Biomimetyczne metody otrzymywania materiałów z wykorzystaniem organicznych prekursorów

• Autorzy: Kogut Krzysztof , Kasprzyk Krzysztof , Kłoś Renata

Warianty tytułu

EN

Biomimetic methods for obtaining materials from organic precursors

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

W pracy przedstawiono metody biomimetyczne otrzymywania materiałów. Przedstawiono dwa przykłady otrzymania materiałów o potencjalnym zastosowaniu w implantologii z wykorzystaniem metod hydrotermalnych oraz pirolizy i infiltracji. Jako prekursory zastosowano muszle mięczaków oraz różne gatunki drzew. Wykonano badania dyfraktometryczne oraz analizy mikroskopowe. Stwierdzono, że możliwe jest uzyskanie materiałów ceramicznych o oczekiwanej strukturze metodami biomimetycznymi.

EN

This paper presents the biomimetic methods of the obtaining materials. Two examples of the obtaining materials with the use of hydrothermal and pyrolysis and infiltration methods, with possibility to implants application, was showed. As a precursor the shells of shellfish and different type of wood was used. The X-ray and microscopic analysis were carried out. It was found that is possible to obtain the ceramic material with required structure by biomimetic methods.

Słowa kluczowe

PL

biomimetyka; muszla; drzewo; materiały ceramiczne; metoda hydrotermalna; piroliza

EN

biomimetics; shell of shellfish; wood; ceramic materials; hydrothermal method; pyrolysis

• Wydawca: Sieć Badawcza Łukasiewicz - Instytut Ceramiki i Materiałów Budowlanych
• Czasopismo: Szkło i Ceramika
• Rocznik: 2022
• Tom: R. 73, nr 4
• Strony: 42--46
• Opis fizyczny: Bibliogr. 31 poz., fot., rys., wykr.

Twórcy

autor

Kogut Krzysztof

• Sieć Badawcza Łukasiewicz – Instytut Elektrotechniki, Centrum Badawcze Materiałów Elektrotechnicznych we Wrocławiu

• https://orcid.org/0000-0002-9985-6815

autor

Kasprzyk Krzysztof

• Sieć Badawcza Łukasiewicz – Instytut Elektrotechniki, Centrum Badawcze Materiałów Elektrotechnicznych we Wrocławiu

• https://orcid.org/0000-0001-8365-6838

autor

Kłoś Renata

• Sieć Badawcza Łukasiewicz – Instytut Elektrotechniki, Centrum Badawcze Materiałów Elektrotechnicznych we Wrocławiu

• https://orcid.org/0000-0002-5917-8239

Bibliografia

• 1 Inspiracja projektantów: tajemnice skóry rekinów – Science in School
• 2 Ryby-roboty polską specjalnością | Defence24
• 3 A. Dawidowicz, S. Pielka, D. Paluch, J. Kuryszko, J. Staniszewska-Kuś, L. Solski, Zastosowanie mikroanalizy pierwiastkowej do oceny osteoindukcji i osteokondukcji dokostnych implantów hydroksyapatytowych, Polimery w Medycynie 2005, t. 35, nr 1, ss. 1–19.
• 4 B. Jokić, M. Mitrić, V. Radmilović, S. Drmanić, R. Petrović, D. Janaćković, Synthesis and characterization of monetite and hydroxyapatite whiskers obtained by hydrothermal method, ScienceDirect, Ceramics International vol. 37, 2011, pp. 167–173.
• 5 A. Rapacz-Kmita, A. Łytek, Z. Paszkiewicz, A. Ślósarczyk, Ocena trwałości chemicznej bioceramiki fosforanowo-wapniowej. Badania in vitro, „Szkło i Ceramika” 2006, nr 57, ss. 9–13.
• 6 A. Sobczak, Z. Kowalski, Materiały hydroksyapatytowe stosowane w implantologii, Czasopismo Techniczne Chemia, Wydawnictwo Politechniki Krakowskiej, R. 104, z. 1-Ch 2007, ss. 149–158.
• 7 K. Pajor, Ł. Pajchel, J. Kolmas, Hydroxyapatite and Fluorapatite in Conservative Dentistry and Oral Implantology, A Review, Materials 2019, 12 (17), p. 2683.
• 8 A. Ślósarczyk, A. Dzięgiel, Bioceramiczne tworzywo hydroksypatytowe dla chirurgii, Inżynieria Materiałowa 1989, nr 1.
• 9 B. Zboromirska-Wnukiewicz, K. Kogut, K. Kasprzyk, J. Wnukiewicz, Hydroxiapatite implants for dentistry surgery prepared by hydrothermal method with organic precursors, 10. Ćesko-Slovensko-Polské, Trilaterálni Sympozium Orálni a Maxillofaciálni Chirurgie, 2. Národni Kongres Spolećnosti Maxillofaciálni Chirurgie, 7–9.11.2013 Velké Karlovice, Conference Materiale, ISBN 978-80-87562-11-6, p. 25.
• 10 Z. Knychalska-Karwan, A. Ślósarczyk, Hydroksyapatyt w stomatologii, Krakmedia, Kraków, 1994.
• 11 A. Ślósarczyk, E. Stobierska, Bioceramika hydroksyapatytowa, „Szkło i Ceramika” nr 4, 1992, ss. 18–21.
• 12 M. Szczepkowska, M. Łuczuk, Materiały porowate do zastosowań medycznych, Systemy Wspomagania w Inżynierii Produkcji, Inżynieria Systemów Technicznych, 2014, ss. 231–239.
• 13 M. Klisch, J. Łaskawiec, R. Michalik, Hydroksyapatytowe powłoki w medycynie – technologia i odporność korozyjna powłok na tworzywach tytanowych, Inżynieria Materiałowa, nr 2 1999, ss. 75–80.
• 14 S. Mondala, U. Pala, A. Apurba Deyb, Natural origin hydroxyapatite scaffold as potential bone tissue engineering substitute, Ceramic International, Vol 42, Issue16, December 2016, pp. 18338–18346.
• 15 N. Vargas-Becerri, D. A. Sánchez-Téllez, L. Zarazúa-Villalobos, D. M. González-García, M. A. Álvarez-Pérez, et al., Structure of biomimetic apatite grown on hydroxyapatite (HA), Ceramic International, Vol. 46, Issue 18, Part A, 15 December 2020, pp. 28806–28813.
• 16 M. Ansell, Chapter: Biomimetic composite materials inspired by wood, Wood Composites 2015, pp. 357–394.
• 17 M. Rafiq, A. Ali, W. Tang, Transforming wood as next-generation structural and functional materials for a sustainable future, EcoMat. 2022, 4 (1): e12154. doi:10.1002/eom2.12154.
• 18 C. Chen, S. Bang, Y. Cho, et al., Research trends in biomimetic medical materials for tissue engineering: 3D bioprinting, surface modification, nano/ micro-technology and clinical aspects in tissue engineering of cartilage and bone, Biomater Res 20, 10 (2016). https://doi.org/10.1186/s40824-016-0057-3.
• 19 M. Andres-Verges, C. Fernandez-Gonzalez, M. Martinem-Gallego, Hydrothermal synthesis of calcium deficient hydroxyapatites with controlled size and homogeneous morphology, Journal of European Ceramic Society, 1998, 18, pp. 1245–1250.
• 20 M. Ashok, S. Narayana Kalkura, Growth and characterization of hydroxyapatite crystals by hydrothermal method, J Mater Sci: Mater Med 2007, 18, pp. 895–898.
• 21 X. Guo, P. Xiao, Effect of solvents on properties of nanocrystalline hydroxyapatite produced from hydrothermal process, J. of European Ceramic Society, 2006, 26, pp. 3383–3391.
• 22 H. Ivankovic, E. Tkacec, S. Orlic, Hydroxyapatite formation from cuttlefish bones: kinetics, J Mater Sci: Mater Med 2007, 18, pp. 895–898.
• 23 B. Zboromirska-Wnukiewicz, K. Gryzło, T. Ruziewicz, K. Kogut, Tworzywa bioceramiczne do zastosowań w medycynie z zastosowaniem srebra koloidalnego i odpowiednich polielektrolitów, Dokumentacja Techniczna, IEL, Wrocław 2007.
• 24 O. Toshikata, et al., Porous titania ceramic prepared by mimicking silicified wood, J. Am. Ceram. Soc. 83, 2000, pp. 1521–1523.
• 25 J. P. Morris, Y. Wang, T. Backeljau, G. Chapelle, Biomimetic and bio-inspired uses of mollusc shells, Marine Genomics, Vol. 27, June 2016, pp. 85–90.
• 26 F. Barthelat, J. E. Rim, H. Espinosa, A Review on the Structure and Mechanical Properties of Mollusk Shells – Perspectives on Synthetic Biomimetic Materials, DOI 10.1007/978-3-540-85049-6_2.
• 27 K. R. Brom, M. A. Salamon, S. Skreczko, Właściwości strukturalne muszli mięczaków jako inspiracja inżynierii bionicznej, Kosmos, Problemy Nauk Biologicznych, t. 64, 2015 nr 2, (307), ss. 365–375.
• 28 F. Tamimi, J. Torres, D. Bassett, J. Barraleta, E. L. Cabarcos, Resorption of monetite granules in alveolar bone defects in human patients, Biomaterials, Vol. 31, Issue 10, April 2010, pp. 2762–2769.
• 29 A. Adawy, R. Raquel Diaz, Probing the Structure, Cytocompatibility, and Antimicrobial Efficacy of Silver, Strontium-, and Zinc-Doped Monetite ACS Applied, Bio Materials 2022 5 (4), pp. 1648–1657.
• 30 K. Kogut, K. Kasprzyk, R. Kłoś, The materials resistant to high temperatures obtained from post-production fibrous waste, Arch. Metall. Mater. 65 (2020), 2, pp. 845–850.
• 31 H. Sieber, et al., Biomorphic cellular ceramics, Advanced engineering materials Vol.2, No. 3, 2000, pp. 105–109.