Gelcast components having controlled porosity features obtained from a natural hydroxyapatite powder

• Autorzy: Lombardi M. , Palmero P. , Haberko K. , Pyda W.

Warianty tytułu

PL

Komponenty odlewane żelowo o kontrolowanej porowatości otrzymane z proszku hydroksyapatytu naturalnego

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

An innovative gelcasting process was developed in order to obtain macroporous hydroxyapatite (Ca10(PO4)6(OH)2, HAp) scaffolds having controlled porosity features. Two different HAp powders have been employed. The former is a natural carbonated hydroxyapatite nanopowder, produced by extraction from pig bones. The latter, used as a reference, is a commercially available HAp powder. On the natural HAp, a preliminary treatment was carried out in order to limit carbonates decomposition during sintering. After calcination at 700°C the powder was in fact washed in pure distilled water, thus to eliminate the highly soluble Ca(OH)2. The porous materials were produced, exploiting PE spheres, having two different size distributions, as pore former for tailoring the porosity size and volume. Moreover, the polymerization of the agar as a natural gelling agent was exploited for controlling the pore distribution.

PL

Rozwinięto innowacyjny proces odlewania żelowego w celu otrzymania rusztowań z makroporowatego hydroksyapatytu (Ca10(PO4)6(OH)2, HAp), mających kontrolowaną porowatość. Wykorzystano dwa różne proszki HAp. Pierwszym był nanoproszek karbonizowanego, naturalnego hydroksyapatytu, wyprodukowanego drogą ekstrakcji z kości wieprzowych. Drugim, użytym jako materiał odniesienia, był handlowy proszek HAp. W stosunku do naturalnego hydroksyapatytu wykonano wstępną obróbkę w celu ograniczenia rozkładu węglanów podczas spiekania. Po kalcynacji w 700°C proszek przemywano wodą destylowaną, aby wyeliminować łatwo rozpuszczalny Ca(OH)2. Porowate materiały wyprodukowano wykorzystując sfery PE o dwóch różnych rozkładach wielkości, stanowiące wzornik umożliwiający kształtowanie rozmiaru i objętość porów. Ponadto, wykorzystano polimeryzację agaru, jako naturalny czynnik żelujący, kontrolujący rozkład wielkości porów.

Słowa kluczowe

EN

gelcasting; hydroxyapatite; porous materials

PL

odlewanie żelowe; hydroksyapatyt; materiały porowate

• Wydawca: Polskie Towarzystwo Ceramiczne
• Czasopismo: Materiały Ceramiczne
• Rocznik: 2010
• Tom: T. 62, nr 3
• Strony: 342--348
• Opis fizyczny: Bibliogr. 16 poz., rys., wykr., tab.

Twórcy

autor

Lombardi M.

autor

Palmero P.

autor

Haberko K.

autor

Pyda W.

• Politecnico di Torino, Dept. of Materials Science and Chemical Engineering - INSTM R.U. PoliTO LINCE Lab. Torino, Italy,

Bibliografia

• 1. Kothapalli C., Wei M., Vasiliev A., Shaw, M.T.: „Influence of temperature and concentration on the sintering behavior and mechanical properties of hydroxyapatite”, Acta Mater., 52, (2004), 5655-5663.
• 2. Meejoo S., Maneeprakorn W., Winotai- P.: „Phase and thermal stability of nanocrystalline hydroxyapatite prepared via microwave heating”, Thermochim. Acta, 447, (2006), 115-120.
• 3. Choi D., Kumta N.: „An alternative chemical route for the synthesis and thermal stability of chemically enriched hydroxyapatite”, J. Am. Ceram. Soc., 89, (2006), 444-449.
• 4. Kweh S.W.K., Khor K.A., Cheang, P.: „The production and characterization of hydroxyapatite (HA) powders”, J. Mater. Proc. Techn., 89-90, (1999), 373-377.
• 5. Barakat N.A.M., Khil M.S., Omran A.M., Sheikn F.A., Kim, H.Y.: „Extraction of pure natural hydroxyapatite from the bovine bones bio waste by three different methods”, J. Mater. Proc. Techn., 209, (2009), 3408-3415.
• 6. Haberko K., Bucko M. M., Brzezinska-Miecznik J., Haberko M., Mozgawa W., Panz T., Pyda A., Zarebski J.: „Natural hydroxyapatite – its behaviour during heat treatment”, J. Eur. Ceram. Soc., 26, (2006), 537-542.
• 7. Barakat N.A.M., Khalil K.A., Sheikh F.A., Omran A.M., Gaihre B., Khil S.M., Kim H.Y.: „Physiochemical characterizations of hydroxyapatite extracted from bovine bones by three different methods: Extraction of biologically desirable HAp”, Mater. Sci. Eng., C 28, (2008), 1381-1387.
• 8. Yunos D.M., Bretcanu O., Boccaccini, A.R.: „Polymer-bioceramic composites for tissue engineering scaffolds”, J. Mater. Sci., 43, (2008), 4433-4442.
• 9. Slosarczyk A., Stobierska E., Paszkiewicz Z., Gawlicki M.: „Calcium phosphate materials prepared from precipitates with various calcium:phosphorus molar ratios”, J. Am. Ceram. Soc., 79, (1996), 2539-2544.
• 10. Joschek S., Nies B., Krotz R., Gopferich A.: „Chemical and physicochemical characterization of porous hydroxyapatite ceramics made of natural bone”, Biomater., 21, (2000), 1645-1658.
• 11. Haberko K., Bućko M.M., Mozgawa W., Pyda A., Brzezińska–Miecznik J., Carpentier, J.: „Behaviour of bone origin hydroxyapatite at elevated temperatures and in O2 and CO2 atmospheres”, Ceram. Int., 35, 6, (2009), 2537-2540.
• 12. Lombardi M., Naglieri V., Tulliani J-M., Montanaro L.: „Gelcasting of dense and porous ceramics by using a natural gelatine”, J. Por. Mater., 16, 4, (2009), 393-400.
• 13. http://www.plasma-biotal.com.
• 14. Olhero S. M., Tarì G., Coimbra M. A., Ferreira J. M. F.: „Synergy of polysaccharide mixtures in gelcasting of alumina”, J. Eur. Ceram. Soc., 20, (2000), 243-429.
• 15. Fanelli A.J., Silvers R.D., Frei W.S., Burlew J.V., Marsh, G.B.: „New aqueous injection molding process for ceramic powders”, J. Am. Ceram. Soc., 72, (1989), 1833-1836.
• 16. Lafon J.P., Champion E., Bernache-Assollant D.: „Processing of AB-type carbonated hydroxyapatite Ca10-x(PO4)6-x(OH)2-x-2y(CO3)y ceramics with controlled composition”, J. Eur. Ceram. Soc., 28, (2008), 139-147.