THE INDUCEMENT AND MODULATION OF COLLAGEN FIBER ON

Abstract

Based on the fundamental principles of biomineralization, a CaCO3/proteins composite can be synthesized by biomimetic synthesis under dynamic conditions, using collagen fiber as the matrix. The inducement and modulation of collagen fibril on the crystal morphology of calcium carbonate was studied. The crystalline structure and polymorph of calcium carbonate at different mass ratio of [Collagen fiber]/[Ca2+] was characterized using X-ray diffraction(XRD) and refined with Rietveld method. The microstructure parameters, such as the lattice strain, bond length, crystallite size (A, B and C), density of calcium carbonate cell, were calculated to characterize the crystalline structure of calcium carbonate at atom level. The polymorph of calcium carbonates can be changed by the [collagen fiber]/[Ca2+] ratio. The degree of super-saturation and number of nucleation have greater influence on the lattice strain, the lattice strain positively correlates to crystallite size nonlinearly. The crystals face, being a more perfect face and with minor defects, had greater stability. By increasing [collagen fiber]/[Ca2+] ratio and crystallite size rise, the vitality of calcium carbonate enhanced.ResumenBasado en los principios fundamentales de la biomineralización, un compuesto CaCO3/proteína puede ser sintetizado por síntesis biomimética bajo condiciones dinámicas, utilizando la fibra de colágeno como matriz. La inducción y la modulación de la fibrilla de colágeno en la morfología cristalina del carbonato de calcio ha sido estudiada. La estructura cristalina y polimorfa del carbonato de calcio en diferentes relaciones de masa de [Fibra de Colágeno]/[Ca2+] fue caracterizada mediante difracción de rayos X (DRX) y refinado con el método de Rietveld. Los parámetros de la microestructura, como la tensión del entramado, la longitud de los puentes, tamaño de los cristalitos (A, B y C), la densidad de las células del carbonato de calcio, se calcularon para caracterizar la estructura cristalina de carbonato de calcio a nivel de los átomos. La polimorfia del carbonato de calcio puede ser cambiada por el coeficiente [Fibra de Colágeno]/[Ca2+]. El grado de super-saturación y número de nucleación tienen gran influencia en la tensión del entramado, que se correlaciona positivamente con la no linearidad en el tamaño de los cristalitos. Los cristales más perfectos que se enfrentan a la cara y con defectos menores tienen mayor estabilidad. Al aumentar la relación [Fibra de Colágeno]/[Ca2+], y aumentando el tamaño del cristalito, la vitalidad de carbonato de calcio es mayor.