Influence of sintering temperature and compression speed on properties of hydroxyapatite disks

• Autorzy: Smolina I. , Szymczyk P. , Chlebus E.

Warianty tytułu

PL

Wpływ temperatury spiekania i prędkości ściskania na własności krążków hydroksyapatytowych

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

The present article is dedicated to an investigation of a production method of hydroxyapatite (HA) disks with a study of an influence of compression speed (5, 10 and 15 mm/min) and sintering temperature (900˚C and 1200˚C) on structure and properties of those disks. Measurements of density, mass loss and shrinkage as well as scanning electron microscopy (SEM) and light optical microscopy (LM) observations were performed. The aim of this study is to define optimal process parameters, which are applicable for using as a substrate for in vitro experiments.

PL

Niniejszy artykuł poświęcony analizie sposobu krążków hydroksyapatytowych (HA) poprzez ocenę wpływu szybkości ściskania (5, 10 i 15 mm/min) i temperatury spiekania (900˚C i 1200˚C) na strukturę i właściwości krążków. Plan badań zawierał pomiary gęstości, utraty masy i kurczliwości oraz obserwację struktury krążków przy użyciu skaningowej mikroskopii elektronowej (SEM) i mikroskopii optycznej (MO). Celem badań jest określenie optymalnych parametrów procesu do produkcji krążków HA, stosowanych jako podłoże dla eksperymentów in vitro.

Słowa kluczowe

EN

hydroxyapatite; bioceramics; pellets; dense disks; structure; heat treatment

PL

hydroksyapatyt; bioceramika; pelety; struktura; obróbka cieplna

• Wydawca: Katedra Biomechatroniki, Wydział Inżynierii Biomedycznej Politechniki Śląskiej
• Czasopismo: Aktualne Problemy Biomechaniki
• Rocznik: 2016
• Tom: z. 11
• Strony: 121--126
• Opis fizyczny: Bibliogr. 20 poz.

Twórcy

autor

Smolina I.

• Katedra Technologii Laserowych, Automatyzacji i Organizacji Produkcji, Politechnika Wrocławska, Wrocław

autor

Szymczyk P.

• Katedra Technologii Laserowych, Automatyzacji i Organizacji Produkcji, Politechnika Wrocławska, Wrocław

autor

Chlebus E.

• Katedra Technologii Laserowych, Automatyzacji i Organizacji Produkcji, Politechnika Wrocławska, Wrocław

Bibliografia

• [1] Berndt C.C., Hasan Md. Fahad, Tietz U. and Schmitz K.-P.: Chapter 9. A Review of Hydroxyapatite Coatings Manufactured by Thermal Spray, Advances in Calcium Phosphate Biomaterials, Springer Series in Biomaterials Science and Engineering vol. 2, 2014, p. 267-329.
• [2] Blumhagen A., Singh P., Mustapha A., Chen M., Wang Y., Yu Q.: Plasma deactivation of oral bacteria seeded on hydroxyapatite disks as tooth enamel analogue, American Journal of Dentistry, vol. 27(2), 2014, p. 84-90.
• [3] Didomenico Lawrence A.: Bone remodelling using a novel, injectable bioceramic (CERAMENTTM) in foot and ankle reconstruction with long term follow-up, Case series review.
• [4] Dybała B., LipowiczA.: Building customised medical biomodels, including scaffolds, in rapid prototyping technologies a review, Production Engineering "Knowledge Vision - Framework Programmes", 2006, s. 69-74.
• [5] Gittings J.P., Bowen C.R., Dent A.C.E., Turner I.G., Baxter F.R., Chaudhuri J.B.: Electrical characterization of hydroxyapatite-based bioceramics, Acta Biomaterialia, vol. 5, 2009, p. 743-754.
• [6] Jaffe W.L., Scott D.F.: Total Hip Arthroplasty with Hydroxyapatite-Coated Prostheses, Journal of Bone and Joint Surgery, vol. 78, 1996, p. 1918-34.
• [7] Junka A.F., Szymczyk P., Smutnicka D., Kos M., Smolina I., Bartoszewicz M., Chlebus E., Turniak M., Sedghizadeh P:. Microbial Biofilms Are Able to Destroy Hydroxyapatite in the Absence of Host Immunity In Vitro, Journal of Oral and Maxillofacial Surgery, vol. 73, issue 3, 2015, p. 451-464.
• [8] Landuyt P. Van, Li F., Keustermans J.P., Streydio J.M., Delannay F.: The influence of high sintering temperatures on the mechanical properties of hydroxyapatite, Journal of Materials Science Materials in medicine, vol. 6 (1), 1995, p. 8-13.
• [9] Li Y., Klein C.P.A.T., Zhang X., de Groot K.: Relationship between the colour change of hydroxyapatite and the trace element manganese, Biomaterials, vol. 12, issue 13, 1993, p. 969-972.
• [10] Mohseni E., Zalnezhad E., Bushroa A.R.: Comparative investigation on the adhesion of hydroxyapatite coating on Ti-6Al-4V implant: A review paper, International Journal of Adhesion and Adhesives, vol. 48, January 2014, p. 238-257.
• [11] Muralithran G., Ramesh S. The effects of sintering temperature on the properties of hydroxyapatite, Ceramics International, vol. 26, issue 2, 2000, p. 221-230.
• [12] Nasser Y. Mastafa: Characterization, thermal stability and sintering of hydroxyapatite powders prepared by different routes, Materials Chemistry and Physics, vol. 94, issues 2-3, 2005, p. 333-341.
• [13] Pazarhoglu S.S., Berk M., Kupeli G., Kocak D., Salman S.: Sintering effect on mechanical properties of composites of bovine hydroxyapatite (BHA) - 5% (Al2O3-TiO2), Usak University Journal of Material Sciences 1, 2012, p. 23-27.
• [14] Rumpel E., Wolf E., Kauschke E., Bienengraber V., Bayerlein T., Gedrange T., Proff P.: The biodegradation of hydroxyapatite bone graft substitutes in vivo, Foli Morphol., vol. 65, no. 1, 2006, p. 43-48.
• [15] Rusinska M., Wozna A.: Processing of Ceramic Material with Additive Manufacturing Technologies, XI Konferencja Naukowa Majowka Mlodych Biomechanikow im. prof. Dagmary Tejszerskiej, materiały konferencyjne, s. 109-110.
• [16] Ruys A.J., Wei M., Sorrell C.C., Dickson M.R., Brandwood A. and Milthorpe B.K.: Sintering effects on the strength of hydroxyapatite, Biomaterials, vol. 16, 1995, p. 409-415.
• [17] Schinis J., Pham A.: Hydroxyapatite Pellet Sintering and Weibull Reliability Analysis, Laboratory report, March 2010.
• [18] Thangamani N., Chinnakali K., Gnanam F.D.: The effect of powder processing on densification, microstructure and mechanical properties of hydroxyapatite, Ceramics International, vol. 28, issue 4, 2002, p. 355-362.
• [19] Wang C., Ma J., Cheng W., Zhang R.: Thick hydroxyapatite coatings by electrophoretic deposition, Materials Letters, vol. 57, 2002, p. 99-105.
• [20] Watson C.J., Tinsley D., Ogden A.R., Russell J.L., Mulay S. & Davison E.M.: A 3 to 4 year study of single tooth hydroxylapatite coated endosseous dental implants, British Dental Journal, vol. 187, 1999, p. 90 - 94.

Uwagi

PL

Opracowanie ze środków MNiSW w ramach umowy 812/P-DUN/2016 na działalność upowszechniającą naukę (zadania 2017).