Estudo por Microscopia Eletrônica de Transmissão de Alta Resolução de Nanopartículas de Hidroxiapatita e Hidroxiapatita Carbonatadas em Diferentes Estágios de Cristalização

A Hidroxiapatita (HA) é um dos materiais cerâmicos mais importantes usados na regeneração de tecidos ósseos, pois suas propriedades estruturais e químicas são muito semelhantes aos da fase inorgânica dos ossos e dentes. O estudo de modelos sintéticos permite estudar fenômenos físicos e químicos de uma forma mais sistemática. O estudo dos processos de cristalização visam aprimorar os métodos de preparação, que têm como objetivo final, a melhora dos tratamentos de regeneração óssea. Análises desses processos de cristalização, com resoluções espaciais atômicas, podem conduzir à observação direta da formação dos domínios cristalinos, o que permitiria determinar os possíveis mecanismos de cristalização. Nesse sentido, amostras de nano hidroxiapatita e hidroxiapatitas carbonatadas (CHA) foram sintetizadas pelo método de precipitação por via úmida, em condições básicas e a diferentes temperaturas de síntese: 4 ± 1 °C, 37 ± 1 °C e 90 ± 1 °C, obtendo-se nanopartículas com diferentes graus de cristalinidade. Depois do término da adição dos reagentes, foram coletadas alíquotas em diferentes tempos do processo de envelhecimento, e caracterizadas por fluorescência de raios-X (XRF), difração de raios-X (XRD) convencional e radiação síncrotron, espectroscopia no infravermelho por transformada de Fourier (FTIR) e microscopia eletrônica de transmissão de alta resolução (HRTEM). Os resultados obtidos pelas técnicas como XRF, FTIR e XRD mostraram que as nanopartículas precipitadas de HA e CHA apresentaram uma composição química e estrutural muito próxima à fase inorgânica biológica, com diferentes graus de cristalinidade, mas não exibiram informações relevantes sobre algum mecanismo de cristalização. As análises das imagens por HRTEM de ambos conjuntos de amostras revelaram seguir a seguinte cinética de cristalização. No estágio inicial, observou-se a precipitação de um fosfato de cálcio amorfo, passando subsequentemente pelo estágio intermediário da formação de uma fase cristalina, identificada como fosfato octacálcico (OCP), para forma-se finalmente os sistemas de HA e CHA. As imagens de alta resolução também permitiram determinar um modelo estrutural para a superfície (010) da HA, paralela ao eixo de crescimento preferencial.