Porowate spieki bioaktywne.

• Autorzy: Sindut R. , Łączka M. , Cholewa-Kowalska K. , Najman J.
• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

Otrzymano porowate spieki bioaktywne z układu CaO-P2O5-SiO2 o czterech różnych składach chemicznych, charakteryzującyh się odmiennym stosunkiem molowym CaO do SiO2 (S2, I, II, 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)4; OP(OC2H5)3; Ca(NO3)2-4H2O. Zmielony proszek mieszano z różnymi dodatkami w celu 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 nasączono masą lejną i poddawano procesowi suszenia. Następnie przeprowadzono obróbkę termiczną mającą na celu wypalenie podłoża organicznego i spieczenia materiału. Maksymalana temperatura spiekania wynosiła 1250 stopni C. Dobierając odpowienio warunki spiekania uzyskano, w rezultacie tego procesu, trwały materiał o wysokiej porowatości sięgającej nawet 77%. Struktura porowata charakteryzowała się 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 CaO-P2O5-SiO2, of four various chemical compositions, characterized by different molar ratio of CaO to SiO2 (S2, I, II, A2). The method of deposition of the casting slip on an organic substrates was used. The starting powders were obtained by sol-gel synthesis from the following chemical compounds: Si(OC2H5)4; OP(OC2H5)3; Ca(NO3)2-4H2O. Ground powder was mixed with various 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 material sintering temperature was 1250 degrees C. By selecting appropriate conditions of sintering, as a result of the process, a durable material of high porosity up to 77% was obtained. Its porous structure was characterized by a prevalling 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 siters represent glass-ceramic materials in which, besides the glossy phase, the silicate phases are present, and in the A2 sinter, with the higest calcium concentration - also the clacium phosphate (apatite) is present. Test in SBF has shown that after seven days of contact with simulated body fluid the surface crystallization of hydroxyapatite which is the indication of the bioactive properties of the material, appears only in the case of 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

spiek bioaktywny; spiek porowaty

EN

bioactive sinter; porous sinters

• Wydawca: Sieć Badawcza Łukasiewicz - Instytut Ceramiki i Materiałów Budowlanych
• Czasopismo: Szkło i Ceramika
• Rocznik: 2004
• Tom: R. 55, nr 5
• Strony: 2--8
• Opis fizyczny: Bibliogr. 11 poz., fot., rys., tab.

Twórcy

autor

Sindut R.

• Akademia Górniczo-Hutnicza, Wydział Inżynierii Materiałowej i Ceramiki, Katedra Technologii Szkła i Powłok Amorficznych, Kraków

autor

Łączka M.

• Akademia Górniczo-Hutnicza, Wydział Inżynierii Materiałowej i Ceramiki, Katedra Technologii Szkła i Powłok Amorficznych, Kraków

autor

Cholewa-Kowalska K.

• Akademia Górniczo-Hutnicza, Wydział Inżynierii Materiałowej i Ceramiki, Katedra Technologii Szkła i Powłok Amorficznych, Kraków

autor

Najman J.

• Politechnika Krakowska, Wydział Inżynierii i Technologii Chemicznej, Kraków

Bibliografia

• [1] Hench L.L.: Am. Ceram. Soc. Bull,. 77 (1998) 67.
• [2] Hench L.L.: J. Am. Ceram. Soc., 74 (1991) 1487.
• [3] Kokubo Т., Kushitani H., Ohtsuki C., Sakka K., Yamamuro Т.: J. Mater. Sci. Mater. Med., З (1992) 78.
• [4] Li R., Clark A.E., Hench L.L.: J. Applied Biomat. 2 (1991) 231.
• [5] Łączka M., Cholewa-Kowalska K., Łączka-Osyczka A.M., Tworzydlo M., Turyna В.: J. Biomed. Mat. Res. 52 (2000) 601.
• [6] Dislich H.: J. Noncryst. Sol. 73 (1985) 599.
• [7] Sakou Т.: Bone, 22 (1998) 591.
• [8] Łączka-Osyczka A.M. Łączka 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 Т.: J. Noncryst. Sol., 120 (1990), 138.
• [11] Ducheyne P., Qiu Q.: Biomaterials, 20 (1999) 2287.