Sintesi e caratterizzazione di fosfati di calcio funzionali per applicazioni tecnologiche
Sintesi (stato solido, temperatura ambiente) di fosfati di calcio come apatite Ca5(PO4)3(F, Cl, OH) o tricalcium phosphate Ca3(PO4)2, e loro caratterizzazione strutturale tramite tecniche di diffrazione di raggi X, di spettroscopia vibrazionale come FTIR e Raman, e di microscopia elettronica.
Fosfati di calcio come idrossiapatite Ca5(PO4)3(OH) e tricalcium phosphate Ca3(PO4)2 (TCP) rappresentano controparti sintetiche di materiali presenti in Natura, e sono molto apprezzati per la loro somiglianza con la frazione minerale dei tessuti duri dei vertebrati, come ossa e denti. Per loro caratteristiche cristallochimiche, che danno luogo a molte possibili sostituzioni a livello sia cationico che anionico, insieme alla loro ben nota biocompatibilità, lo studio dei fosfati di calcio ha portato alla progettazione e realizzazione di una vasta classe di biomateriali apprezzati nelle scienze biomediche, come cementi per la ricostruzione di difetti ossei in odontoiatria e ortopedia, come nano-carrier nella medicina personalizzata, come ricoprimenti per protesi metalliche in ortopedia, come materiali luminescenti per l’imaging ottico, come materiali utilizzati per applicazioni dosimetriche, ecc. La loro caratterizzazione strutturale viene completata tramite un approccio multi-metodologico basato su diffrazione di raggi X, spettroscopia vibrazionale come Fourier Transform Infrared (FTIR) e Raman, e microscopia a scansione elettronica (SEM). Inoltre, i fosfati di calcio si trovano anche sotto forma di microcalcificazioni in numerosi tessuti biologici umani, diventando anche un marcatore diagnostico di diverse patologie, da monitorare con tecniche di microscopia a scansione di raggi X.
– Paterlini V.; El Khouri A.; Bettinelli M.; Trucchi D.M.; Capitelli F. Spectroscopic and Structural Properties of beta-Tricalcium Phosphates Ca9RE(PO4)7 (RE = Nd, Gd, Dy). Crystals 11 (2021) 1269.
– Paterlini V., Bettinelli M., Rizzi R. El Khouri A., Rossi M., Della Ventura G., Capitelli F. Characterization and luminescence of Eu3+- and Gd3+- doped hydroxyapatite Ca10(PO4)6(OH)2. Crystals 10 (2020) 806.
– Baldassarre F., Altomare A., Corriero N., Mesto E., Lacalamita M., Bruno G., Sacchetti A., Dida B., Karaj D., Della Ventura G., Capitelli, F., Siliqi, D. Crystal Chemistry and Luminescence Properties of Eu-Doped Polycrystalline Hydroxyapatite Synthesized by Chemical Precipitation at Room Temperature. Crystals 10 (2020) 250.
– El Khouri A., Elaatmani M., Della Ventura G., Sodo A., Rizzi R., Rossi M., Capitelli F. Synthesis, structure refinement and vibrational spectroscopy of new rare-earth tricalcium phosphates Ca9RE(PO4)7 (RE = La, Pr, Nd, Eu, Gd, Dy, Tm, Yb). Ceramics International 43 (2017) 15645-15653.