Ottimizzazione mediante progetto dell'esperimento del processo di produzione di idrossiapatite drogata con magnesio

L’uso dell’idrossiapatite come sostituto osseo è molto diffuso grazie alla comprovata bioattività e osteoconduttività. La sostituzione di ioni calcio con magnesio nel reticolo strutturale dell'idrossiapatite favorisce il miglioramento dell’efficacia biologica del prodotto. Il magnesio è infatti strettamente coinvolto nella mineralizzazione dei tessuti calcificati stimolando direttamente la proliferazione degli osteoblasti. L’elaborato si pone come obiettivo lo studio del processo di produzione di idrossiapatite drogata magnesio, analizzando i parametri critici del processo individuati in studi precedenti e andando a definire le condizioni ottimali di sintesi. Lo scopo finale è l’identificazione di quei parametri che maggiormente influenzano la resa di processo e le caratteristiche reologiche del prodotto con particolare attenzione all’estrudibilità della pasta. Il progetto ha avuto inizio con l'analisi del processo attuale e l'individuazione di potenziali parametri critici (temperatura di reazione, granulometria del reagente calcio idrossido, portata di gocciolamento soluzione acida e tempo di maturazione). La pianificazione della sperimentazione in scala di laboratorio ha seguito le metodiche proposte dal DoE (Design of Experiment). L’output finale della sintesi (polvere e sostituto osseo estrudibile) è stato caratterizzato sia da un punto di vista chimico che fisico mediante misurazione della forza necessaria ad estrudere i prodotti ottenuti. Lo studio ha permesso di individuare una combinazione ottimale dei quattro parametri in relazione alle aspettative sul prodotto. Sulla base di questi risultati conseguiti, sarà valutata l’implementazione di modifiche al processo industriale, quali aumento della portata di gocciolamento e raffreddamento rapido della sospensione a termine reazione. I cambiamenti proposti favorirebbero l’incremento produttivo e la qualità finale del prodotto.