나노채널 하이드록시아파타이트 세라믹 (NC-HAP)

압력 구배 소결 계층형 상호연결 나노채널을 갖는 HAP 세라믹 펠릿으로, paper_050의 산물이다 (see Jang et al., ACS Nano (2015)). nano-hydroxyapatite (10×100 nm 막대형 나노입자, paper_052)와는 구별되며 — NC-HAP는 내부 기공 네트워크가 나노 스케일인 거시적 고밀도 세라믹이다.

구조

• 구배형 20–400 nm 기공 폭; Archimedes법 기준 구배형 기공률 7.60–13.49%; FIB-FESEM 3D 기공 연결성 21.5–79.4% (see Jang et al., ACS Nano (2015), Figs. 1–2).
• HAP 기본 입자 ~80 nm; 1100 °C에서 소결된 결정립 300–1000 nm.

기능

• 자가 구동 라플라스 압력 유체 수송 (저장조 위 2 cm까지 상승; 비다공성 NP-HAP 대조군에서는 0) → Laplace-pressure-nanochannel-transport (see Jang et al., ACS Nano (2015), Fig. 4).
• 조골세포 증식 ~5배 촉진 (1773 ± 316 vs 370 ± 210 cells, n=3) 및 ¹⁸F-FDG 대사 흡수량이 NP-HAP 대조군 대비 수 자릿수 이상 높음 (20,330 ± 2,054 vs 594.9 ± 120.2 CPM, n=3) (see Jang et al., ACS Nano (2015), Figs. 3, 5).

제조

pressure-gradient-PEG-agglomeration 공법으로 제조되며 (쐐기 압력 소결 중 1100 °C에서 PEG 연소 제거), 희생 기공 형성제로 polyethylene-glycol-PEG를 사용한다. 동일한 방법이 whitlockite-nanocrystal (900 °C의 NC-WH 또는 WH:PEG = 2:1 wt%)에도 적용 가능하다. hydroxyapatite 기본 상을 기반으로 한다.