Synthesis and characterization of calcium phosphate compounds with strontium and magnesium ionic substitutions / Síntetis y caracterización del compuestos de fosfato de calcio con substituto iónico de estroncio y magnesio

ABSTRACT

Bioceramics offer advantages in the repair and regeneration of hard tissues and are used as bone void fillers and particulate fillers in bone cements with surgical applications. Regeneration and osteosynthesis stimulation via the release of essential ions such as strontium (Sr2+) and magnesium (Mg2+) is a relatively new field. Therefore, there is great interest in investigating various ionic substitutions on crystallographic structure and characteristics for use in osteoporosis prevent and increase bone formation and decrease bone resorption. In this study, we synthesize calcium phosphate samples with Sr2+ and Mg2+ ionic substitutions. The samples are characterized using X-ray diffraction, Fourier transform infrared spectroscopy, and inductively coupled plasma mass spectroscopy. Hydroxyapatite, beta tricalcium phosphate, and amorphous phases were observed. Depending on the ionic substitution, the crystal size and crystallinity varied from 22 nm to 130 nm and from 84% to 99.6%, respectively. The Ca/P ratio ranged from 0.72 to 1.82. The results demonstrated the effect of Sr2+ and Mg2+ inclusions in calcium phosphate on important parameters used in several bioceramic applications.

RESUMEN

Los biocerámicos ofrecen ventajas en la reparación y regeneración de tejidos duros utilizándose como relleno en cavidades óseas y como relleno particulado en cementos óseos de aplicaciones quirúrgicas. Regeneración y estimulación de la osteosíntesis a través de la liberación de iones esenciales, como el estroncio (Sr) y magnesio (Mg) es un campo relativamente nuevo. Por lo tanto, existe un gran interés en la investigación de diversas sustituciones iónicos sobre la estructura cristalográfica y las características para su uso en la prevención de osteoporosis y aumento de la formación ósea con disminuir la resorción ósea. En este estudio, se sintetizó muestras de fosfato de calcio con sustituciones iónicos Sr y Mg. Las muestras se caracterizaron usando difracción de rayos X, espectroscopia infrarroja por transformada de Fourier, y la espectroscopia de masas con plasma acoplado inductivamente. Se observó hidroxiapatita, fosfato tricálcico beta, y las fases amorfas. Dependiendo de la sustitución iónica, el tamaño del cristal y cristalinidad variaron de 22 nm a 130 nm y de 84% a 99,6%, respectivamente. La relación Ca/P varió desde 0,72 hasta 1,82. Los resultados demostraron el efecto de las inclusiones de Sr y Mg en fosfato de calcio en parámetros importantes que se utilizan en varias aplicaciones de biocerámicos.