Publicado

2017-01-01

Síntesis de monetita pura por reacción heterogénea ácido base.

Synthesis of pure monetite by heterogeneous acid-base reaction

Palabras clave:

monetita, brushita, DCPA, fosfatos de calcio, DCPD, hidroxiapatita, síntesis de fosfatos (es)
monetite, brushite, DCPA, calcium phosphates, DCPD, hydroxyapatite, phosphates synthesis (en)

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Autores/as

  • Luis Carlos Moreno Aldana Universidad Nacional de Colombia
  • Davier Olarte Cárdenas Universidad Nacional de Colombia
  • Edgar Delgado Mejía Universidad Nacional de Colombia

Se estudiaron cinco variaciones del procedimiento de síntesis de monetita modificando la agitación, la velocidad de adición de ácido fosfórico, la homogenización y la temperatura de secado. Los productos se caracterizaron por difracción de rayos X (DRX), microscopía electrónica de barrido (SEM-EDS), relación Ca/P (por titulación de calcio con permanganato de potasio y valoración colorimétrica de fósforo por la formación del complejo azul de molibdeno) y espectroscopía infrarroja con transformada de Fourier (FTIR). Los resultados de DRX, espectroscopia infrarroja y la relación Ca/P señalan que el fosfato sintetizado corresponde a monetita pura. Se encontró que los factores de síntesis que más afectan las propiedades de composición, estructura cristalina, relación Ca/P y forma y tamaño de grano de los fosfatos sintetizados son la relación estequiométrica de los reactantes y la mecanoactivación de sólido con sobrenadante.

 

Five variations of the monetite (M) synthesis were evaluated modifying the stirring, the phosphoric acid addition rate, the homogeneity and the drying temperature. Products were assessed by means of XRD, FTIR, SEM-EDS analysis and chemical assay of Ca/P (calcium by titration with potassium permanganate and phosphorus by colorimetric assessment of the molybdenum blue complex). X-ray diffraction, infrared spectroscopy and Ca/P ratio indicate that the synthesized phosphate corresponds to pure monetite. It was found that the most influential factors affecting composition, crystal size and Ca/P were stoichiometry and ballmilling mechanoactivation.

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Citas

Dorozhkin, S.V. Calcium orthophosphate (CaPO4): occurrence and properties. Prog. biomater. 2016, 5, 9-70. DOI: http://dx.doi.org/10.1007/s40204-015-0045-z.

Tamimi, F.; Sheikh, Z.; Barralet J. Dicalcium phosphate cements: Brushite and monetite. Acta Biomater. 2012, 8, 474–487. DOI: http://dx.doi.org/10.1016/ j.actbio.2011. 08.005.

Sergey, V.; Matthias, E. Biological and medical significance of calcium phosphates. Angew. Chem., Int. Ed. 2002, 41, 3130-3146. DOI: http://dx.doi.org/10.1002/1521-3773(20020902)41.

Gbureck, U.; Dembski, S.; Thull, R.; Barralet, J.E. Factors influencing calcium phosphate cement shelf-life. Biomaterials. 2005, 26, 3691-3697. DOI: http://dx.doi.org/10.1016/j.biomaterials.2004.09.036.

Kumar, R.R.; Wang, M., Biomimetic deposition of hydroxyapatite on brushite single crystals grown by the gel technique. Mater. Lett. 2001, 49, 15-19. DOI: https://doi.org/10.1016/s0167-577x(00)00333-5.

Charrière, E.; Terrazzoni, S; Pittet, C; Mordasini, P.H.; Dutoit, M.; Lemaître, J. et al. Mechanical characterization of brushite and hydroxyapatite cements. Biomaterials. 2001, 22, 2937-2645. DOI: https://doi.org/10.1016/s0142-9612(01)00041-2.

Theiss, F.; Apelt, D.; Brand, B.; Kutter, A.; Zlinszky, K.; Bohner, M. et al. Biocompatibility and resorption of a brushite calcium phosphate cement. Biomaterials. 2005, 26, 4383- 4394. DOI: http://dx.doi.org/ 10.1016/j.biomaterials.2004.11.056.

Dieppe, P. New knowledge of chondrocalcinosis. J. Clin. Pathol. 1978, 31 suppl. 12, 214-222. DOI: https://doi.org/10.1136/jcp.31.suppl_12.214.

Dorozhikin, S.V.; Calcium orthophopsphates as biomterials and bioceramics. En: Bioceramics properties, preparation and applications. Kossler, W.; Fuchs, J. Eds. Nova Biomedical Books: New York, 2009; p. 73.

De Aza, P.N.; De Aza, S. Biocerámicas. En: Biomaterials. Sastre, R.; De Aza, S.; San Roman, J. Eds. Litográfica Faenza: Faenza (Italia), 2004; p. 55.

Corbridge, D.E.C (Ed). Phosphorus. En: Studies in inorganic chemistry vol. 20. Elsevier Science B.V., 1995; pp. 169 -305.

Cheng, P.T.; Grabher J.J.; LeGeros, R.Z. Effects of magnesium on calcium phosphate formation. Magnesium. 1988, 7, 123-132.

Lundager Madsen, H.E.; Pedersen, J.B. Influence of foreign metal ions on crystal morphology and transformation of brushite (CaHP04.2H20). En: Advances in crystal growth inhibition technologies. Amjad, Z. Ed. Kluwer Academic/Plenum Publishers: New York, 2000; p. 1.

Sahin, E.; Ciftcioglu, M. Monetite promoting effect of NaCl on brushite cement setting kinetics. J. Mater. Chem. B. 2013, 1, 2943-2950. DOI: https://doi.org/10.1039/C3TB20130A.

Suguna, K.; Sekar, C. Role of Strontium on the Crystallization of Calcium Hydrogen Phosphate Dihydrate (CHPD). J. Miner. Mater. Charact. Eng. 2011, 10, 625-636. DOI: https://doi.org/10.4236/jmmce.2011.107048.

Anee, T.K.; Meenakshi, S. N.; Arivuoli, D.; Ramasamy, P.; Kalkura, N.S. Influence of an organic and an inorganic additive on the crystallization of dicalcium phosphate dehydrate. J. Cryst. Growth. 2005, 285, 380-387. DOI: https://doi.org/10.1016/j.jcrysgro.2005.08.036.

Xian, D. K.; Xiao, D. S.; Jun, B. L.; Fu, Z, C. Mineralization of calcium phosphate in reverse microemulsion. Curr. Appl. Phys. 2005, 5, 519-521. DOI: https://doi.org/10.1016/j.cap.2005.01.024.

Ruiz, S. C. Propuesta y evaluación de una síntesis rápida y selectiva de algunos fosfatos de calcio por el método ácido-base., Tesis de maestría, Universidad Nacional de Colombia, Bogotá, D.C. Colombia, junio 2005.

Kuznetsov, V.N.; Yanovska, A.A.; Stanislavov, A.S.; Danilchenkoa, S.N.; Kalinkevich, A.N.; Sukhodub, L.F. Controllability of brushite structural parameters using an applied magnetic field. Mater. Sc. Eng. C. 2016, 60, 547–553. DOI: http://dx.doi.org/10.1016/ j.msec.2015.11.066.

Arifuzzaman, S.M.; Rohani, S. Experimental study of brushite precipitation. J. Cryst Growth. 2004, 267, 624-634. DOI: https://doi.org/10.1016/j.jcrysgro.2004.04.024.

Duncan, J.; MacDonald, J.F.; Hanna, J.V.; Shirosaki, Y.; Hayakawa, S.; Osaka, A.; Skakle, J.M.S. Gibson, I. R. The role of the chemical composition of monetite on the synthesis and properties of α-tricalcium phosphate. Mater. Sci. Eng. C. 2014, 34, 123–129. DOI: http://dx.doi.org/10.1016/j.msec.2013.08.038.

Higuita, L.P.; Vargas, A.F.; Gil, M.J.; Giraldo, L.F. Synthesis and characterization of nanocomposite based on hydroxyapatite and monetite. Mater. Lett. 2016, 175, 169–172. DOI: http://dx.doi.org/10.1016/j.matlet.2016.04.011.

Dosen, A.; Giese, R. F. Thermal decomposition of brushite CaHPO4•2H2O to monetite CaHPO4 and the formation of an amorphous phase. Am. Mineralogist. 2011, 96, 368–373. DOI: http://dx.doi.org/10.2138/am.2011.3544.

Selected solubility products and formation constants. Disponible en: www.csudh.Edu/ oliver/chemdata/data-ksp.htm. [consultado el 7 mayo de 2016].

Venter, A.C. U.S. Patent WO2012176151A1, 2012.

Dorozhkin, S. Calcium orthophosphates Occurrence, properties, biomineralization, pathological calcification and biomimetic applications. Biomatter. 2011, 1, 121-164. DOI: http://dx.doi.org/10.4161/biom.18790.

Murphy J.; Riley J.P. A single solution method for the determination of soluble phosphate in sea water. J. Mar. Biol. Assoc. 1958, 37, 9-14.

ISO 8556 Aluminium ores – Determination of phosphorus content – Molybdenum blue spectrophotometric method. 1986.

Dong, C. PowderX: Windows-95-based program for powder X-ray diffraction data processing. J. Appl. Cryst. 1999, 32, 838-838.

Ruiz, S.C.; Moreno, L.C.; Delgado E. Abridged acid¬-base wet-milling synthesis of high purity hydroxyapatite. Mater. Res. 2008, 11, 187-192. DOI: https://doi.org/10.1590/s1516-14392008000200013.

Djosic, M.S.; Miskovic-Stankovic, V.B.; Kacarevic-Popovic, Z. M.; Jokic, B.M.; Bibic, N.; Mitric, M. et al. Electrochemical synthesis of nanosized monetite powder and its electrophoretic deposition on titanium. Colloids Surf., A. 2009, 341, 110–117. DOI: http://dx.doi.org/ 10.1016/j.colsurfa.2009.03.046.

Tortet, L.; Gavarri, J. R. Study of protonic mobility in CaHPO4*2H2O (brushite) and CaHPO4 (monetite) by infrared spectroscopy and neutron scattering. J. Solid State Chem. 1997, 132, 6-16. DOI: https://doi.org/10.1006/jssc.1997.7383.

Jingwei, X.; Ian, B.S.; Gilson, F.R. FT-Raman and high-pressure infrared spectroscopic studies of dicalcium phosphate dehydrate (CaHPO4*2H2O) and anhydrous dicalcium phosphate (CaHPO4). Spectrochim. Acta. Part A. 1999, 55, 2801-2809. DOI: https://doi.org/10.1016/s1386-1425(99)00090-6.

Trpkovska, M.; Bojan S.; Pavle M. FTIR reinvestigation of the spectra of synthetic brushite and its partially deuterated analogues. J. Mol. Struct. 1999, 480-481, 661-666. DOI: https://doi.org/10.1016/s0022-2860(98)00923-5.

Elliot, J.C. Structure and chemistry of the apatites and other calcium orthophosphates. Elsevier: Amsterdam, London, 1994; pp 305-310.

Mir, M.; Leiteb, F.L.; Herrmann Junior, P.S.P.; Pissetti, F.L.; Malta Rossi A.; Lima Moreira, E. et al. XRD, AFM, IR and TGA Study of Nanostructured Hydroxyapatite. Mater. Res. 2012, 15, 622-627. DOI: https://doi.org/10.1590/s1516-14392012005000069.

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