Porowate materiały nanokompozytowe modyfikowane cząstkami krzemionki

• Autorzy: Stodolak-Zych E. , Porąbka A. , Błażewicz M.

Warianty tytułu

EN

Porous nanocomposite materials modified with silica nanoparticles

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

W pracy otrzymano nanokompozyty poli-L/DLlaktydu (PLDLA) z nanocząstkami krzemionki, różniące się zawartością wymiarami cząstek: 5-10 nm (Aldrich) i 15 nm (NanoAmor) oraz rozwinięciem powierzchni. Wpływ nanododatków na matrycę polimerową określono przy pomocy badań mikrostruktury (AFM) oraz badań technikami FTIR-ATR. Próbki modelowe w postaci folii 2D zostały poddane badaniom degradacji warunkach in vitro, których postęp badano przy zastosowaniu analizy termicznej (DSC/TG), spektroskopii w podczerwieni (FTIR). Rezultaty powyższych badań pozwoliły na wyselekcjonowanie nanonapełniacza, który zastosowano do otrzymania porowatych podłoży (3D). Skafoldy otrzymano metodą odmywania stosując jako porogen uwodnione sole fosforanowe. Na podstawie obserwacji mikrostruktury, pomiaru porowatości otwartej oraz badania mechanicznego gąbek wytypowano potencjalne podłoże dla komórek kostnych, wytworzone z najkorzystniejszym udziałem wagowym porogenu. Stwierdzono, że najlepsze właściwości mechaniczne porowatych nanokompozytowych materiałów otrzymuje się przy 50% udziale porogenu. Obecność nanocząstki ceramicznej wpływa na bioaktywność tworzywa (inkubacja w SBF).

EN

The paper presents poli-L/DL-lactide (PLDLA) nanocomposites containing silica nanoparticles which differ in size: 5-10 nm (Aldrich) and 15 nm (NanoAmor) as well as in the specific surface area. The influence of nanofillers on polymer matrix was determined through studies on microstructure (AFM) and FTIR-ATR testing technique. Model samples in the form of 2D thin films underwent degradation in in vitro conditions. The process was registered using thermal analysis (DSC/TG) and infrared spectroscopy (FTIR). The results of these studies allowed the selection of a nanofiller which later was used to obtain porous 3D scaffolds. The scaffolds were produced with salt-leaching method using hydrated phosphate salts as a porogen. On the basis of microstructure observation measurement of open porosity and mechanical testing the potential scaffold for bone cells culture and regenerative medicine was chosen: the one with the most preferable weight fraction of porogen. It was found that the best porosity of characterized nanocomposite materials with 50 wt% of porogen. The presence of ceramic nanoparticles influenced the bioactivity of the material (incubation in SBF).

Słowa kluczowe

PL

nanokompozyty; bioaktywność; skafoldy; medycyna regeneracyjna

EN

nanocomposites; bioactivity; scaffolds; regenerative medicine

• Wydawca: Polish Society for Biomaterials in Cracow
• Czasopismo: Engineering of Biomaterials
• Rocznik: 2012
• Tom: Vol. 15, no. 112
• Strony: 12--19
• Opis fizyczny: Bibliogr. 10 poz., rys., tab., wykr.

Twórcy

autor

Stodolak-Zych E.

• AGH Akademia Górniczo-Hutnicza, Wydział Inżynierii Materiałowej i Ceramiki, Katedra Biomateriałów, al. A. Mickiewicza 30, 30-059 Kraków

autor

Porąbka A.

• AGH Akademia Górniczo-Hutnicza, Międzywydziałowa Szkoła Inżynierii Biomedycznej, Al. A. Mickiewicza 30, 30-059 Kraków

autor

Błażewicz M.

• AGH Akademia Górniczo-Hutnicza, Wydział Inżynierii Materiałowej i Ceramiki, Katedra Biomateriałów, al. A. Mickiewicza 30, 30-059 Kraków

Bibliografia

• [1] Pamuła E.: Biomateriały dla inżynierii tkankowej. Badania nad kształtowaniem struktury i właściwości biologicznych poliestrów alifatycznych, Prace monograficzne, Inżynieria biomateriałów vol. 1, Kraków 2008.
• [2] Shi D.: Biomaterials and tissue engineering, Springer, Heidelberg 2004.
• [3] Chłopek J.: Kompozyty w medycynie, Kompozyty (Composites) 1 (2001) 1.
• [4] Chłopek J., Morawska-Chochół A.: Kompozyty z polimerów resorbowalnych przeznaczone dla chirurgii kostnej, Kompozyty 9:4 (2009) 312-316.
• [5] Kelar K.: Technologia wytwarzania części maszyn z poliamidu 6 modyfikowanego nanocząstkami, Wydawnictwo Politechniki Poznańskiej, Poznań 2006.
• [6] Eglin S., Ali C., Perry C.: Comparative study of the in vitro apatite-forming ability of poly(etha-caprolactone)–silica sol-gels using three osteoconductivity tests (static, dynamic, and alternate soaking process), J. Biomed. Mater. Res. 69 (2004) 718-727.
• [7] Engelberg I., Kohn J.: Physicomechanical properties of degradable polymers used in medical applications: a comparative study. Biomaterials 12 (1991) 292-304.
• [8] Paluszkiewicz C., Stodolak-Zych E., Kwiatek W., Jeleń P.: Bioactivity of chitosan based nanocomposite, Journal of Biomimetics, Biomaterials and Tissue Engineering (2011) 95-106.
• [9] Ryszkowska J., Waśniewski B., Pytel A., Zielecka M.: Kompozyty poliuretanowe z nanokrzemionką modyfikowaną grupami izocyjanianowymi, Polimery (2009) 54, nr 10.
• [10] Khang G., Kim M.S., Lee H.B.: A manual for Biomaterials/ Scaffold Fabrication Technology, World Scientific Publishing Co. Pte. Ltd., Singapore 2007.