInfo
- Publication number
- ITMI20101420A1 ITMI20101420A1 IT001420A ITMI20101420A ITMI20101420A1 IT MI20101420 A1 ITMI20101420 A1 IT MI20101420A1 IT 001420 A IT001420 A IT 001420A IT MI20101420 A ITMI20101420 A IT MI20101420A IT MI20101420 A1 ITMI20101420 A1 IT MI20101420A1
- Authority
- IT
- Italy
- Prior art keywords
- ions
- hydroxyapatite
- magnetic
- calcium
- iron
- Prior art date
Links
- XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N iron Substances [Fe] XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 194
- 229910052588 hydroxylapatite Inorganic materials 0.000 claims description 135
- XYJRXVWERLGGKC-UHFFFAOYSA-D pentacalcium;hydroxide;triphosphate Chemical compound [OH-].[Ca+2].[Ca+2].[Ca+2].[Ca+2].[Ca+2].[O-]P([O-])([O-])=O.[O-]P([O-])([O-])=O.[O-]P([O-])([O-])=O XYJRXVWERLGGKC-UHFFFAOYSA-D 0.000 claims description 134
- 239000011575 calcium Substances 0.000 claims description 47
- 229910052742 iron Inorganic materials 0.000 claims description 39
- 150000002500 ions Chemical class 0.000 claims description 34
- -1 Fe (III) ions Chemical class 0.000 claims description 22
- 238000000034 method Methods 0.000 claims description 18
- 239000000126 substance Substances 0.000 claims description 17
- 210000000988 bone and bone Anatomy 0.000 claims description 14
- 239000000725 suspension Substances 0.000 claims description 14
- 239000003814 drug Substances 0.000 claims description 13
- 229940079593 drug Drugs 0.000 claims description 12
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 claims description 10
- 229910021577 Iron(II) chloride Inorganic materials 0.000 claims description 9
- 229910001424 calcium ion Inorganic materials 0.000 claims description 9
- NMCUIPGRVMDVDB-UHFFFAOYSA-L iron dichloride Chemical compound Cl[Fe]Cl NMCUIPGRVMDVDB-UHFFFAOYSA-L 0.000 claims description 9
- 230000005389 magnetism Effects 0.000 claims description 9
- 239000002105 nanoparticle Substances 0.000 claims description 9
- NBIIXXVUZAFLBC-UHFFFAOYSA-K phosphate Chemical compound [O-]P([O-])([O-])=O NBIIXXVUZAFLBC-UHFFFAOYSA-K 0.000 claims description 9
- 230000008929 regeneration Effects 0.000 claims description 9
- 238000011069 regeneration method Methods 0.000 claims description 9
- BHPQYMZQTOCNFJ-UHFFFAOYSA-N Calcium cation Chemical compound [Ca+2] BHPQYMZQTOCNFJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 8
- 230000003592 biomimetic effect Effects 0.000 claims description 8
- 108090000623 proteins and genes Proteins 0.000 claims description 8
- 229910021578 Iron(III) chloride Inorganic materials 0.000 claims description 7
- NBIIXXVUZAFLBC-UHFFFAOYSA-N Phosphoric acid Chemical compound OP(O)(O)=O NBIIXXVUZAFLBC-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 7
- 239000013078 crystal Substances 0.000 claims description 7
- 239000003102 growth factor Substances 0.000 claims description 7
- RBTARNINKXHZNM-UHFFFAOYSA-K iron trichloride Chemical compound Cl[Fe](Cl)Cl RBTARNINKXHZNM-UHFFFAOYSA-K 0.000 claims description 7
- 239000002244 precipitate Substances 0.000 claims description 7
- 238000003756 stirring Methods 0.000 claims description 6
- 239000004480 active ingredient Substances 0.000 claims description 5
- 210000000130 stem cell Anatomy 0.000 claims description 5
- VTYYLEPIZMXCLO-UHFFFAOYSA-L Calcium carbonate Chemical compound [Ca+2].[O-]C([O-])=O VTYYLEPIZMXCLO-UHFFFAOYSA-L 0.000 claims description 4
- AXCZMVOFGPJBDE-UHFFFAOYSA-L calcium dihydroxide Chemical compound [OH-].[OH-].[Ca+2] AXCZMVOFGPJBDE-UHFFFAOYSA-L 0.000 claims description 4
- 239000000920 calcium hydroxide Substances 0.000 claims description 4
- 229910001861 calcium hydroxide Inorganic materials 0.000 claims description 4
- ZCCIPPOKBCJFDN-UHFFFAOYSA-N calcium nitrate Chemical compound [Ca+2].[O-][N+]([O-])=O.[O-][N+]([O-])=O ZCCIPPOKBCJFDN-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 4
- 239000002872 contrast media Substances 0.000 claims description 4
- 102000004169 proteins and genes Human genes 0.000 claims description 4
- 229910000147 aluminium phosphate Inorganic materials 0.000 claims description 3
- 150000003839 salts Chemical class 0.000 claims description 3
- VSGNNIFQASZAOI-UHFFFAOYSA-L calcium acetate Chemical compound [Ca+2].CC([O-])=O.CC([O-])=O VSGNNIFQASZAOI-UHFFFAOYSA-L 0.000 claims description 2
- 239000001639 calcium acetate Substances 0.000 claims description 2
- 229960005147 calcium acetate Drugs 0.000 claims description 2
- 235000011092 calcium acetate Nutrition 0.000 claims description 2
- 229910000019 calcium carbonate Inorganic materials 0.000 claims description 2
- 159000000007 calcium salts Chemical class 0.000 claims description 2
- 229940085991 phosphate ion Drugs 0.000 claims description 2
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 claims description 2
- 239000008187 granular material Substances 0.000 claims 1
- SZVJSHCCFOBDDC-UHFFFAOYSA-N iron(II,III) oxide Inorganic materials O=[Fe]O[Fe]O[Fe]=O SZVJSHCCFOBDDC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 32
- 239000000843 powder Substances 0.000 description 32
- 239000002245 particle Substances 0.000 description 31
- 239000000523 sample Substances 0.000 description 31
- 230000005415 magnetization Effects 0.000 description 24
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 19
- 239000000463 material Substances 0.000 description 14
- 238000003786 synthesis reaction Methods 0.000 description 14
- 238000009616 inductively coupled plasma Methods 0.000 description 10
- OYPRJOBELJOOCE-UHFFFAOYSA-N Calcium Chemical compound [Ca] OYPRJOBELJOOCE-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 9
- 238000004458 analytical method Methods 0.000 description 9
- 229910052791 calcium Inorganic materials 0.000 description 9
- UQSXHKLRYXJYBZ-UHFFFAOYSA-N iron oxide Inorganic materials [Fe]=O UQSXHKLRYXJYBZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 8
- 238000003917 TEM image Methods 0.000 description 7
- 239000001506 calcium phosphate Substances 0.000 description 6
- 229910000389 calcium phosphate Inorganic materials 0.000 description 6
- 235000011010 calcium phosphates Nutrition 0.000 description 6
- 210000004027 cell Anatomy 0.000 description 6
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 6
- 238000009826 distribution Methods 0.000 description 6
- 238000002149 energy-dispersive X-ray emission spectroscopy Methods 0.000 description 6
- QORWJWZARLRLPR-UHFFFAOYSA-H tricalcium bis(phosphate) Chemical compound [Ca+2].[Ca+2].[Ca+2].[O-]P([O-])([O-])=O.[O-]P([O-])([O-])=O QORWJWZARLRLPR-UHFFFAOYSA-H 0.000 description 6
- 235000013980 iron oxide Nutrition 0.000 description 5
- 239000006249 magnetic particle Substances 0.000 description 5
- 241000894007 species Species 0.000 description 5
- 206010028980 Neoplasm Diseases 0.000 description 4
- 238000002441 X-ray diffraction Methods 0.000 description 4
- 239000000316 bone substitute Substances 0.000 description 4
- 238000002513 implantation Methods 0.000 description 4
- 238000001727 in vivo Methods 0.000 description 4
- 239000002069 magnetite nanoparticle Substances 0.000 description 4
- 230000003647 oxidation Effects 0.000 description 4
- 238000007254 oxidation reaction Methods 0.000 description 4
- 230000008569 process Effects 0.000 description 4
- 230000009467 reduction Effects 0.000 description 4
- 238000006467 substitution reaction Methods 0.000 description 4
- 238000001308 synthesis method Methods 0.000 description 4
- 238000012512 characterization method Methods 0.000 description 3
- 238000000576 coating method Methods 0.000 description 3
- 238000005094 computer simulation Methods 0.000 description 3
- 230000003247 decreasing effect Effects 0.000 description 3
- 238000002173 high-resolution transmission electron microscopy Methods 0.000 description 3
- 238000011065 in-situ storage Methods 0.000 description 3
- 230000003993 interaction Effects 0.000 description 3
- 239000002122 magnetic nanoparticle Substances 0.000 description 3
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 3
- 210000002901 mesenchymal stem cell Anatomy 0.000 description 3
- 230000005012 migration Effects 0.000 description 3
- 238000013508 migration Methods 0.000 description 3
- 238000010883 osseointegration Methods 0.000 description 3
- 238000011946 reduction process Methods 0.000 description 3
- 108091003079 Bovine Serum Albumin Proteins 0.000 description 2
- VTLYFUHAOXGGBS-UHFFFAOYSA-N Fe3+ Chemical compound [Fe+3] VTLYFUHAOXGGBS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 206010020843 Hyperthermia Diseases 0.000 description 2
- KFZMGEQAYNKOFK-UHFFFAOYSA-N Isopropanol Chemical compound CC(C)O KFZMGEQAYNKOFK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910019142 PO4 Inorganic materials 0.000 description 2
- 241000920340 Pion Species 0.000 description 2
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N Silicium dioxide Chemical compound O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- DGEZNRSVGBDHLK-UHFFFAOYSA-N [1,10]phenanthroline Chemical compound C1=CN=C2C3=NC=CC=C3C=CC2=C1 DGEZNRSVGBDHLK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000003242 anti bacterial agent Substances 0.000 description 2
- 229940088710 antibiotic agent Drugs 0.000 description 2
- 229910052586 apatite Inorganic materials 0.000 description 2
- 238000013459 approach Methods 0.000 description 2
- 230000008901 benefit Effects 0.000 description 2
- 230000000975 bioactive effect Effects 0.000 description 2
- 239000003124 biologic agent Substances 0.000 description 2
- 210000004271 bone marrow stromal cell Anatomy 0.000 description 2
- 230000010478 bone regeneration Effects 0.000 description 2
- 230000021164 cell adhesion Effects 0.000 description 2
- 238000005119 centrifugation Methods 0.000 description 2
- 239000003153 chemical reaction reagent Substances 0.000 description 2
- 238000013461 design Methods 0.000 description 2
- 239000000428 dust Substances 0.000 description 2
- 229910001447 ferric ion Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000012091 fetal bovine serum Substances 0.000 description 2
- 125000000524 functional group Chemical group 0.000 description 2
- 239000001963 growth medium Substances 0.000 description 2
- 230000035876 healing Effects 0.000 description 2
- 230000036031 hyperthermia Effects 0.000 description 2
- 229910052500 inorganic mineral Inorganic materials 0.000 description 2
- 238000011835 investigation Methods 0.000 description 2
- VBMVTYDPPZVILR-UHFFFAOYSA-N iron(2+);oxygen(2-) Chemical class [O-2].[Fe+2] VBMVTYDPPZVILR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000010410 layer Substances 0.000 description 2
- 230000007246 mechanism Effects 0.000 description 2
- 239000011707 mineral Substances 0.000 description 2
- 230000000877 morphologic effect Effects 0.000 description 2
- 230000001575 pathological effect Effects 0.000 description 2
- VSIIXMUUUJUKCM-UHFFFAOYSA-D pentacalcium;fluoride;triphosphate Chemical compound [F-].[Ca+2].[Ca+2].[Ca+2].[Ca+2].[Ca+2].[O-]P([O-])([O-])=O.[O-]P([O-])([O-])=O.[O-]P([O-])([O-])=O VSIIXMUUUJUKCM-UHFFFAOYSA-D 0.000 description 2
- 239000010452 phosphate Substances 0.000 description 2
- 230000005855 radiation Effects 0.000 description 2
- 210000003660 reticulum Anatomy 0.000 description 2
- 238000002798 spectrophotometry method Methods 0.000 description 2
- 238000001228 spectrum Methods 0.000 description 2
- 230000002123 temporal effect Effects 0.000 description 2
- 238000012360 testing method Methods 0.000 description 2
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Chemical compound O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- RGSVXQJPSWZXOP-UHFFFAOYSA-N 1-[1-(1-benzothiophen-2-yl)cyclohexyl]piperidine Chemical compound C1CCCCN1C1(C=2SC3=CC=CC=C3C=2)CCCCC1 RGSVXQJPSWZXOP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- XNCSCQSQSGDGES-UHFFFAOYSA-N 2-[2-[bis(carboxymethyl)amino]propyl-(carboxymethyl)amino]acetic acid Chemical compound OC(=O)CN(CC(O)=O)C(C)CN(CC(O)=O)CC(O)=O XNCSCQSQSGDGES-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000004254 Ammonium phosphate Substances 0.000 description 1
- 241001286462 Caio Species 0.000 description 1
- 206010006956 Calcium deficiency Diseases 0.000 description 1
- 102000008186 Collagen Human genes 0.000 description 1
- 108010035532 Collagen Proteins 0.000 description 1
- 229910016523 CuKa Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000006144 Dulbecco’s modified Eagle's medium Substances 0.000 description 1
- CWYNVVGOOAEACU-UHFFFAOYSA-N Fe2+ Chemical compound [Fe+2] CWYNVVGOOAEACU-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910002588 FeOOH Inorganic materials 0.000 description 1
- GRYLNZFGIOXLOG-UHFFFAOYSA-N Nitric acid Chemical compound O[N+]([O-])=O GRYLNZFGIOXLOG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- OAICVXFJPJFONN-UHFFFAOYSA-N Phosphorus Chemical compound [P] OAICVXFJPJFONN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000004793 Polystyrene Substances 0.000 description 1
- 102000004142 Trypsin Human genes 0.000 description 1
- 108090000631 Trypsin Proteins 0.000 description 1
- 238000013019 agitation Methods 0.000 description 1
- 239000000956 alloy Substances 0.000 description 1
- 229910045601 alloy Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000004075 alteration Effects 0.000 description 1
- 229910000148 ammonium phosphate Inorganic materials 0.000 description 1
- 235000019289 ammonium phosphates Nutrition 0.000 description 1
- 230000033115 angiogenesis Effects 0.000 description 1
- 239000012298 atmosphere Substances 0.000 description 1
- 230000004888 barrier function Effects 0.000 description 1
- 239000003181 biological factor Substances 0.000 description 1
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 description 1
- 239000002977 biomimetic material Substances 0.000 description 1
- 229920001222 biopolymer Polymers 0.000 description 1
- 230000000903 blocking effect Effects 0.000 description 1
- 230000008468 bone growth Effects 0.000 description 1
- 230000015556 catabolic process Effects 0.000 description 1
- 230000024245 cell differentiation Effects 0.000 description 1
- 239000013553 cell monolayer Substances 0.000 description 1
- 230000004663 cell proliferation Effects 0.000 description 1
- 239000007795 chemical reaction product Substances 0.000 description 1
- 238000004581 coalescence Methods 0.000 description 1
- 239000011248 coating agent Substances 0.000 description 1
- 229920001436 collagen Polymers 0.000 description 1
- 238000004737 colorimetric analysis Methods 0.000 description 1
- 230000000052 comparative effect Effects 0.000 description 1
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 description 1
- 230000005493 condensed matter Effects 0.000 description 1
- 238000004320 controlled atmosphere Methods 0.000 description 1
- 210000004748 cultured cell Anatomy 0.000 description 1
- 230000001086 cytosolic effect Effects 0.000 description 1
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 1
- 238000006731 degradation reaction Methods 0.000 description 1
- 239000008367 deionised water Substances 0.000 description 1
- 229910021641 deionized water Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000001419 dependent effect Effects 0.000 description 1
- 238000011161 development Methods 0.000 description 1
- 230000018109 developmental process Effects 0.000 description 1
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 1
- MNNHAPBLZZVQHP-UHFFFAOYSA-N diammonium hydrogen phosphate Chemical compound [NH4+].[NH4+].OP([O-])([O-])=O MNNHAPBLZZVQHP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000009792 diffusion process Methods 0.000 description 1
- 230000008034 disappearance Effects 0.000 description 1
- 239000012153 distilled water Substances 0.000 description 1
- 239000003797 essential amino acid Substances 0.000 description 1
- 235000020776 essential amino acid Nutrition 0.000 description 1
- 238000011156 evaluation Methods 0.000 description 1
- 229910001448 ferrous ion Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000004108 freeze drying Methods 0.000 description 1
- 230000012010 growth Effects 0.000 description 1
- 239000007970 homogeneous dispersion Substances 0.000 description 1
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-M hydroxide Chemical compound [OH-] XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 1
- 238000003384 imaging method Methods 0.000 description 1
- 239000007943 implant Substances 0.000 description 1
- 238000000338 in vitro Methods 0.000 description 1
- 238000011534 incubation Methods 0.000 description 1
- 238000002354 inductively-coupled plasma atomic emission spectroscopy Methods 0.000 description 1
- 229910010272 inorganic material Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011147 inorganic material Substances 0.000 description 1
- FBAFATDZDUQKNH-UHFFFAOYSA-M iron chloride Chemical compound [Cl-].[Fe] FBAFATDZDUQKNH-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 1
- 230000001788 irregular Effects 0.000 description 1
- 230000005381 magnetic domain Effects 0.000 description 1
- 238000002595 magnetic resonance imaging Methods 0.000 description 1
- 238000001000 micrograph Methods 0.000 description 1
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- 230000004660 morphological change Effects 0.000 description 1
- VMGAPWLDMVPYIA-HIDZBRGKSA-N n'-amino-n-iminomethanimidamide Chemical compound N\N=C\N=N VMGAPWLDMVPYIA-HIDZBRGKSA-N 0.000 description 1
- 230000017074 necrotic cell death Effects 0.000 description 1
- 229910017604 nitric acid Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000006911 nucleation Effects 0.000 description 1
- 238000010899 nucleation Methods 0.000 description 1
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 description 1
- 239000011368 organic material Substances 0.000 description 1
- 210000000963 osteoblast Anatomy 0.000 description 1
- 230000009543 pathological alteration Effects 0.000 description 1
- 230000007170 pathology Effects 0.000 description 1
- 230000000144 pharmacologic effect Effects 0.000 description 1
- 125000002467 phosphate group Chemical group [H]OP(=O)(O[H])O[*] 0.000 description 1
- 239000011574 phosphorus Substances 0.000 description 1
- 229910052698 phosphorus Inorganic materials 0.000 description 1
- 229920002223 polystyrene Polymers 0.000 description 1
- 239000002243 precursor Substances 0.000 description 1
- 239000011164 primary particle Substances 0.000 description 1
- 239000000047 product Substances 0.000 description 1
- 230000002035 prolonged effect Effects 0.000 description 1
- 238000004445 quantitative analysis Methods 0.000 description 1
- 230000008707 rearrangement Effects 0.000 description 1
- 230000001172 regenerating effect Effects 0.000 description 1
- BOLDJAUMGUJJKM-LSDHHAIUSA-N renifolin D Natural products CC(=C)[C@@H]1Cc2c(O)c(O)ccc2[C@H]1CC(=O)c3ccc(O)cc3O BOLDJAUMGUJJKM-LSDHHAIUSA-N 0.000 description 1
- 238000012552 review Methods 0.000 description 1
- 238000001878 scanning electron micrograph Methods 0.000 description 1
- 238000004626 scanning electron microscopy Methods 0.000 description 1
- 238000000926 separation method Methods 0.000 description 1
- 239000000377 silicon dioxide Substances 0.000 description 1
- 238000005245 sintering Methods 0.000 description 1
- 239000002904 solvent Substances 0.000 description 1
- 230000002269 spontaneous effect Effects 0.000 description 1
- 239000000758 substrate Substances 0.000 description 1
- 239000006228 supernatant Substances 0.000 description 1
- 210000001519 tissue Anatomy 0.000 description 1
- 230000017105 transposition Effects 0.000 description 1
- 239000012588 trypsin Substances 0.000 description 1
- 210000004881 tumor cell Anatomy 0.000 description 1
Classifications
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
- A61K—PREPARATIONS FOR MEDICAL, DENTAL OR TOILETRY PURPOSES
- A61K47/00—Medicinal preparations characterised by the non-active ingredients used, e.g. carriers or inert additives; Targeting or modifying agents chemically bound to the active ingredient
- A61K47/02—Inorganic compounds
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
- A61K—PREPARATIONS FOR MEDICAL, DENTAL OR TOILETRY PURPOSES
- A61K49/00—Preparations for testing in vivo
- A61K49/0002—General or multifunctional contrast agents, e.g. chelated agents
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
- A61K—PREPARATIONS FOR MEDICAL, DENTAL OR TOILETRY PURPOSES
- A61K49/00—Preparations for testing in vivo
- A61K49/06—Nuclear magnetic resonance [NMR] contrast preparations; Magnetic resonance imaging [MRI] contrast preparations
- A61K49/08—Nuclear magnetic resonance [NMR] contrast preparations; Magnetic resonance imaging [MRI] contrast preparations characterised by the carrier
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
- A61L—METHODS OR APPARATUS FOR STERILISING MATERIALS OR OBJECTS IN GENERAL; DISINFECTION, STERILISATION OR DEODORISATION OF AIR; CHEMICAL ASPECTS OF BANDAGES, DRESSINGS, ABSORBENT PADS OR SURGICAL ARTICLES; MATERIALS FOR BANDAGES, DRESSINGS, ABSORBENT PADS OR SURGICAL ARTICLES
- A61L27/00—Materials for grafts or prostheses or for coating grafts or prostheses
- A61L27/02—Inorganic materials
- A61L27/12—Phosphorus-containing materials, e.g. apatite
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
- A61L—METHODS OR APPARATUS FOR STERILISING MATERIALS OR OBJECTS IN GENERAL; DISINFECTION, STERILISATION OR DEODORISATION OF AIR; CHEMICAL ASPECTS OF BANDAGES, DRESSINGS, ABSORBENT PADS OR SURGICAL ARTICLES; MATERIALS FOR BANDAGES, DRESSINGS, ABSORBENT PADS OR SURGICAL ARTICLES
- A61L27/00—Materials for grafts or prostheses or for coating grafts or prostheses
- A61L27/50—Materials characterised by their function or physical properties, e.g. injectable or lubricating compositions, shape-memory materials, surface modified materials
- A61L27/54—Biologically active materials, e.g. therapeutic substances
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C01—INORGANIC CHEMISTRY
- C01B—NON-METALLIC ELEMENTS; COMPOUNDS THEREOF; METALLOIDS OR COMPOUNDS THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASS C01C
- C01B25/00—Phosphorus; Compounds thereof
- C01B25/16—Oxyacids of phosphorus; Salts thereof
- C01B25/26—Phosphates
- C01B25/32—Phosphates of magnesium, calcium, strontium, or barium
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C01—INORGANIC CHEMISTRY
- C01B—NON-METALLIC ELEMENTS; COMPOUNDS THEREOF; METALLOIDS OR COMPOUNDS THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASS C01C
- C01B25/00—Phosphorus; Compounds thereof
- C01B25/16—Oxyacids of phosphorus; Salts thereof
- C01B25/26—Phosphates
- C01B25/32—Phosphates of magnesium, calcium, strontium, or barium
- C01B25/322—Preparation by neutralisation of orthophosphoric acid
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C01—INORGANIC CHEMISTRY
- C01B—NON-METALLIC ELEMENTS; COMPOUNDS THEREOF; METALLOIDS OR COMPOUNDS THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASS C01C
- C01B25/00—Phosphorus; Compounds thereof
- C01B25/16—Oxyacids of phosphorus; Salts thereof
- C01B25/26—Phosphates
- C01B25/45—Phosphates containing plural metal, or metal and ammonium
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
- A61L—METHODS OR APPARATUS FOR STERILISING MATERIALS OR OBJECTS IN GENERAL; DISINFECTION, STERILISATION OR DEODORISATION OF AIR; CHEMICAL ASPECTS OF BANDAGES, DRESSINGS, ABSORBENT PADS OR SURGICAL ARTICLES; MATERIALS FOR BANDAGES, DRESSINGS, ABSORBENT PADS OR SURGICAL ARTICLES
- A61L2300/00—Biologically active materials used in bandages, wound dressings, absorbent pads or medical devices
- A61L2300/40—Biologically active materials used in bandages, wound dressings, absorbent pads or medical devices characterised by a specific therapeutic activity or mode of action
- A61L2300/412—Tissue-regenerating or healing or proliferative agents
- A61L2300/414—Growth factors
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
- A61L—METHODS OR APPARATUS FOR STERILISING MATERIALS OR OBJECTS IN GENERAL; DISINFECTION, STERILISATION OR DEODORISATION OF AIR; CHEMICAL ASPECTS OF BANDAGES, DRESSINGS, ABSORBENT PADS OR SURGICAL ARTICLES; MATERIALS FOR BANDAGES, DRESSINGS, ABSORBENT PADS OR SURGICAL ARTICLES
- A61L2300/00—Biologically active materials used in bandages, wound dressings, absorbent pads or medical devices
- A61L2300/60—Biologically active materials used in bandages, wound dressings, absorbent pads or medical devices characterised by a special physical form
- A61L2300/64—Animal cells
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
- A61L—METHODS OR APPARATUS FOR STERILISING MATERIALS OR OBJECTS IN GENERAL; DISINFECTION, STERILISATION OR DEODORISATION OF AIR; CHEMICAL ASPECTS OF BANDAGES, DRESSINGS, ABSORBENT PADS OR SURGICAL ARTICLES; MATERIALS FOR BANDAGES, DRESSINGS, ABSORBENT PADS OR SURGICAL ARTICLES
- A61L2400/00—Materials characterised by their function or physical properties
- A61L2400/12—Nanosized materials, e.g. nanofibres, nanoparticles, nanowires, nanotubes; Nanostructured surfaces
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
- A61L—METHODS OR APPARATUS FOR STERILISING MATERIALS OR OBJECTS IN GENERAL; DISINFECTION, STERILISATION OR DEODORISATION OF AIR; CHEMICAL ASPECTS OF BANDAGES, DRESSINGS, ABSORBENT PADS OR SURGICAL ARTICLES; MATERIALS FOR BANDAGES, DRESSINGS, ABSORBENT PADS OR SURGICAL ARTICLES
- A61L2430/00—Materials or treatment for tissue regeneration
- A61L2430/02—Materials or treatment for tissue regeneration for reconstruction of bones; weight-bearing implants
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
- A61L—METHODS OR APPARATUS FOR STERILISING MATERIALS OR OBJECTS IN GENERAL; DISINFECTION, STERILISATION OR DEODORISATION OF AIR; CHEMICAL ASPECTS OF BANDAGES, DRESSINGS, ABSORBENT PADS OR SURGICAL ARTICLES; MATERIALS FOR BANDAGES, DRESSINGS, ABSORBENT PADS OR SURGICAL ARTICLES
- A61L2430/00—Materials or treatment for tissue regeneration
- A61L2430/06—Materials or treatment for tissue regeneration for cartilage reconstruction, e.g. meniscus
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C01—INORGANIC CHEMISTRY
- C01P—INDEXING SCHEME RELATING TO STRUCTURAL AND PHYSICAL ASPECTS OF SOLID INORGANIC COMPOUNDS
- C01P2004/00—Particle morphology
- C01P2004/60—Particles characterised by their size
- C01P2004/62—Submicrometer sized, i.e. from 0.1-1 micrometer
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C01—INORGANIC CHEMISTRY
- C01P—INDEXING SCHEME RELATING TO STRUCTURAL AND PHYSICAL ASPECTS OF SOLID INORGANIC COMPOUNDS
- C01P2006/00—Physical properties of inorganic compounds
- C01P2006/60—Optical properties, e.g. expressed in CIELAB-values
- C01P2006/62—L* (lightness axis)
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C01—INORGANIC CHEMISTRY
- C01P—INDEXING SCHEME RELATING TO STRUCTURAL AND PHYSICAL ASPECTS OF SOLID INORGANIC COMPOUNDS
- C01P2006/00—Physical properties of inorganic compounds
- C01P2006/60—Optical properties, e.g. expressed in CIELAB-values
- C01P2006/64—Optical properties, e.g. expressed in CIELAB-values b* (yellow-blue axis)
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Health & Medical Sciences (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Inorganic Chemistry (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- General Health & Medical Sciences (AREA)
- Veterinary Medicine (AREA)
- Public Health (AREA)
- Epidemiology (AREA)
- Animal Behavior & Ethology (AREA)
- Medicinal Chemistry (AREA)
- Oral & Maxillofacial Surgery (AREA)
- Dermatology (AREA)
- Transplantation (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Molecular Biology (AREA)
- Biomedical Technology (AREA)
- Radiology & Medical Imaging (AREA)
- Pharmacology & Pharmacy (AREA)
- Nuclear Medicine, Radiotherapy & Molecular Imaging (AREA)
- Medicines Containing Antibodies Or Antigens For Use As Internal Diagnostic Agents (AREA)
- Materials For Medical Uses (AREA)
- Pharmaceuticals Containing Other Organic And Inorganic Compounds (AREA)
- Measuring Or Testing Involving Enzymes Or Micro-Organisms (AREA)
- Dental Preparations (AREA)
- Compositions Of Oxide Ceramics (AREA)
Description
"Idrossiapatite intrinsecamente magnetica" La presente invenzione ha per oggetto idrossiapatite intrinsecamente magnetica ed i suoi usi nella ricostruzione ossea ed osteocartilaginea, per il trasporto di sostanze biologiche e/o di farmaci e come agente di contrasto.
L 'idrossiapatite (HA), Caio(P04 ) 6 (OH)2, à ̈ la principale componente minerale del tessuto osseo. Per la sua elevatissima biocompatibilità e la sua naturale affinità per le sostanze biologiche, 1'idrossiapatite à ̈ usata comunemente in applicazioni di sostituzione/rigenerazione ossea ed osteocartilaginea, e come carrier per il trasporto di proteine, geni, cellule staminali, fattori di crescita, principi attivi ecc.
E' noto che 1'idrossiapatite presenta un reticolo cristallino esagonale comprendente ioni fosfato, ioni ossidrile e ioni calcio, questi ultimi con coordinazione esavalente o tetravalente (posizioni 6h e 4f).
E' noto anche che la struttura dell'idrossiapatite à ̈ in grado di accomodare diversi tipi di sostituzioni ioniche, sia nei siti dello ione fosfato, che di quello ossidrilico, che nei siti dello ione calcio, senza che si verifichi un collasso della struttura.
In altre parole, 1'idrossiapatite à ̈ un materiale che può essere drogato con diversi tipi di ioni senza provocarne una degradazione di fase.
Oltre al drogaggio dell'idrossiapatite effettuato allo scopo di aumentarne le proprietà biomimetiche nei confronti della fase minerale costitutiva del tessuto osseo, sono state fatte numerose sostituzioni con ioni in grado di conferire proprietà magnetiche, quali Fe, Co, Mn e La.
In particolare, Mayer et al. Journal of Inorganic Biochemistry 1992, 45, 129-133 hanno riportato la sintesi di idrossiapatite drogata con ioni ferrici (Fe<3+>HA) usando Fe(N03)3come reagente. Secondo gli autori, gli ioni ferrici non risultavano incorporati nel reticolo di apatite ma erano presenti nell'apatite stessa in forma di FeOOH.
Wu et al. Nanotechnology 2007, 18, 165601-10 hanno riportato la sintesi di idrossiapatite drogata con ioni ferrosi (Fe<2+>HA) usando FeCl2*4H20 come fonte di ioni Fe<2+>. Hanno però ottenuto un prodotto con proprietà magnetiche solo nel caso in cui 1'idrossiapatite era accompagnata dalla formazione di fasi secondarie magnetiche, come la magnetite.
Ming Jang et al., Review, Condensed Matter and Materials Physics, 2002, 66, 224107-224115 hanno drogato 1'idrossiapatite con ioni Fe<2+>e Fe<3+>partendo da soluzioni Ca(N03)2e Fe(N03)2aggiunte goccia a goccia ad una soluzione di ammonio fosfato. L'articolo non fornisce alcuna indicazione su una possibile magnetizzazione intrinseca dell'idrossiapatite.
Una delle maggiori limitazioni connesse con l'impiego di scaffold per la rigenerazione ossea o osteocartilaginea riguarda la difficoltà di controllare lo sviluppo e la velocità dei processi di differenziazione cellulare ed angiogenesi nel sito di impianto dello scaffold.
Tali processi sono favoriti dalla velocità di migrazione nel sito di impianto di fattori di crescita del tessuto osseo e fattori di vascolarizzazione.
Il controllo della migrazione di fattori specifici nel sito di impianto, secondo le necessità del paziente e per tempi prolungati, à ̈ di enorme importanza per favorire 1 'osteointegrazione della protesi e la rigenerazione del tessuto osseo, e guindi, per la guarigione del paziente stesso.
E' quindi molto sentita nel settore l'esigenza di un sistema di trasporto e di rilascio di sostanze biologiche e farmaci che possa permettere un controllo della migrazione di fattori di crescita, fattori di vascolarizzazione o altre sostanze biologiche in grado di favorire ed accelerare 1'osteointegrazione e la rigenerazione ossea. E' inoltre sentita l'esigenza di un sistema di trasporto di farmaci che possa essere indirizzato, in maniera precisa ed accurata, in modo da rilasciare il farmaco direttamente, ed in maniera selettiva, e secondo il reale fabbisogno quali-quantitativo, solo nel sito interessato dalla patologia. Esiste nel settore anche l'esigenza di una protesi per la rigenerazione ossea e osteocartilaginea che sia, allo stesso tempo, biocompatibile e che possa essere manipolata e costretta nella specifica posizione di impianto in vivo, mediante un sistema di controllo esterno al corpo del paziente, escludendo quindi la attuale necessità di sistemi di fissaggio invasivi.
Tali esigenze sono risolte da un'idrossiapatite intrinsecamente magnetica e da un metodo per ottenerla come delineati nelle annesse rivendicazioni.
La descrizione dettagliata dell'invenzione à ̈ di seguito riportata anche con riferimento alle annesse figure in cui :
- la Figura 1 mostra la morfologia di un campione di HA sostituita con ioni ferro
- la Figura 2 mostra l'analisi XRD di un campione di HA sintetizzata in presenza di ioni Fe<3+>a 40°C (rapporto Fe/Ca = 0,20);
- la Figura 3 mostra i diffrattogrammi RX di HA non drogata e HA sintetizzata addizionando ioni Fe<2+>(Fe/Ca = 0,20) a diverse temperature [D=25°C; E=40°C; F=60°C]; i picchi contrassegnati con il simbolo · corrispondono alla fase magnetite (Fe304);
- la Figura 4 mostra il profilo XRD di HA non drogata e di HA realizzata addizionando ioni Fe<3+>e Fe<2+>(Fe/Ca=0,20) sintetizzate a 40°C (H);
- le Figure 5A e 5B mostrano le immagini TEM a bassa risoluzione, rispettivamente, del campione E (le frecce nere indicano le particelle di magnetite) e del campione H; il riquadro comune mostra l'immagine TEM amplificata che mostra la presenza di nano-vuoti nei due campioni;
- la Figura 6 riporta un dettaglio ad alta risoluzione di una micrografia TEM che mostra una particella rappresentativa del campione E o H osservato lungo gli assi [2,0,1] di HA; la freccia nera indica l'orientazione dell'asse c del reticolo di HA ottenuta dalla trasformata di Fourier dell'immagine (riquadro) e la freccia bianca punta verso una regione amorfa della particella;
- la Figura 7 riporta un'immagine TEM che mostra una particella del campione E dopo danno da radiazione; le regioni più scure dell'immagine corrispondono ad una nano-fase ricca di ferro;
- la Figura 8 mostra la relazione tra i valori di magnetizzazione ed i profili XRD ottenuti per i campioni E ed H;
- le Figure 9A e 9B mostrano immagini TEM a bassa risoluzione di materiali trattati a 700°C: A) campione Et;B) campione Ht(le frecce indicano una fase ricca di ferro);
- la Figura 10 riporta curve magnetiche ZFC-FC per il campione H ad un campo magnetico applicato di 100 Oe; la freccia indica la temperatura di blocco (TB) ;
- la Figura 11 mostra la magnetizzazione come una funzione del campo magnetico applicato a 300K per il campione H.
La presente invenzione riguarda un' idrossiapatite intrinsecamente magnetica caratterizzata da un grado di magnetizzazione compreso tra 0,05 e 8 emu/g, preferibilmente tra 0,1 e 5 emu/g, registrato applicando un campo magnetico di 34 Oe.
In particolare, l'idrossiapatite dell'invenzione à ̈ drogata con ioni Fe<2+>e Fe<3+>che sostituiscono parzialmente il calcio nel reticolo cristallino.
Il rapporto Fe<3+>/Fe<2+>nel reticolo dell'idrossiapatite à ̈ compreso tra 1 e 4, preferibilmente tra 2 e 3,5. L'idrossiapatite dell'invenzione à ̈ intrinsecamente magnetica, cioà ̈ à ̈ dotata di proprietà magnetiche essenzialmente imputabili al drogaggio del reticolo con ioni Fe<3+>e Fe<2+>che si sostituiscono (parzialmente) al calcio in quantità , in posizioni reciproche, in un rapporto stato di ossidazione/posizione nel reticolo ed in specifici stati di coordinazione tali da generare magnetismo.
Senza essere legati a nessuna teoria, si pensa che il magnetismo sia dovuto all'esistenza di domini strutturali molto piccoli nel reticolo di HA drogata che assomigliano alla struttura della magnetite e sono in grado di attivare guei meccanismi responsabili della proprietà superparamagnetica.
Analisi XRD e simulazioni al computer su modelli strutturali, hanno evidenziato una chiara indicazione che entrambe le specie di Fe sono in posizioni di sostituzione del calcio e non in posizioni interstiziali nel retìcolo dell'HA.
La posizione Ca(2), con 6 coordinazioni, e Ca(1), con 4 coordinazioni sono occupate in rapporto reciproco in modo da dare suscettibilità magnetica alle polveri.
Le investigazioni TEM, così come le misurazioni magnetiche, hanno confermato la presenza di una nuova fase magnetica di HA insieme con nano-cluster simili a magnetite. Questa nuova fase à ̈ un'idrossiapatite distorta/disordinata con Fe<2+>, nel suo stato divalente nominale, e Fe<3+>, che ha una deviazione dal suo stato trivalente nominale, organizzati a livello di superficie e di bulk e coordinati per generare magnetismo nell'HA stessa .
L'idrossiapatite dell'invenzione può comprendere, una guantità di fasi secondarie magnetiche (ad esempio fasi secondarie tipo magnetite) inferiori a circa 3% in volume. Preferibilmente, la guantità di fasi secondarie magnetiche à ̈ ≤2% in volume.
Le basse guantità di fasi secondarie presenti accanto all'idrossiapatite dell'invenzione indicano che la maggior parte degli ioni ferro utilizzati per il drogaggio si sostituisce al calcio nel reticolo dell'HA e solo una piccola parte di essi contribuisce alla formazione di ossidi di ferro (tipo magnetite) che hanno proprietà magnetiche.
La ridotta quantità di fasi secondarie magnetiche, ad esempio magnetite, fa sì che 1'idrossiapatite drogata dell'invenzione mantenga le buone caratteristiche di biocompatibilità tipiche dell 'idrossiapatite non drogata. Infatti, più elevata à ̈ la quantità di fasi secondarie magnetiche che si formano, minore à ̈ la biocompatibilità dell'idrossiapatite.
L'idrossiapatite dell'invenzione presenta, preferibilmente, un rapporto (Fe+Ca)/P compreso tra 1,5 e 1,9. Tali valori si avvicinano al valore del rapporto Ca/P in HA non drogata.
Valori di rapporto (Fe+Ca)/P compresi tra 1,5 e 1,9 indicano che il drogaggio con ioni ferro in sostituzione del calcio non ha provocato grosse alterazioni nella struttura chimica del materiale, il quale conserva, anche dopo drogaggio, le caratteristiche chimicostrutturali tipiche dell'idrossiapatite non drogata.
L'idrossiapatite drogata dell'invenzione si presenta, preferibilmente, in forma di particelle (o nanoparticelle) aventi dimensioni da 5-10 nm a 20-30 nm di larghezza e fino a 80-150 nm di lunghezza. Le particelle possono racchiudere vuoti sferici di 2-5 nm.
L<1>idrossiapatite intrinsecamente magnetica dell'invenzione à ̈ sintetizzata con un metodo comprendente i passaggi di:
a) aggiungere una soluzione comprendente ioni Fe(II) e Fe(III) ad una sospensione/soluzione contenente ioni Ca (II);
b) scaldare la sospensione del punto a) ad una temperatura compresa tra 15°C e 80°C;
c) aggiungere una soluzione di ioni fosfato alla sospensione/soluzione del punto a);
d) separare il precipitato dalle acque madri.
Preferibilmente, detti ioni Fe(II) e Fe(III) derivano, rispettivamente, da FeCl2e FeCl3.
Preferibilmente, detti ioni Ca(II) derivano da idrossido dì calcio, calcio nitrato, calcio acetato, calcio carbonato e/o altri sali di calcio.
La soluzione di ioni fosfato à ̈ aggiunta alla sospensìone/soluzione contenente ioni calcio e ioni ferro in un periodo di 1-3 ore, preferibilmente scaldando ed agitando la sospensione. Preferibilmente, gli ioni fosfato derivano da acido fosforico e/o suoi sali solubili
La quantità di ioni ferro utilizzata à ̈ tale da ottenere un rapporto molare Fe/Ca compreso tra 5 e 30, preferibilmente tra 10 e 20 mol%.
Terminata questa fase, la sospensione può essere mantenuta in agitazione costante per 1-2 ore e poi lasciata a riposo, senza agitazione e riscaldamento, per 12-36 ore.
Si ottiene in questo modo un precipitato che à ̈ separato dalle acque madri, preferibilmente mediante centrifugazione.
Il precipitato separato viene successivamente disperso in acqua distillata e centrifugato per almeno tre volte. Preferibilmente, il precipitato à ̈ lavato almeno tre volte, viene essiccato mediante liofilizzazione e setacciato.
Forma oggetto dell'invenzione anche un'idrossiapatite intrinsecamente magnetica, preferibilmente, in forma di nano-particelle intrinsecamente magnetiche, ottenibile con il metodo di sintesi sopra riportato.
L 'idrossiapatite intrinsecamente magnetica dell'invenzione à ̈ un materiale che conserva una biocompatibilità del tutto paragonabile all 'idrossiapatite non drogata e che, quindi, può essere utilizzato per diversi usi nel settore clinico e/o diagnostico .
In particolare, 1 'idrossiapatite intrinsecamente magnetica può essere usata come mezzo di trasporto e rilascio di fattori biologici o farmaci, come mezzo di contrasto in diagnostica oppure come sostituto magnetico bioattivo per la rigenerazione ossea e osteocartilaginea.
Per quanto riguarda l'utilizzo nel settore diagnostico, 1 'idrossiapatite intrinsecamente magnetica dell'invenzione può essere impiegata come agente di contrasto, per esempio, nell'Imaging a risonanza magnetica (MRI). In questo caso, una volta che 1 'idrossiapatite magnetica à ̈ stata opportunamente funzionalizzata (per esempio con specifici anticorpi capaci di localizzarsi in predeterminate zone dell'organismo, ad esempio in un tumore), viene somministrata al paziente, ed applicando un campo magnetico esterno di opportuna intensità à ̈ possibile localizzare le particelle e, quindi, evidenziare la presenza o meno di alterazioni patologiche.
Altro impiego dell'idrossiapatite dell'invenzione à ̈ come mezzo di trasporto e rilascio di principi attivi, per esempio di farmaci tumorali e/o antibiotici per il trattamento selettivo del sito patologico. In questo caso, una volta somministrate, le particelle di idrossiapatite magnetica possono essere guidate, mediante l'applicazione di un opportuno campo magnetico, verso il sito patologico dove rilasceranno il principio attivo che trasportano.
In questo modo si realizza un sistema di trasposto e rilascio controllato di farmaci, in termini di velocità e selettività di rilascio.
Per il trattamento di tumori à ̈ possibile utilizzare le particelle di idrossiapatite magnetica dell'invenzione per aumentare localmente la temperatura (Magnetotermia o Ipertermia) . In pratica, una volta somministrate al paziente, le particelle di idrossiapatite (prive di principio attivo) possono essere guidate, attraverso l'applicazione di un campo magnetico, verso il sito tumorale. Una volta giunte nel sito, la temperatura può essere aumentata, applicando opportuni campi magnetici, in modo tale da provocare una necrosi delle cellule tumorali.
Altro uso delle particelle di idrossiapatite dell'invenzione à ̈ come sistema di trasporto e rilascio di agenti biologici, in particolare proteine, geni, cellule staminali, fattori di crescita e fattori di vascolarizzazione, che può essere guidato, mediante l'applicazione di un campo magnetico esterno, verso un sostituto osseo magnetico impiantato (per esempio, costituito della stessa idrossiapatite magnetica), oppure verso uno scaffold non-magnetico impiantato.
In questo modo, si può intervenire sulla velocità di osteointegrazione del sostituto osseo e/o osteocartilagineo impiantato, e sulla rigenerazione del tessuto, aumentando all'occorrenza, secondo le necessità del singolo paziente, la quantità di fattori di crescita e vascolarizzazione nella sede in cui si riscontrano eventuali difficoltà nel processo di guarigione. L'aumento della quantità di tali fattori può essere realizzato applicando un campo magnetico esterno che permette di guidare le particelle dell'invenzione verso il sito in cui la rigenerazione ossea o osteocartilaginea risulta particolarmente difficili.
Forma oggetto dell'invenzione, quindi, un'idrossiapatite intrinsecamente magnetica, avente le caratteristiche chimico-fisiche sopra riportate, caricata con sostanze biologiche scelte tra: proteine, geni, cellule staminali, fattori di crescita, fattori di vascolarizzazione, oppure principi attivi o farmaci. Tale idrossiapatite à ̈, preferibilmente, sotto forma di nano-particelle intrinsecamente magnetiche.
Tutti gli usi sopra riportati sono basati sul principio di poter controllare, in posizione remota, mediante l'applicazione di un campo magnetico esterno, la distribuzione interna del sistema di trasporto e rilascio. Le particelle di idrossiapatite intrinsecamente magnetiche possono, perciò, essere definite dei nano-dispositivi per il trasporto ed il rilascio di sostanze biologiche e farmacologiche.
Il grande vantaggio dell'idrossiapatite dell'invenzione risiede nella sua elevata biocompatibilità comparabile alla biocompatibilità dell'idrossiapatite non intrinsecamente drogata e superiore a quella di sistemi costituiti da idrossiapatite più fasi secondarie magnetiche. Il sistema di trasporto e rilascio dell'invenzione non richiede, perciò, ulteriori modifiche (ad esempio, l'applicazione di rivestimenti) volte ad aumentarne le proprietà di biocompatibilità , come invece accade per i sistemi di trasporto e rilascio magnetici noti nel settore.
Infatti, le particelle magnetiche note presentano un nucleo magnetico protetto da diversi mono-strati di materiale inerte, per esempio silice. Alternativamente, possono essere impiegate anche sostanze organiche/biologiche che possono essere adsorbite sulla superficie delle particelle magnetiche in modo da costituirne un rivestimento biocompatibile.
Esempi di rivestimenti organici/biologici includono anticorpi, biopolimeri (quali collagene) oppure monostrati di molecole organiche che rendono le particelle magnetiche biocompatibili. Inoltre, le sostanze da trasportare devono essere legate alle particelle magnetiche note mediante un linker con gruppi reattivi ad entrambe le estremità .
Un gruppo funzionale serve per collegare il linker alla superficie delle particelle, mentre il secondo gruppo funzionale à ̈ impiegato per legare le molecole da trasportare.
Il vantaggio delle particelle di idrossiapatite dell'invenzione à ̈ che sono intrinsecamente magnetiche ed intrinsecamente biocompatibili senza la necessità di applicare ulteriori strati di materiale organico/inorganico per aumentarne tale proprietà .
Inoltre, le sostanze da trasportare possono essere caricate direttamente sull'idrossiapatite anche senza la necessità di impiegare una sostanza dì collegamento (linker).
Altro uso dell'idrossiapatite magnetica dell'invenzione à ̈ per la preparazione di costrutti tridimensionali biomimetici da utilizzarsi come sostituti ossei o osteocartìlaginei negli impieghi di rigenerazione ossea o osteocartilaginea.
Questi scaffold biomimetici magnetici possono essere costretti in una determinata posizione in vivo mediante l'utilizzo di opportune forze magnetiche applicate dall'esterno. Inoltre, tali scaffold possono essere biologicamente manipolati in situ mediante l'applicazione di un opportuno campo magnetico esterno che permette di guidare altre particelle di idrossiapatite magnetica secondo l'invenzione, caricate con fattori di crescita, fattori di vascolarizzazione, cellule staminali, farmaci o, comunque, agenti biologici, verso il dispositivo magnetico, per rilasciare in situ le sopracitate sostanze, secondo le necessità quali-quantitative e temporali del paziente. Pertanto, forma un ulteriore oggetto dell'invenzione un dispositivo 3D biomimetico, in particolare per impieghi di rigenerazione ossea o osteocartilaginea, comprendente particelle, preferibilmente nano-particelle, di idrossiapatite intrinsecamente magnetica secondo 1'invenzione.
Parte sperimentale
Le polveri di idrossiapatite (HA) magnetica e biomimetica sono state preparate usando FeCl2 and FeCl3come fonti di ioni di drogaggio Fe<2+>e Fe<3+>. Sono stati confrontati tre diversi metodi di sintesi a partire dai suddetti sali, riportati in dettaglio negli esempi 1-3. La composizione chimica, struttura e proprietà magnetiche delle polveri di Fe-HA sintetizzate sono state determinate con i seguenti metodi.
L'analisi chimica à ̈ stata eseguita mediante plasma accoppiato induttivamente - spettrometro ottico ad emissione (ICP-OES; Liberty 200, Varian, Clayton South, Australia) : 20 mg di polvere sono stati disciolti in 2 mi di HNO3ed il volume di soluzione à ̈ stato aumentato fino a 100 mi con acqua deionizzata.
La quantità di Fe<2+>à ̈ stata confermata mediante analisi spettrofotometrica UV-Vis sfruttando l'abilità degli ioni Fe<2+>di formare complessi con ortofenantrolina determinabile a 510 nm.
La quantità di Fe<3+>à ̈ stata determinata calcolando la differenza tra la quantità totale di ferro (determinata con ICP) e la quantità di Fe<2+>(determinata con UV-VIS). La valutazione morfologica delle polveri à ̈ stata effettuata con microscopia elettronica a scansione (SEM; Stereoscan 360, Leica, Cambridge, UK).
La determinazione mediante Elettroni Retrodiffusi BSE Ã ̈ stata usata per visualizzare qualitativamente la distribuzione di Fe nelle polveri. L'EDS (spettroscopia a dispersione di energia, Link Oxford) Ã ̈ stata usata per l'analisi chimica semi-quantitativa.
E' stata impiegata l'analisi di diffrazione a raggi X (CuKa radiation; Rigaku Geigerflex, Tokyo Japan) per determinare le fasi cristalline presenti e stimare il grado di cristallinità della polvere.
Il microscopio elettronico in trasmissione (JEOL TEM 3010-UHR, Japan, 300kV), à ̈ stato usato per osservare le caratteristiche del materiale a livello di nanoscala. La magnetizzazione delle polveri à ̈ stata misurata a basso campo (34 Oe) con un Suscettometro YSZ 01C/02C (Sartorius Mechatronics, Italy).
Le misurazioni magnetiche sono state anche effettuate in un magnetometro Superconducting Quantum Interference Device (SQUID) (Quantic Design) in grado di essere operativo da 1,8K to 350K in un campo magnetico massimo applicato di H=5T (50000 Oe).
In questo caso, pochi milligrammi di campione di polvere (20 mg) sono stati misurati da 5K a 300K ad un campo magnetico applicato di H=100 Oe per ottenere le curve M (magnetizzazione)vs T (temperatura), mentre le curve M vs H (intensità del campo magnetico) sono state misurate in un unico ciclo di campo magnetico da 2T a -2T (+/-20000 Oe) a T=300K.
Esempio di sintesi 1 (di confronto)
Mantenendo la procedura di sintesi generale già descritta, un metodo di sintesi consiste nell'aggiunta del solo FeCl3come fonte di ioni Fe<3+>, successivamente parzialmente ridotti a ioni Fe<2+>per ottenere un rapporto Fe<3+>/Fe<2+>circa uguale a 3.
Le polveri sintetizzate mediante addizione di ioni Fe<3+>, adottando un rapporto molare iniziale Fe/Ca pari a 0,20, e una temperatura pari a 40°C, mostrano una distorsione notevole del reticolo di HA, come evidenziato dall'analisi diffrattometrica XRD; comunque, non sono state rilevate fasi secondarie (Figura 2).
La polvere sintetizzata e non sottoposta a processo di riduzione, non ha mostrato alcun segnale di magnetizzazione come ci si aspettava in quanto il ferro à ̈ presente solo nel suo stato di ossidazione più alto. La polvere à ̈ stata quindi sottoposta ad un processo di riduzione.
Il processo di riduzione à ̈ stato effettuato in autoclave chiusa (Parr, Alloy C276), usando H2(4%) in 96% Ar come gas riducente a diverse pressioni. La Tabella 1 riassume le condizioni di riduzione sperimentate per la polvere di Fe<3+>HA in autoclave.
Tabella 1
Τχ-id Tempo P Campione Agitazione
[°C] [min] [psi] A 300 60 NO 270
B 300 60 SI 270
C 300 60 SI 400
Le caratteristiche delle polveri ridotte sono riportate in tabella 2 che mostra la relazione tra magnetizzazione e rapporto molare Fe<3+>/Fe<2+>calcolata per il campione di Fe<3+>HA ridotto.
Tabella 2
Fe<2+>(HA) Fe<3+>(HA) Magnetizzazione Campione Fe<3+>/Fe<2+>(HA)
[wt%] [wt%] [emu/g] ridotto
A 5,5 4,9 0,89 0,00122
B 7,3 3,1 0,42 0,00108
C 9,6 0,8 0,08 0,00128 Si registrano valori di magnetizzazione molto bassi per tutte le polveri sintetizzate. Infatti, si può ipotizzare una riduzione preferenziale degli ioni Fe<3+>presenti sulla superficie, accompagnata da una riduzione non omogenea del bulk che porta alla formazione di una guantità eccessiva di ioni Fe<2+>. Il metodo di riduzione applicato sembra essere caratterizzato da condizioni di reazione troppo estreme per ottenere una distribuzione bilanciata degli ioni Fe<3+>/Fe<2+>nel reticolo di HA.
Infatti, la concentrazione di Fe<2+>determinata mediante analisi spettrofotometrica UV-Vis sfruttando la capacità degli ioni Fe<2+>di complessare ortofenantrolina, risulta molto elevata, diminuendo troppo il rapporto Fe<3+>/Fe<2+>(Tabella 2).
Esempio di sintesi 2 (di confronto)
Mantenendo la procedura generale di sintesi già descritta, un metodo alternativo di sintesi prevede l'aggiunta del solo FeCl2come fonte di ioni Fe<2+>. Quest'ultimi subiscono un'ossidazione spontanea a ioni Fe<3+>nelle condizioni di reazione.
Sono state sintetizzate polveri mediante addizione di ioni Fe<2+>, adottando un rapporto molare iniziale Fe/Ca pari a 0,20, e diversificando la temperatura dì sintesi (25°C, 40°C, 60°C).
Le condizioni di reazione sperimentate e le proprietà delle polveri conseguentemente ottenute sono riportate in Tabella 3
Tabella 3
pione Condizioni Fe304Fe(tot)Fe^ HA)Fe^/Fe^ (Fe+Ca)/P M di sintesi [vol%] [wt%] [wt%] (HA) (HA) [emu/g]
D - AFTe2+ 0,00 9,10 1,30 5,99 1,728 0,006
T :25°C
Fe/Ca=0 .20
E Fe<2+>3,00 8,81 1,03 4,13 1,716 0,339
T:40<0>C
Fe/Ca=0 .20
F Fe<2+>5,50 8,72 2,79 0 1,601 0,558
T:60<0>C
Fe/Ca=0 .20
Il diagramma XRD in Figura 3 mostra il picco di magnetite a 2Î ̃ 36° nei campioni E ed F mentre il profilo di risoluzione nello spettro del campione D diminuisce come ci si aspettava, in quanto preparato a temperatura inferiore.
Le caratteristiche delle polveri sono strettamente dipendenti dal processo di sintesi come mostrato in tabella 3.
La formazione di magnetite à ̈ favorita a più alta temperatura (60° e 40°C) ed in queste condizioni il valore di magnetizzazione aumenta grazie al contributo principale della magnetite, che si forma accanto alla HA Fe-sostituita . A 25°C la formazione di magnetite à ̈ minimizzata e gli ioni ferro entrano in maggiore quantità nel reticolo come dimostrato dalla distorsione dello stesso (Figura 3). La quantità totale di ioni ferro determinata mediante ICP (Tabella 3) corrisponde alla concentrazione nominale di FeCl2introdotto per tutti i campioni. Il rapporto Fe<3+>/Fe<2+>à ̈ calcolato usando la quantità di Fe<2+>determinata con UV e la quantità di Fe<3+>ottenuta sottraendo il dato Fe<2+>dal contenuto totale di ferro determinato con ICP, in entrambi i casi dopo aver sottratto il contributo di Fe<2+>e Fe<3+>che formano la magnetite. Come riportato in tabella 3, il rapporto Fe<3+>/Fe<2+>risulta molto alto per i campioni D e E. Aumentando la temperatura di reazione (campione F), aumenta la quantità di magnetite come fase secondaria, diminuendo la quantità di Fe<3+>disponibile per entrare nel reticolo di HA.
Il valore di magnetizzazione del campione D risulta molto basso poiché: i) magnetite, come fase secondaria à ̈ assente; ii) entrambe le specie di ioni ferro entrano nel reticolo ma il rapporto Fe<3+>/Fe<2+>à ̈ molto alto e la distribuzione degli ioni Fe<2+>e Fe<3+>e i loro stati di coordinazione non sono appropriati.
Nei campioni E e F l'elevato valore di magnetizzazione à ̈ essenzialmente ascrivibile alla concentrazione di magnetite .
Esempio di sintesi 3 (dell'invenzione)
Alla sospensione di idrossido di calcio si aggiungono simultaneamente FeCl2e FeCl3, in rapporti Fe<3+>:Fe<2+>pari a 1:1.
Una soluzione di acido fosforico (Aldrich 85% wt) à ̈ aggiunta alla sospensione contenente idrossido di calcio disperso (Aldrich 95% wt) e ioni ferro, per un periodo di circa 1-2 ore con riscaldamento e agitazione costanti. La reazione di sintesi à ̈ condotta a 40°C. Le quantità di cloruro di ferro sono tali da realizzare rapporti molari iniziali Fe/Ca = 0.10 e 0.20.
Il prodotto di reazione à ̈ mantenuto in sospensione mediante agitazione e riscaldamento costanti per 1 ora e, quindi, lasciato senza riscaldamento ed agitazione per 24 ore.
Il precipitato ottenuto, di colore bruno, Ã ̈ separato
dalle acque madri mediante centrifugazione e, quindi,
lavato e centrifugato tre volte.
Dopodiché il precipitato à ̈ liofilizzato ed infine
setacciato a 150 pm.
L'aggiunta di entrambi i reagenti (FeCl2e FeCl3)rende
disponibile Fe<2+>e Fe<3+>contemporaneamente durante la
nucleazione di HA: in queste condizioni la quantità di
magnetite che si forma à ̈ inferiore rispetto ai metodi
comparativi sopra descritti. Lo spettro XRD in Figura 4
mostra che l'addizione simultanea di Fe<2+>e Fe<3+>causa una
forte perturbazione del reticolo di HA rendendo molto
difficile la valutazione dei parametri di cella.
La Tabella 4 mostra la relazione esistente tra le
condizioni di reazione e le caratteristiche di Fe<2+>Fe<3+>HA.
Tabella 4
Condizioni F63O4Fe(tot)Fe"<+>(HA)Fe^TFe<2>^ (Fe+Ca)/P M pione
di sintesi [vol%] [wt%] [wt%] (HA) (HA) [emu/g] Fe Fe
G T:40°C 1,50 4,92 0,71 3,41 1,750 0,476 Fe/Ca=0.10
Fe<3+>+ Fe<2+>
H T:40°C 2,00 9,93 1,82 3,15 1,678 0,679 Fe/Ca=0.20
L'elevato valore di magnetizzazione del campione H
(Tabella 4) non può essere giustificato dal solo
contributo imputabile alla magnetite. L'elevata
magnetizzazione può, quindi, essere attribuita al
rapporto ottimale tra ioni ferro (Fe<3+>/Fe<2+>= 3,15) ed alla specifica posizione relativa e coordinazione dei
due stati di ossidazione del ferro.
Questi risultati fanno pensare all'esistenza di domini strutturali molto piccoli nel reticolo di HA che simulano la struttura della magnetite e sono in grado di attivare quei meccanismi responsabili della proprietà superparamagnetica.
L'analisi ha mostrato una fase Ca-P amorfa che contiene particelle di ossidi di ferro in concentrazione molto bassa. La fase al di sotto del fascio à ̈ molto instabile a causa anche dell'elevato grado di amorfismo.
II contenuto di ferro determinato con la sonda EDS Ã ̈ 15-20%, presente probabilmente nel reticolo di HA o in cluster molto piccoli inferiori a 1-2 nm.
Micrografie tipiche dei campioni E e H sono mostrate in Figura 5. Le particelle esibiscono principalmente una morfologia allungata, abbastanza omogenea nelle dimensioni, da 5-10 nm a 20-30 nm di larghezza e fino a 80-150 nm di lunghezza, e possono racchiudere vuoti sferici di 2-5 nm.
Nel caso del campione E, la magnetite à ̈ sottoforma di nanoparticelle con dimensioni di 10-30 nm.
L'analisi HRTEM (Figura 6) ha rivelato che una parte del materiale à ̈ costituito sia da domini amorfi sia da domini cristallini di HA, allungati nella direzione dell'asse c, che possono anche coesistere nella stessa particella (si veda Figura 6 e relativo dettaglio). Il contenuto totale di ferro, calcio e fosforo nella fase calcio fosfatica per entrambe le polveri E e H sono stati misurati mediante EDS/TEM (scegliendo attentamente nel caso del campione E, quelle regioni in cui non era presente la magnetite). I risultati sottoforma di rapporti molari tra gli elementi presenti (tabella 5), sono consistenti con quelli ottenuti mediante analisi ICP, XRD, UV-vis precedentemente riportati (Tabella 4). La tabella 5 mostra i risultati dell'analisi quantitativa mediante EDS/TEM dei campioni E e H e gli stessi campioni trattati a 700°C (Et e Ht).
Tabella 5
Campione Fe(capj/Ca (Ca+Fe)/P(caP)
E 9 ± 1.5 1.5 ± 0.1
Et 18 3 1.5 ± 0.1
H 20 ± 0.5 1.6 ± 0.1
Ht16 1 1.4 ± 0.1
Siccome non si sono trovate prove della presenza di una fase ricca di ferro, neanche nella polvere H, (nella quale la quantità molare iniziale di Fe rispetto al calcio à ̈ Fetot/Ca(HA)=0.20), si presume che gli ioni ferro siano distribuiti in maniera omogenea ed in quantità preponderante in sostituzione degli ioni Ca<2+>del reticolo di HA o nella fase amorfa come cluster molto piccoli (< 1 nm).
Una prova indiretta dell'omogenea distribuzione degli ioni ferro deriva dal comportamento dei campioni esposti a dosi relativamente ampie di elettroni. In queste condizioni, infatti, i materiali sono molto instabili: i vuoti collassano rapidamente e le particelle vanno incontro a cambiamenti morfologici accompagnati da riarrangiamenti strutturali ed una parte del materiale si trasforma in CaO.
E' interessante notare che, dopo alcuni secondi, si formano nuove particelle con diametro di 1-1,5 nm (si veda Figura 7). La nuova fase che si forma à ̈ un composto ricco di ferro, probabilmente originato dalla coalescenza di ioni o cluster di ferro durante il processo di danneggiamento conseguente il bombardamento con elettroni.
Un trattamento termico a 700°C per 1 ora in atmosfera di Ar à ̈ successivamente applicato alle polveri E e H. Gli spettri XRD risultanti sono riportati in Figura 8.
Il campione E contenente elevate guantità di magnetite à ̈ risultato abbastanza stabile e, dopo trattamento termico (Et), la quantità di HA rimane circa pari a 72%.
Siccome si forma la fase secondaria β-TCP Ca3(P04)2(26%) mentre la magnetite quasi scompare, si suppone che entrambi gli ioni ferro entrino nel reticolo del BTCP formando CagFe(P04)7e Ca9FeH(P04 ) 7.
Nel caso del campione H (che si suppone costituito da HA il cui reticolo à ̈ parzialmente occupato da Fe<2+>e Fe<3+>che formano micro-domini magneticamente attivi) la stabilità termica risulta molto inferiore. Questo prova l'elevata perturbazione della struttura cristallina dovuta all'occupazione simultanea da parte di entrambi gli ioni ferro (Ht).
Micrografie TEM dei campioni (Et) e (Ht) sono mostrati in Figura 9. Il campione (Et) mostra particelle con forme sferoidali molto irregolari aventi larghezza di circa 30-50 nm e lunghezza variabile, ottenute dalla sinterizzazione delle particelle primarie delle polveri di partenza.
Il campione à ̈ caratterizzato da un contrasto uniforme che indica una dispersione omogenea del ferro.
L'analisi HRTEM ha confermato che la fase di fosfato di calcio à ̈ principalmente del tipo HA, con qualche frazione volumetrica di β-TCP, ed ha rivelato che una frazione ristretta del materiale consiste di una fase pura che mostra un carattere amorfo, probabilmente derivante dalle particelle di magnetite che perdono la loro struttura a causa del trattamento termico.
Anche in questo caso, anche se il campione à ̈ più resistente al danno del fascio, dopo esposizione del fosfato di calcio ad elevate dose di elettroni, compaiono nuove piccole particelle che testimoniano la presenza di cluster molto piccoli di specie di ferro nella HA non danneggiata o nel reticolo β-TCP. E' interessante osservare che il contenuto di ferro misurato (Fetot/Ca (HA)) nel fosfato di calcio à ̈ circa 18 ± 3% (si veda la tabella 5), più del doppio delle polveri di partenza. Ciò indica che il trattamento termico promuove la diffusione di specie di ferro dalla magnetite al fosfato di calcio. Questo, insieme all'amoriizzazione della magnetite spiega la scomparsa dei picchi di magnetite osservati nel diffrattogramma RX (Figura 8).
D'altro canto, le particelle del campione (Ht) sono più ampie e più sferiche (senza vuoti all'interno) ed esibiscono variazioni evidenti di contrasto (Figura 9) associate alla presenza di una fase ricca di ferro che non si osserva nelle polveri di partenza.
L'insieme delle analisi HRTEM e EDS confermano che il fosfato di calcio si presenta in maggioranza sotto forma di B-TCP sostituito con ferro, che incapsula particelle di ossido di ferro amorfo.
Il rapporto Fe/Ca misurato (in quelle regioni in cui non à ̈ presente ossido di ferro puro), à ̈ circa 16 ± 1%, diminuito rispetto alle polveri di partenza.
Caratterizzazione chimico-fisica e magnetica
Sono state ottenute polveri di colore bruno caratterizzate da agglomerati di dimensioni circa 30-60 pm, come mostrato nell'immagine SEM di Figura 1.
I profili del diffrattogramma XRD appaiono molto ampi; ciò à ̈ indicativo di una sensibile distorsione del reticolo di HA; in ogni caso, non sono state individuate fasi secondarie fosfatiche, accanto all'HA.
Mediante l'aiuto di simulazioni al computer su modelli strutturali, si à ̈ avuta la chiara indicazione che gli ioni Fe non si trovano in posizione interstiziale nella cella dell'idrossiapatite ma sono in sostituzione degli ioni Ca (con piccole differenze tra le posizioni reticolari tetra- ed esa-coordinate 4f e 6h).
L'analisi ICP ha confermato la presenza di ferro nella polvere nella stessa quantità nominale introdotta; il rapporto Ca/P à ̈ risultato inferiore al teorico a causa della deplezione del calcio.
Si suppone che corrispondenti quantità di ferro come Fe<3+>, Fe<2+>e (Fe<3+>+ Fe<2+>) si sostituiscono al Ca in quanto il rapporto (Fe+Ca)/P si avvicina al valore teorico.
L'analisi BSE ha confermato una distribuzione omogenea del ferro nella polvere; anche l'analisi mediante microsonde ha permesso di individuare la stessa quantità nominale di ferro aggiunta durante la reazione.
Le proprietà magnetiche ad elevato campo magnetico sono state eseguite in un magnetometro SQUID (Quantum Design). Evidenze della presenza di una fase intrinsecamente magnetica nel reticolo di idrossiapatite sono state trovate per il campione H. La Figura 10 mostra la dipendenza della magnetizzazione dalla temperatura in condizioni di campo raffreddato a zero (ZFC) e campo raffreddato (FC) da 5K a 300K, ad un campo magnetico applicato di 100 Oe. Entrambe le curve mostrano il comportamento tipico di un sistema di particelle magnetiche interagenti con una temperatura media di blocco di TB=170K. TB à ̈ significativamente elevata, probabilmente a causa della presenza di aggregati di nano-particelle di magnetite più piccole (~10nm), che agiscono come fase secondaria (in accordo con le altre tecniche di caratterizzazione che confermano la presenza di 2% voi di magnetite come fase secondaria al di fuori del reticolo dell'idrossiapatite) e separano lo stato bloccato dallo stato superparamagnetico. Al di sotto di TB il movimento libero del momento magnetico delle particelle à ̈ bloccato; sopra TB, l'energia termica induce fluttuazioni rapide del momento magnetico dell'intera particella rispetto al tempo di osservazione in modo da far apparire il sistema superparamagnetico. La TB à ̈ strettamente correlata alle interazioni dipolari interparticellari ed aumenta con l'aumentare delle interazioni dipolari.
Come conseguenza della formazione degli aggregati, la concentrazione locale delle nano-particelle e, quindi, la forza delle interazioni dipolari interparticellari aumenta, modificando la barriera di energia per il rilassamento di magnetizzazione e determinando il comportamento magnetico complessivo dei campioni.
La Figura 11 mostra le curve di magnetizzazione in funzione del campo magnetico applicato da -2 a 2 Tesla, a 300K per il campione H.
Si osserva chiaramente, il tipico comportamento superparamagnetico (SPM) delle nanoparticelle magnetiche a dominio singolo, che indica che le dimensioni delle particelle sono inferiori all'intervallo magnetico del multi-dominio (25-30nm per magnetite). Questo à ̈ in accordo con le micrografie TEM mostrate in Figura 5B, dove si notano aggregati di magnetite di circa 5-10 nm. D'altra parte, la magnetizzazione di saturazione (Ms) del campione à ̈ significativamente bassa (circa 4-5 emu/g) e la fase secondaria identificata sottoforma di nano particelle di magnetite (che rappresenta 2% voi), non à ̈ sufficiente a giustificare il valore di magnetizzazione osservato. Pertanto, due diversi contributi magnetici concorrono alla magnetizzazione totale nel materiale: ovviamente uno proviene dalle nano-particelle di magnetite e l'altro dalle particelle di idrossiapatite sostituita con ioni Fe<2+>e Fe<3+>.
Nella prima, l'origine del magnetismo à ̈ noto, mentre nella seconda il magnetismo deriva dalla parziale sostituzione di specifici siti di Ca<2+>nel reticolo di HA con ioni magnetici Fe<2+>e Fe<3+>.
Allo scopo di trovare la fase strutturale e magnetica responsabile del magnetismo nel reticolo dell'idrossiapatite , si à ̈ sottratto la comune magnetizzazione di un sistema di nanoparticelle di magnetite (0~lOnm, Ms~60-80emu/g) alla totale magnetizzazione normalizzata di saturazione (Ms~4-5emu/g). In questo modo, si à ̈ ottenuta la magnetizzazione relativa alla sola HA ferro-sostituita.
In ogni caso, questa Ms calcolata à ̈ maggiore del previsto anche nel caso in cui la massa totale di Fe nel materiale (6-7% in peso) à ̈ presente come magnetite.
Pertanto, i dati magnetici trovati supportano lo scenario in cui tale Ms dovrebbe essere causata dalla presenza di domini magnetici strutturali (simili a magnetite e/o altri ossidi di ferro) nel reticolo dell'idrossiapatite.
Test in vitro
Test preliminari di adesione cellulare e biocompatibilità sono stati condotti su polveri granulate di HA e HA-magnetica usando cellule staminali mesenchimali (MSC) che, dopo caratterizzazione, sono state coltivate in atmosfera controllata (5% CO2; T=37°C) in DMEM (Sigma, Milan, Italy) supplementate con 10% siero fetale bovino(FBS), 1% amminoacidi non essenziali ed antibiotici. Le cellule sono state divise 1:2 ad intervalli di una settimana ed utilizzate tra il terzo ed il quarto passaggio. Cellule da culture di MSC confluenti sono state staccate usando tripsina 0,25% in 1 mi MEDTA e piastrate in triplicato ad una densità di 5*10<4>e 1*10<4>cellule/cm<2>, rispettivamente, sulle polveri granulate da testare e su piastre di polistirene a 24 pozzetti come controllo.
Le colture su piastra sono state incubate a 37°C per 7 giorni. Dopo incubazione, il mezzo di coltura à ̈ stato rimosso; 200 Î1⁄4Î di MTT (test colorimetrico 3-dimetiltiazol-2,5-difeniltetrazolio bromuro Aldrich 135038) e 1,8 mi del mezzo di coltura sono stati aggiunti ai singoli monostrati di cellule; le piastre a multistrato sono state incubate a 37°C per altre 3 ore.
Dopo separazione del surnatante, i cristalli di blu di formazano sono stati dissolti mediante aggiunta di 2 mi di solvente (4% HC1 IN in isopropanolo assoluto) e quantificati spettrofotometricamente a 570 nm.
Rispetto all'HA stechiometrica, le polveri di HA magnetica rappresentano un substrato adatto, in termini di adesione e proliferazione cellulare per i precursori degli osteoblasti (MSC).
Il valore MTT à ̈ dell'80% per HA magnetica mentre per HA à ̈ dell'82%. Le analisi morfologiche condotte al SEM delle cellule coltivate ha mostrato una buona biocompatibilità delle MSC con tutte le polveri testate. Similmente al loro comportamento sulla HA, le cellule sulla HA magnetica hanno mostrato una diffusa morfologia "distesa" con diverse estensioni citoplasmatiche a contatto con la polvere.
In conclusione, l'aggiunta simultanea di FeCl2 e FeCl3come fonti di ioni per sostituire parzialmente il calcio nel reticolo di HA e l'uso di parametri di sintesi ottimizzati hanno permesso di ottenere HA sostituite con Fe<3+>/Fe<2+>aventi un rapporto Fe<3+>/Fe<2+>pari a circa 3 ed un rapporto (Fe+Ca)/P molto vicino a quello teorico. Mediante XRD ed usando simulazioni al computer su modelli strutturali, si ottiene la chiara indicazione che entrambe le specie di Fe sono in posizioni di sostituzione del calcio e non in posizioni interstiziali nel reticolo dell'HA.
La posizione Ca(2), con 6 coordinazioni, e Ca(l), con 4 coordinazioni, sono occupate in rapporto reciproco in modo da dare suscettibilità magnetica alle polveri, grazie a parametri di sintesi strettamente definiti.
Le investigazioni TEM così come le misurazioni magnetiche confermano la presenza di una nuova fase magnetica di HA insieme con nano-cluster simili a magnetite .
Questa nuova fase à ̈ un'HA distorta/disordinata con Fe<2+>nel suo stato divalente, e Fe<3+>, che ha una deviazione dal suo stato trivalente nominale, organizzati a livello di superficie e di bulk e coordinati per generare magnetismo nell' HA stessa.
Questi risultati, insieme alla biocompatibilità della HA magnetica forniscono alla medicina rigenerativa una nuova famiglia di materiali biomimetici biocompatibili controllabili e manipolabili mediante opportuni campi magnetici esterni; questi materiali possono infatti essere finalizzati alla realizzazione di 1) nanoparticelle per il trasporto e rilascio di fattori bioattivi e/o farmaci, 2) nanoparticelle utilizzabili per fini diagnostici (imaging) e curativi (ipertermia), 3) sostituti ossei o osteo-cart ilaginei in grado di essere biologicamente manipolati in situ (cioà ̈ 'ricaricati' o comunque stimolati dopo l'impianto in vivo, con specifici fattori secondo le necessità qualiquantitative e temporali del paziente) e persino fissati in una determinata posizione in vivo (eliminando il ricorso a sistemi di fissaggio tradizionali).
Claims (19)
- RIVENDICAZIONI 1. Idrossiapatite comprendente ioni calcio e ioni fosfato in un reticolo cristallino, caratterizzata dal fatto di essere drogata con ioni Fe<2+>e ioni Fe<3+>che sostituiscono parzialmente detti ioni calcio in detto reticolo cristallino, in un rapporto quantitativo Fe<3+>/Fe<2+>compreso tra 1 e 4, avere un magnetismo compreso tra 0,05 e 8 emu/g, misurato applicando un campo magnetico di 34 Oe, generato dalla presenza di nano-domini magnetici all'interno del reticolo cristallino dell'idrossiapatite e comprendere una quantità di fasi secondarie magnetiche inferiore a circa il 3% in volume.
- 2. Idrossiapatite secondo la rivendicazione 1, in cui detto magnetismo à ̈ compreso tra 0,1 e 5 emu/g, registrato applicando un campo magnetico di 34 Oe.
- 3. Idrossiapatite secondo la rivendicazione 1 o 2, in cui detto rapporto Fe<3+>/Fe<2+>Ã ̈ compreso tra 2 e 3,5.
- 4. Idrossiapatite secondo una qualsiasi delle rivendicazioni dalla 1 alla 3, comprendente una quantità di fasi secondarie magnetiche ≤ 2% in volume.
- 5. Idrossiapatite secondo una qualsiasi delle rivendicazioni dalla 1 alla 4, avente un rapporto (Fe+Ca)/P compreso tra 1,5 e 1,9.
- 6. Idrossiapatite secondo una qualsiasi delle rivendicazioni dalla 1 alla 5, in forma di nanoparticelle aventi dimensioni da 5-10 nm a 20-30 nm di larghezza e fino a 80-150 nm di lunghezza, oppure sottoforma di aggregati/granuli di tali nanoparticelle.
- 7. Idrossiapatite secondo la rivendicazione 6, in cui dette nano-particelle possono comprendere vuoti sferici di 2-5 nm.
- 8. Idrossiapat ite secondo una qualsiasi delle rivendicazioni dalla 1 alla 7 caricata con sostanze biologiche scelte nel gruppo costituito da proteine, geni, cellule staminali, fattori di crescita, fattori di vascolarizzazione, oppure caricata con principi attivi o farmaci.
- 9. Sostituto osseo o osteocartilagineo biomimetico comprendente un'idrossiapatite secondo una qualsiasi delle rivendicazioni dalla 1 alla 8.
- 10. Idrossiapatite secondo una qualsiasi delle rivendicazioni dalla 1 alla 8, o sostituto osseo o osteocartilagineo biomimetico secondo la rivendicazione 9, per uso medico o diagnostico.
- 11. Idrossiapatite secondo la rivendicazione 10 per uso come mezzo di trasporto e rilascio di sostanze biologiche o farmaci.
- 12. Idrossiapatite secondo la rivendicazione 10 per uso come mezzo di contrasto in diagnostica.
- 13. Sostituto osseo o osteo-cartilagineo biomimetico secondo la rivendicazione 10 per la rigenerazione ossea o osteo-cartilaginea.
- 14. Metodo per la preparazione dell'idrossiapatite secondo una qualsiasi delle rivendicazioni dalla 1 alla 7 comprendente i passaggi di: a)aggiungere una soluzione comprendente ioni Fe(II) e Fe(III) ad una sospensione/soluzione contenente ioni Ca(II); b)aggiungere una soluzione di ioni fosfato alla sospensione/soluzione del punto a); c)scaldare la sospensione/soluzione del punto b) ad una temperatura compresa tra 15°C e 80°C, preferibilmente tra 25°C e 60°C; d)separare il precipitato dalle acque madri.
- 15. Metodo secondo la rivendicazione 14, in cui detta soluzione di ioni fosfato à ̈ aggiunta alla sospensione/soluzione contenente ioni calcio e ioni ferro in un periodo di 1-3 ore, preferibilmente mantenendo costante la temperatura ed agitando la sospensione.
- 16. Metodo secondo la rivendicazione 14 o 15, in cui, dopo l'aggiunta di ioni fosfato, la quantità di ioni ferro rispetto agli ioni calcio à ̈ tale da ottenere un rapporto molare Fe/Ca compreso tra 5 e 30, preferibilmente tra 10 e 20 mol%.
- 17. Metodo secondo una qualsiasi delle rivendicazioni dalla 14 alla 16, in cui detti ioni Fe(II) e Fe(III) derivano, rispettivamente da FeCl2e FeCl3.
- 18. Metodo secondo una qualsiasi delle rivendicazioni dalla 14 alla 17, in cui detti ioni calcio derivano da idrossido di calcio, calcio nitrato, calcio acetato, calcio carbonato e/o altri sali di calcio.
- 19. Metodo secondo una qualsiasi delle rivendicazioni dalla 14 alla 18, in cui detti ioni fosfato derivano da acido fosforico e/o suoi sali solubili.
Priority Applications (18)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| ITMI2010A001420A IT1401487B1 (it) | 2010-07-29 | 2010-07-29 | Idrossiapatite intrinsecamente magnetica |
| SG2013006812A SG188186A1 (en) | 2010-07-29 | 2011-07-28 | Intrinsically magnetic hydroxyapatite |
| DK11752344.9T DK2598437T3 (en) | 2010-07-29 | 2011-07-28 | INHERENT MAGNETIC HYDROXYAPATIT |
| MX2013001169A MX349464B (es) | 2010-07-29 | 2011-07-28 | Hidroxiapatita intrinsecamente magnetica. |
| NZ607003A NZ607003A (en) | 2010-07-29 | 2011-07-28 | Intrinsically magnetic hydroxyapatite |
| CA2806680A CA2806680C (en) | 2010-07-29 | 2011-07-28 | Intrinsically magnetic hydroxyapatite |
| BR112013002030A BR112013002030B1 (pt) | 2010-07-29 | 2011-07-28 | hidroxiapatita intrinsecamente magnética |
| US13/812,741 US9327027B2 (en) | 2010-07-29 | 2011-07-28 | Intrinsically magnetic hydroxyapatite |
| JP2013521278A JP5822927B2 (ja) | 2010-07-29 | 2011-07-28 | 本質的に磁性を有するハイドロキシアパタイト |
| PCT/IB2011/053362 WO2012014172A1 (en) | 2010-07-29 | 2011-07-28 | Intrinsically magnetic hydroxyapatite |
| ES11752344.9T ES2630169T3 (es) | 2010-07-29 | 2011-07-28 | Hidroxiapatita intrínsecamente magnética |
| CN201180037098.2A CN103038161B (zh) | 2010-07-29 | 2011-07-28 | 固有磁性的羟基磷灰石 |
| AU2011284364A AU2011284364B2 (en) | 2010-07-29 | 2011-07-28 | Intrinsically magnetic hydroxyapatite |
| KR1020137004737A KR101854380B1 (ko) | 2010-07-29 | 2011-07-28 | 본질적으로 자성인 하이드록시아파타이트 |
| EP11752344.9A EP2598437B1 (en) | 2010-07-29 | 2011-07-28 | Intrinsically magnetic hydroxyapatite |
| RU2013109226/15A RU2575566C2 (ru) | 2010-07-29 | 2011-07-28 | Собственно магнитный гидроксиапатит |
| IL224432A IL224432A (en) | 2010-07-29 | 2013-01-27 | Magnetic hydroxyapetite |
| ZA2013/01272A ZA201301272B (en) | 2010-07-29 | 2013-02-19 | Intrinsically magnetic hydoxyapatite |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| ITMI2010A001420A IT1401487B1 (it) | 2010-07-29 | 2010-07-29 | Idrossiapatite intrinsecamente magnetica |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| ITMI20101420A1 true ITMI20101420A1 (it) | 2012-01-30 |
| IT1401487B1 IT1401487B1 (it) | 2013-07-26 |
Family
ID=43629403
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| ITMI2010A001420A IT1401487B1 (it) | 2010-07-29 | 2010-07-29 | Idrossiapatite intrinsecamente magnetica |
Country Status (17)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US9327027B2 (it) |
| EP (1) | EP2598437B1 (it) |
| JP (1) | JP5822927B2 (it) |
| KR (1) | KR101854380B1 (it) |
| CN (1) | CN103038161B (it) |
| AU (1) | AU2011284364B2 (it) |
| BR (1) | BR112013002030B1 (it) |
| CA (1) | CA2806680C (it) |
| DK (1) | DK2598437T3 (it) |
| ES (1) | ES2630169T3 (it) |
| IL (1) | IL224432A (it) |
| IT (1) | IT1401487B1 (it) |
| MX (1) | MX349464B (it) |
| NZ (1) | NZ607003A (it) |
| SG (1) | SG188186A1 (it) |
| WO (1) | WO2012014172A1 (it) |
| ZA (1) | ZA201301272B (it) |
Families Citing this family (17)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE102011056815A1 (de) * | 2011-12-21 | 2013-08-01 | Chemische Fabrik Budenheim Kg | Nährstoffzusammensetzung für biologische Systeme |
| US9353137B2 (en) * | 2014-02-07 | 2016-05-31 | Ghassem Amoabediny | Method for separation and purification of phosphatidylcholine employing magnetic nanoparticles and compositions so produced |
| WO2015193836A1 (en) | 2014-06-19 | 2015-12-23 | Consiglio Nazionale Delle Ricerche (Cnr) | Injectable apatitic cement ionically multi-substituted for regenerative vertebroplasty and kyphoplasty |
| EP3164106B1 (en) * | 2014-07-02 | 2020-11-11 | Universidade Católica Portuguesa | Uv-filters, method of producing the same and their use in compositions, in particular sunscreens |
| US10960192B2 (en) * | 2014-07-08 | 2021-03-30 | University Of Maryland, Baltimore | Compositions and delivery methods for treating dental infections, inflammation, sensitivity, and for use in dental restorations |
| RU2607743C1 (ru) * | 2015-09-22 | 2017-01-10 | Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт металлургии и материаловедения им. А.А. Байкова Российской академии наук (ИМЕТ РАН) | Способ получения катионзамещенного трикальцийфосфата |
| WO2017096342A1 (en) * | 2015-12-03 | 2017-06-08 | Amrita Vishwa Vidyapeetham | Radio-wave responsive doped nanoparticles for image-guided therapeutics |
| ITUA20161416A1 (it) * | 2016-03-07 | 2017-09-07 | Consiglio Nazionale Ricerche | Filtro solare fisico costituito da idrossiapatite sostituita in una matrice organica |
| KR101818852B1 (ko) | 2016-05-03 | 2018-01-16 | 성균관대학교산학협력단 | 자성의 베타 삼인산칼슘 구형 입자의 제조 방법 및 이에 의해 제작된 자성의 베타 삼인산칼슘 구형 입자 |
| CN105923617B (zh) * | 2016-05-11 | 2018-01-09 | 中国科学院上海硅酸盐研究所 | 一种柱状磁性羟基磷灰石纳米材料及其制备方法 |
| CN106430137B (zh) * | 2016-09-27 | 2018-07-13 | 哈尔滨理工大学 | 一种球形纳米羟基磷灰石颗粒的制备方法 |
| KR101927196B1 (ko) | 2016-10-26 | 2018-12-11 | 전남대학교 산학협력단 | 자기구동 관절연골 재생 시스템 |
| CN106853264A (zh) * | 2016-11-10 | 2017-06-16 | 南京市口腔医院 | 超顺磁性纳米纤维膜支架材料、制备方法和应用 |
| IT201700022625A1 (it) * | 2017-02-28 | 2018-08-28 | Consiglio Nazionale Ricerche | Filtro per lo scambio di calore e umidità per applicazione in campo medicale e procedimento per la sua produzione |
| WO2019135216A1 (en) | 2018-01-02 | 2019-07-11 | Cartiheal (2009) Ltd. | Implantation tool and protocol for optimized solid substrates promoting cell and tissue growth |
| CN111330089B (zh) * | 2020-03-04 | 2021-08-03 | 西南交通大学 | 一种用作骨修复的全降解磁修复水凝胶的制备方法 |
| KR20230114474A (ko) | 2022-01-25 | 2023-08-01 | 부산대학교 산학협력단 | 철 이온과 스트론튬 이온이 동시 도핑된 베타-제삼인산칼슘의 제조방법 |
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0610333A1 (en) * | 1991-10-22 | 1994-08-17 | Mallinckrodt Medical, Inc. | Treated apatite particles for medical diagnostic imaging |
| US20090074645A1 (en) * | 2007-09-19 | 2009-03-19 | National Taiwan University | Magnetic nanoparticles of hydroxyapatite and preparation method thereof |
Family Cites Families (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| IL98744A0 (en) * | 1990-07-06 | 1992-07-15 | Gen Hospital Corp | Method of studying biological tissue using monocrystalline particles |
| US7485282B2 (en) * | 2004-03-26 | 2009-02-03 | Board Of Trustees Of Michigan State University | Method for the preparation of metal oxides in nanometric particle form |
| US9028871B2 (en) * | 2006-04-25 | 2015-05-12 | Washington State University | Resorbable ceramics with controlled strength loss rates |
| CN101759170B (zh) | 2009-12-23 | 2011-07-06 | 天津大学 | 磁性纳米片状羟基磷灰石及其制备方法和应用 |
-
2010
- 2010-07-29 IT ITMI2010A001420A patent/IT1401487B1/it active
-
2011
- 2011-07-28 WO PCT/IB2011/053362 patent/WO2012014172A1/en active Application Filing
- 2011-07-28 DK DK11752344.9T patent/DK2598437T3/en active
- 2011-07-28 BR BR112013002030A patent/BR112013002030B1/pt active IP Right Grant
- 2011-07-28 ES ES11752344.9T patent/ES2630169T3/es active Active
- 2011-07-28 KR KR1020137004737A patent/KR101854380B1/ko active IP Right Grant
- 2011-07-28 EP EP11752344.9A patent/EP2598437B1/en active Active
- 2011-07-28 CN CN201180037098.2A patent/CN103038161B/zh active Active
- 2011-07-28 NZ NZ607003A patent/NZ607003A/en unknown
- 2011-07-28 SG SG2013006812A patent/SG188186A1/en unknown
- 2011-07-28 US US13/812,741 patent/US9327027B2/en active Active
- 2011-07-28 CA CA2806680A patent/CA2806680C/en active Active
- 2011-07-28 JP JP2013521278A patent/JP5822927B2/ja active Active
- 2011-07-28 MX MX2013001169A patent/MX349464B/es active IP Right Grant
- 2011-07-28 AU AU2011284364A patent/AU2011284364B2/en active Active
-
2013
- 2013-01-27 IL IL224432A patent/IL224432A/en active IP Right Grant
- 2013-02-19 ZA ZA2013/01272A patent/ZA201301272B/en unknown
Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0610333A1 (en) * | 1991-10-22 | 1994-08-17 | Mallinckrodt Medical, Inc. | Treated apatite particles for medical diagnostic imaging |
| US20090074645A1 (en) * | 2007-09-19 | 2009-03-19 | National Taiwan University | Magnetic nanoparticles of hydroxyapatite and preparation method thereof |
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| HSI-CHIN WU ET AL: "A novel biomagnetic nanoparticle based on hydroxyapatite", NANOTECHNOLOGY, IOP, BRISTOL, GB, vol. 18, no. 16, 25 April 2007 (2007-04-25), pages 165601, XP020119043, ISSN: 0957-4484, DOI: DOI:10.1088/0957-4484/18/16/165601 * |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| RU2013109226A (ru) | 2014-09-10 |
| KR101854380B1 (ko) | 2018-05-28 |
| IT1401487B1 (it) | 2013-07-26 |
| KR20140009968A (ko) | 2014-01-23 |
| EP2598437B1 (en) | 2017-04-05 |
| MX2013001169A (es) | 2013-06-28 |
| DK2598437T3 (en) | 2017-07-17 |
| US20130129634A1 (en) | 2013-05-23 |
| AU2011284364B2 (en) | 2014-01-23 |
| NZ607003A (en) | 2014-09-26 |
| BR112013002030B1 (pt) | 2020-04-28 |
| CN103038161B (zh) | 2016-08-10 |
| AU2011284364A1 (en) | 2013-03-07 |
| CA2806680C (en) | 2018-09-04 |
| JP5822927B2 (ja) | 2015-11-25 |
| BR112013002030A2 (pt) | 2017-09-19 |
| JP2013538775A (ja) | 2013-10-17 |
| EP2598437A1 (en) | 2013-06-05 |
| CN103038161A (zh) | 2013-04-10 |
| US9327027B2 (en) | 2016-05-03 |
| CA2806680A1 (en) | 2012-02-02 |
| SG188186A1 (en) | 2013-04-30 |
| ES2630169T3 (es) | 2017-08-18 |
| ZA201301272B (en) | 2014-04-30 |
| IL224432A (en) | 2016-03-31 |
| WO2012014172A1 (en) | 2012-02-02 |
| MX349464B (es) | 2017-07-31 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| ITMI20101420A1 (it) | Idrossiapatite intrinsecamente magnetica | |
| Liu et al. | On the study of BSA-loaded calcium-deficient hydroxyapatite nano-carriers for controlled drug delivery | |
| Ruthradevi et al. | Investigations on nickel ferrite embedded calcium phosphate nanoparticles for biomedical applications | |
| Pistone et al. | Hydroxyapatite-magnetite-MWCNT nanocomposite as a biocompatible multifunctional drug delivery system for bone tissue engineering | |
| CN102139866B (zh) | 水热法制备磁性介孔磷灰石微球材料的方法 | |
| Hu et al. | One-pot low temperature synthesis of MFe2O4 (M= Co, Ni, Zn) superparamagnetic nanocrystals | |
| TWI375567B (en) | One kind of nanometer-scaled magnetic hydroxyapatite particle and its manufacturing method | |
| Carrera et al. | Formation of vacancy point-defects in hydroxyapatite nanobelts by selective incorporation of Fe3+ ions in Ca (II) sites. A CL and XPS study | |
| Pasqua et al. | Mesoporous silica-based hybrid materials for bone-specific drug delivery | |
| Zilm et al. | An intrinsically magnetic biomaterial with tunable magnetic properties | |
| Karthi et al. | Fluorapatite coated iron oxide nanostructure for biomedical applications | |
| Jiang et al. | A combined experimental and molecular dynamics simulation study on doxorubicin adsorption on strontium-substituted hydroxyapatite hollow microspheres | |
| Wang et al. | A designed synthesis of multifunctional Fe 3 O 4@ carbon/zinc phosphate nanoparticles for simultaneous imaging and synergic chemo-photothermal cancer therapy | |
| Berger et al. | Properties of mesostructured silica coated CoFe2O4 versus Fe3O4-silica composites | |
| CN111477420A (zh) | 一种磁性纳米粒子、制备方法及其应用 | |
| Zhang et al. | Rhodamine-B decorated superparamagnetic iron oxide nanoparticles: preparation, characterization and their optical/magnetic properties | |
| Song et al. | Folate grafted prussian blue entrapped with gadolinium (III) as a new contrast agent for tumor-targeted magnetic resonant imaging | |
| Chang et al. | Synthesis and characterization of mesoporous Gd2O3 nanotube and its use as a drug-carrying vehicle | |
| Zhu et al. | Multifunctional Gd, Ce, Tb co-doped β-tricalcium phosphate porous nanospheres for sustained drug release and bioimaging | |
| Sneha et al. | Natural rubber latex assisted shape-attuned synthesis of intrinsically radiopaque and magnetic bioceramic nanocomposite with hyperthermia potential for cancer therapeutics | |
| RU2575566C2 (ru) | Собственно магнитный гидроксиапатит | |
| Zhou et al. | Ultrasound‐assisted fabrication of a biocompatible magnetic hydroxyapatite | |
| Al-Hamaidah et al. | Synthesis of multifunctional superparamagnetic mesoporous ZnMnFe2O4@ Fe–CaSiO3 core-shell for medical applications | |
| Sezanova et al. | Effect of the reaction medium modification on the chemical and phase composition and morphological characteristics of biomimetically synthesized calcium phosphate ceramic powders | |
| Mesturino | Synthesis and characterization of Iron-doped hydroxyapatite nanoparticles with superparamagnetic behaviour. |