Porowate spieki bioaktywne

• Autorzy: Sindut R. , Łączka M. , Cholewa-Kowalska K. , Najman J. , Szymońska J.

Warianty tytułu

EN

Porous bioactive sinters

• Języki publikacji: PL EN

Abstrakty

PL

Otrzymano porowate spieki bioaktywne z układu CaO-P2O5-SiO2 o czterech różnych składach chemicznych, charakteryzujących się odmiennym stosunkiem molowym CaO do SiO2 (S2, II, I, A2). Przy wytwarzaniu spieków wykorzystano metodę osadzania masy lejnej na podłożu organicznym. Proszki wyjściowe wytworzono na drodze syntezy zol-żel z następujących związków chemicznych: Si(OC2H5)3; OP(OC2H5)3; Ca(NO3)2 4H2O. Zmielony proszek mieszano z różnymi dodatkami celem otrzymania masy lejnej o odpowiedniej konsystencji. Ostatecznie wybrano jako dodatki - skrobię (50% wag.) i metylocelulozę (2% wag.). Jako podłoże organiczne zastosowano gąbki polimerowe. Gąbki polimerowe nasączano masą lejną i poddawano procesowi suszenia. Następnie przeprowadzono obróbkę termiczną mającą na celu wypalenie podłoża organicznego i spieczenie materiału. Maksymalna temperatura spiekania wynosiła 1250 stopni C. Dobierając odpowiednio warunki spiekania uzyskano, w rezultacie tego procesu, trwały materiał o wysokiej porowatości sięgającej nawet 77%. Struktura porowata charakteryzowała się przy tym przewagą drobnych makroporów o zbliżonych rozmiarach, równomiernie rozłożonych w materiale. Dla otrzymanych podanym sposobem spieków przeprowadzono badania składu fazowego metodą dyfrakcji rentgenowskiej oraz test bioaktywności in vitro w symulowanym osoczu (SBF). Stwierdzono że wytworzone spieki to tworzywa szkło-krystaliczne, w których obok fazy szklistej obecne są fazy krzemianowe, a w spieku A2 o najwyższej koncentracji wapnia - również fosforan wapnia (apatyt). Test w SBF wykazał, że po siedmiu dniach kontaktu z symulowanym osoczem powierzchniowa krystalizacja hydroksyapatytu, wskazująca na bioaktywne właściwości materiału, występuje jedynie w przypadku spieku o najwyższej koncentracji wapnia (A2). W przypadku pozostałych spieków zaobserwowano zmiany morfologii powierzchni, jednakże bez wyraźnych zmian w składzie chemicznym warstwy powierzchniowej.

EN

There have been obtained porous bioactive sinters from the system SiO2-CaO-P2O5, of four various chemical compositions, characterized by different molar ratio of CaO to SiO2 (S2, II, I, A2). The method of deposition of the casting slip on an organic substrate was used. The starting powders were obtained by sol-gel synthesis from the following chemical compounds: Si(OC2H5)4; OP(OC2H5)3; Ca(NO3)24H2O. Ground powder was mixed with various additions to obtain the casting slip of appropriate consistence. The selected additions to obtain the casting slip of appropriate consistence. The selected additions were: starch (50 wt %) and methyl cellulose (2 wt %). Polymeric sponge was used as the organic substrate. The sponge was saturated with the casting slip and subjected to the process of drying and afterwards to thermal treatment with the aim of burning-out the organic substrate and sintering of the material. The maximal sintering temperature was 1250 degrees C. By selecting appropriate conditions of sintering, as a result of this process, a durable material of high porosity up to 77 % was obtained. Its porous structure was characterized by a prevailing number of small micropores of similar dimensions, uniformly distributed in the material. Sinters obtained by the above method were subjected to investigations of their phase composition by the X-ray diffraction method and to a test of bioactivity in vitro in simulated body fluid (SBF). It has been found that the produced sinters represent glass-ceramic materials in which, beside the glossy phase, the silicate phases are present, and in the A2 sinter, with the highest calcium concentration - also the calcium phosphate (apatite) is present. Test in SBF has shown that after seven days of contact with simulated body fluid the surface crystallization ot hydroxyapatite which is the indication of the bioactive properties of the material, appears only in the case of a sinter with the highest calcium concentration (A2). In the case of the other sinters there have been observed changes in the morphology of the surface, however without any distinct changes in the chemical composition of the surface layer.

Słowa kluczowe

PL

spieki bioaktywne; porowate spieki bioaktywne

EN

bioactive sinters; porous bioactive sinters

• Wydawca: Polskie Stowarzyszenie Biomateriałów
• Czasopismo: Inżynieria Biomateriałów
• Rocznik: 2005
• Tom: R. 8, nr 45
• Strony: 16--23
• Opis fizyczny: Bibliogr. 10 poz.

Twórcy

autor

Sindut R.

• AGH - Wydział Inżynierii Materiałowej i Ceramiki, Katedra Technologii Szkła i Powłok Amorficznych, Kraków

autor

Łączka M.

• AGH - Wydział Inżynierii Materiałowej i Ceramiki, Katedra Technologii Szkła i Powłok Amorficznych, Kraków

autor

Cholewa-Kowalska K.

• AGH - Wydział Inżynierii Materiałowej i Ceramiki, Katedra Technologii Szkła i Powłok Amorficznych, Kraków

autor

Najman J.

• Politechnika Krakowska, Wydział Inżynierii i Technologii Chemicznej, Kraków

autor

Szymońska J.

• Akademia Rolnicza, Wydział Rolniczo-Ekonomiczny, Katedra Chemii, Kraków

Bibliografia

• [1] Hench L.L. Am. Ceram. Soc. Bull,. 77 (1998) 67.
• [2] Hench LL. J. Am. Ceram. Soc., 74 (1991) 1487.
• [3] Kokubo T., Kushitani H., Ohtsuki C., Sakka K., Yamamuro T., J. Mater. Sci.Mater. Med.,3 (1992) 78.
• [4] Li.R., Clark A.E. Hench LL. J. Applied Biomat. 2 (1991) 231.
• [5] Laczka M., Cholewa-Kowalska K., Laczka-Osyczka A.M., Tworzydlo M. Turyna B., J. Biomed. Mat. Res. 52 (2000) 601.
• [6] Dislich H., J. Noncryst. Sol. 73 (1985) 599.
• [7] Sakou T., Bone, 22 (1998) 591.
• [8] Laczka-Osyczka AM. Laczka M., Kasugai S., Ohya K., J. Biomed. Mat. Res. 42 (1998) 433.
• [9] Santos E.M., Radin S., Shenker B.J., Shapiro I.M., Ducheyne P., J. Biomed. Mat. Res., 41 (1998) 87.
• [10] Kokubo T., J. Noncryst. Sol., 120 (1990), 138