From eggshells biowaste to hydroxyapatite biomaterial

• Published in: Materialwissenschaft und Werkstofftechnik 2017-08, Vol.48 (8), p.797-802
• Main Authors: Ćurković, L., Žmak, I., Kurajica, S., Tonković, M. E., Šokčević, Z., Renjo, M. Majić
• Format: Article
• Language: English
• Subjects: Abfall; biomaterial; Biomedical materials; Bones; Calcium carbonate; Calcium oxide; Chemical precipitation; eggshell; Eierschale; Electron microscopes; Hydroxyapatite; Hydroxylapatit; Phase composition; Phosphoric acid; Slaked lime; Synthese; Synthesis; waste; X ray powder diffraction; X-ray diffraction
• ISSN: 0933-5137; 1521-4052
• DOI: 10.1002/mawe.201700052

In the present study a biowaste, in the form of chicken eggshells, is used for producing a biomaterial – hydroxyapatite by a conventional chemical precipitation method. Hydroxyapatite is a major component of human hard tissues, such as bones and teeth, which makes it a paradigmatic bioactive material. The first step in the synthesis of hydroxyapatite from eggshells is the transformation of their main component calcium carbonate into calcium oxide at 1000 °C. Afterwards, calcium oxide is hydrated in order to produce calcium hydroxide. Hydroxyapatite is then synthesized by the addition of the phosphoric acid. The phase composition of the eggshells is examined by the powder X‐ray diffraction. The surface morphology of the sintered product is determined by the scanning electron microscope equipped with the energy dispersive spectrometer. Powder X‐ray diffraction and scanning electron microscope analyses confirmed hydroxyapatite as the main phase of the final product. The reuse of chicken eggshells reduces the amount of biowaste, as well as the need for the biowaste management. This investigation shows that the eggshells can be a useful raw material for the synthesis of valuable biomaterials. Translation In dieser Arbeit ist ein konventionelles Fällungsverfahren für die Herstellung eines Biomaterials – Hydroxylapatit aus Bioabfall in der Form von Eierschalen verwendet worden. Hydroxylapatit ist ein wesentliches Biomaterial, weil er ein wichtiger Bestandteil der menschlichen harten Gewebe (Knochen und Zähne) ist. Der erste Schritt bei der Hydroxylapatitsynthese aus den Eierschalen ist die Umwandlung ihrer Hauptkomponente Calciumcarbonat in Calciumoxid bei 1000 °C. Danach wird Calciumoxid hydratisiert, um Calciumhydroxid herzustellen. Hydroxylapatit wird dann durch die Fällungsreaktion mit der Phosphorsäure synthetisiert. Die Phasenzusammensetzung den Eierschalen wird durch Röntgenpulverdiffraktometer untersucht. Die Oberflächenmorphologie des Sinterprodukts wird durch ein Rasterelektronenmikroskop, das mit einem energiedispersiven Spektrometer ausgestattet ist, bestimmt. Die durchgeführten Analysen bestätigen Hydroxylapatit als die Hauptphase des Endprodukts. Die Eierschalenwiederverwendung verringert die Bioabfallmenge sowie die Notwendigkeit für Bioabfallmanagement. Diese Untersuchung zeigt, dass Eierschalen ein nützlicher Rohstoff für die Synthese wertvoller Biomaterialien sein können.