Bioaktivni biomateriali na osnovi hidroksiapatita, dopiranega z več dopanti, za regeneracijo kostnega tkivaAngjelovikj, Vanja (Avtor) Skalar, Tina (Mentor) Vukomanović, Marija (Komentor) hidroksiapatitbiomaterialidopiranjemokra kemijska precipitacijakostno tkivno inženirstvoHidroksiapatit (HAp, Ca$_{10}$(PO$_4$)$_6$(OH)$_2$) je glavna anorganska sestavina kostnega tkiva in predstavlja približno 65% kostne mase. Sintetični HAp je biokompatibilen, osteokonduktiven in se široko uporablja v kostnem tkivnem inženirstvu, vendar ima omejen potencial za obnovo kostnega tkiva ter spodbujanje diferenciacije človeških mezenhimskih matičnih celic (hMSC). Dopiranje HAp z bioaktivnimi ioni dokazano izboljša njegovo bioaktivnost in sposobnost induciranja osteogene diferenciacije. Večkrat dopirani hidroksiapatiti (mHAp), ki vsebujejo več različnih ionov, omogočajo sinergističen učinek, pri katerem posamezni ioni prispevajo k različnim fazam kostne regeneracije. Stroncijevi (Sr$^{2+}$) in galijevi (Ga$^{3+}$) ioni delujejo antiresorptivno in zavirajo aktivnost osteoklastov, magnezijevi (Mg$^{2+}$) in cinkovi (Zn$^{2+}$) ioni sodelujejo pri mineralizaciji in vzdrževanju kostne gostote, medtem ko silicijevi (Si$^{4+}$) ioni spodbujajo proces angiogeneze in prispevajo k ohranjanju kakovosti kostne matrice in mehanskih lastnosti kosti. mHAp tako deluje kot sistem za postopno sproščanje dopiranih ionov med bioresorpcijo, kar omogoča dolgotrajno stimulacijo naravne kostne regeneracije. Poleg tega prisotnost Ga$^{3+}$ ionov zagotavlja tudi antimikrobno zaščito, kar je ključno za preprečevanje okužb pri kostnih implantatih. Namen magistrskega dela je bila sinteza in karakterizacija večkrat dopiranega hidroksiapatita z ioni Mg$^{2+}$, Zn$^{2+}$, Ga$^{3+}$, Sr$^{2+}$ in Si$^{4+}$ ter vrednotenje vpliva dopiranja na lastnosti sintetiziranega materiala. Glavni cilji raziskave so: (i) sinteza mHAp, dopiranega z optimalnimi koncentracijami Mg$^{2+}$, Zn$^{2+}$, Ga$^{3+}$, Sr$^{2+}$ in Si$^{4+}$ ionov; (ii) karakterizacija strukturnih, morfoloških in površinskih lastnosti sintetiziranega materiala, ki so ključne za njegovo bioaktivnost in osteointegracijo; ter (iii) priprava vzorcev mHAp za vrednotenje osteogene bioaktivnosti in antimikrobne aktivnosti. V eksperimentalnem delu magistrske naloge je bila za pripravo večkrat dopiranega hidroksiapatita uporabljena metoda mokre kemijske precipitacije ob prisotnosti sečnine kot precipitacijskega agensa. Sintezirani material je bil karakteriziran s strukturnimi (XRD, FTIR), morfološkimi (SEM, EDS), termičnimi (TGA-DSC) in površinskimi (BET) analizami ter elementno analizo (ICP-MS). Rezultati raziskave prispevajo k razumevanju vpliva večkratnega dopiranja na strukturo in funkcionalnost hidroksiapatita ter predstavljajo osnovo za razvoj novega biomateriala z izboljšanimi regenerativnimi in antimikrobnimi lastnostmi za uporabo v regenerativni medicini in kostnem tkivnem inženirstvu.20262026-08-24 09:00:22Magistrsko delo/naloga185930sl