Wyniki wyszukiwania - BazTech

1

Antibacterial Composite Layers on Ti: Role of ZnO Nanoparticles

Roguska A., Belcarz A., Suchecki P., Andrzejczuk M., Lewandowska M.

Archives of Metallurgy and Materials

|

2016

|

Vol. 61, iss. 1

213--216

EN

Problem of Post-operative infections of implant materials caused by bacterial adhesion to their surfaces is very serious. Enhancement of antibacterial properties is potentially beneficial for biomaterials value. Therefore, the metallic and metallic oxide nanoparticles attract particular attention as antimicrobial factors. The aim of this work was to create nanotubular (NT) oxide layers on Ti with the addition of ZnO nanoparticles, designed for antibacterial biomedical coatings. Antimicrobial activities of titanium, TiO2 NT and ZnO/TiO2 NT surfaces were evaluated against bacterial strain typical for orthopaedic infections: S. epidermidis. TiO2 NT alone killed the free bacterial cells significantly but promoted their adhesion to the surfaces. The presence of moderate amount of ZnO nanoparticles significantly reduced the S. epidermidis cells adhesion and viability of bacterial cells in contact with modified surfaces. However, higher amount of loaded nanoZnO showed the reduced antimicrobial properties than the medium amount, suggesting the overdose effect.

2

Antibacterial Composite Layers on Ti: Role of ZnO Nanoparticles

Roguska A., Belcarz A., Suchecki P., Andrzejczuk M., Lewandowska M.

Archives of Metallurgy and Materials

|

2016

|

Vol. 61, iss. 2B

937--940

EN

Problem of post-operative infections of implant materials caused by bacterial adhesion to their surfaces is very serious. Enhancement of antibacterial properties is potentially beneficial for biomaterials value. Therefore, the metallic and metallic oxide nanoparticles attract particular attention as antimicrobial factors. The aim of this work was to create nanotubular (NT) oxide layers on Ti with the addition of ZnO nanoparticles, designed for antibacterial biomedical coatings. Antimicrobial activities of titanium, TiO2 NT and ZnO/TiO2 NT surfaces were evaluated against bacterial strain typical for orthopaedic infections: S. epidermidis. TiO2 NT alone killed the free bacterial cells significantly but promoted their adhesion to the surfaces. The presence of moderate amount of ZnO nanoparticles significantly reduced the S. epidermidis cells adhesion and viability of bacterial cells in contact with modified surfaces. However, higher amount of loaded nanoZnO showed the reduced antimicrobial properties than the medium amount, suggesting the overdose effect.

3

Corrosion inhibition of carbon steel (K-55) in CO2-saturated 0.5 M KCl solution by polyacrylamide

Palumbo G., Andrzejczuk M., Mizera J., Banaś J.

Ochrona przed Korozją

|

2015

|

nr 11

396--399

EN

Polyacrylamide (PAM) was used to investigate the inhibition efficiency on corrosion of carbon steel (K-55) in 0.5 M KCl solution with CO2 through AC impedance, polarization curves, and SEM techniques under static and hydrodynamic conditions. The electrochemical experimental results indicated that carbon steel showed active dissolution behaviour in the absence and the presence of the inhibitor PAM. However, the Nyquist diagrams showed increase in RP values in the presence of inhibitor under static and hydrodynamic conditions, thus increasing inhibition efficiency. Potentiodynamic curves suggested that the inhibitor is mixed type in nature. SEM results showed that PAM was able to influence the flow dynamic properties of solution by decreasing the friction (wall shear-stresses) between the metal surface and flowing media, thus reducing the risk of flow induced localized corrosion.

PL

W publikacji zawarto wyniki badań skuteczności antykorozyjnej inhibitora poliakrylamidowego (PAM) zastosowanego do hamowania procesów korozyjnych stali typu K55 w środowisku 0,5M KCl z obecnością CO2. Badania elektrochemiczne prowadzono w warunkach stacjonarnych oraz w warunkach przepływu z użyciem technik impedancyjnych i polaryzacyjnych. Obserwacje powierzchni próbki prowadzono z użyciem techniki elektronowej SEM. Wyniki badań wskazują, że stal K55 wykazała aktywność elektrochemiczną zarówno przy nieobecności jak i w obecności inhibitora PAM. Dalsze badania impedancyjne wykazały jednak, że w obecności inhibitora następuje wzrost wartości Rp badanej próbki, zarówno w warunkach stacjonarnych jak i hydrodynamicznych. To wskazuje na skuteczność hamowania korozji przez inhibitor typu PAM. Krzywe polaryzacji natomiast sugerują katodowo-anodowy charakter inhibitora. Z kolei obserwacje SEM wykazały wpływ inhibitora na własności hydrodynamiczne roztworu poprzez zmniejszenie tarcia pomiędzy powierzchnią metalu i przepływającym medium, redukując tym samym ryzyko powstania ognisk korozji wywołanej przepływem.

4

Enhanced bioactivity of calcium phosphate coatings obtained by a direct electrodeposition from Hanks' solution on Ti surface

Pisarek M., Roguska A., Marcon L., Andrzejczuk M., Janik-Czachor M.

Archives of Metallurgy and Materials

|

2013

|

Vol. 58, iss. 1

261-267

EN

The main requirements for titanium biomaterials are: (a) biocompatibility, (b) resistance to biological corrosion and (c) antisepticity. These requirements may be met by a new generation of titanium biomaterials with a specific surface layer of strictly defined microstructure, chemical and phase composition. Recently, various surface modifications have been applied to form a bioactive layer on Ti surface, which is known to accelerate osseointegration. The purpose of this study was to investigate bioactivity of porous calcium phosphate coatings prepared by a direct electrodeposition on Ti surface from a modified Hanks’ solution. The thick 200 nm coatings, were prepared via cathodic polarization at constant voltage -1.5 V vs. OCP in a Hanks’ solution. In order to evaluate the potential use of the coatings for biomedical applications, the adsorption of bovine serum albumin (BSA), the most abundant protein in blood, and living cells attachment (osteoblasts, U2OS) were studied. The observed differences in living cells attachment suggest a more promising initial cellular response of Ca-P coatings with a pre-adsorbed albumin. The topography and a cross-section view of the Ca-P coatings were characterized using SEM and STEM techniques. The surface analytical techniques (AES, XPS, and FTIR) were used to characterize their chemical composition before and after protein BSA adsorption.

PL

Wymagania stawiane biomateriałom tytanowym to przede wszystkim: (a) biozgodność, (b) odporność na korozję oraz (c) antyseptyczność. Wymagania te mogą zostać spełnione poprzez wytworzenie nowej generacji biomateriałów tytanowych o określonej powierzchni właściwej, z ściśle określoną mikrostrukturą, składem fazowym i chemicznym. Współczesnie znane są różne metody modyfikacji powierzchni Ti prowadzące do formowania bioaktywnych warstw, które przyspieszają proces osteointegracji. Celem naszych badań było zbadanie bioaktywności porowatych powłok fosforanowo-wapniowych (Ca-P) przygotowanych poprzez bezpośrednie elektroosadzanie na powierzchni Ti z roztworu Hanka. Grubość wytworzonych powłok wynosiła około 200 nm, przy parametrach procesu elektroosadzania: napięcie - 1.5 V vs. OCP, czas 8000 s, roztwór Hanka. W celu dokonania oceny możliwości zastosowania badanych powłok dla potrzeb biomedycznych zastosowano adsorpcje albuminy surowicy bydlecej (BSA), która jest najczęstszą występującą proteina we krwi oraz testy komórkowe przyłączania się osteoblastów (linia komórkowa U2OS). Obserwowane zmiany podczas testów z żywymi komórkami sugerują bardziej obiecujacą początkową odpowiedz dla powłok fosforanowo-wapniowych z wstępnie zaadsorbowana albumina. Do obserwacji topografii powierzchni otrzymanych powłok oraz struktury na przekroju zastosowano mikroskopie wysokorozdzielczą SEM oraz TEM. Zastosowano również techniki powierzchniowo czułe: AES, XPS, FTIR w celu okreslenia składu chemicznego warstw przed oraz po adsorpcji protein na ich powierzchni.

5

Structural features and gas tightness of EB-PVD 1Ce10ScSZ electrolyte films

Andrzejczuk M., Vasylyev O., Brychevskyi M., Dubykivskyi L., Smirnova A., Lewandowska M., Kurzydłowski K. J., Steiberger-Wilckens R., Mertens J., Haanappel V.

Materials Science Poland

|

2012

|

Vol. 30, No. 3

170--179

EN

The structure of Ceria doped Scandia Stabilized Zirconia (1Ce10ScSZ) electrolyte film deposited by EB-PVD (Electron Beam-Physical Vapour Deposition) technique on NiO-ZrO2 substrate was characterized by electron microscopy. The highly porous substrate was densely covered by deposited film without any spallation. The produced electrolyte layer was of a columnar structure with bushes, bundles of a diameter up to 30 ?m and diverse height. Between the columns, delamination cracks of few microns length were visible. The annealing of zirconia film at 1000 °C resulted in its densification. The columnar grains and delaminating cracks changed their shape into a bit rounded. High magnification studies revealed nanopores 5-60 nm formed along the boundaries of the columnar grains during annealing. High-quality contacts between the electrolyte film and anode substrate ensured good conductivity of the electrolyte film and high efficiency of SOFC.

6

Biomimetic Ca-P coatings obtained by chemical/electrochemical methods from Hanks' solution on a Ti surface

Pisarek M., Roguska A., Marcon L., Andrzejczuk M.

Engineering of Biomaterials

|

2012

|

Vol. 15, no. 113

29--32

EN

The purpose of this study was to investigate the bioactivity of porous calcium phosphate coatings on titanium prepared using a two-step procedure (chemical etching or anodic oxidation of Ti followed by soaking in simulated body fluid or direct electrodeposition from Hanks' solution). In order to evaluate the potential use of the coatings for biomedical applications, the adsorption of serum albumin, the most abundant protein in the blood, and the attachment of living cells (osteoblasts, U2OS) were studied.

7

Structure and mechanical properties of spark plasma sintered TiN-based nanocomposites

Zgalat-Łozynskyy O., Herrmann M., Ragulya A., Andrzejczuk M., Polotai A.

Archives of Metallurgy and Materials

|

2012

|

Vol. 57, iss. 3

853-858

EN

Consolidation of commercially available titanium nitride nanostructured powder as well as nanocomposite powders in the Si3N4-TiN and TiN-TiB2 systems have been performed by Spark Plasma Sintering (SPS) in the temperature range from 1200 degree Celsjus to 1550 degree Celsjus. The effect of non-linear heating and loading regimes on high melting point nanocomposites consolidation has been investigated.

PL

Spiekanie komercyjnego nanoproszku TiN jak i nanokompozytowych proszków Si3N4-TiN i TiN-TiB2 zostało przeprowadzone metodą spiekania iskrowo plazmowego (SPS) w zakresie temperatur od 1200 stopni Celsjusza to 1550 stopni Celsjusza. Badano wpływ nieliniowego ogrzewania i warunków obciążenia na spiekanie wysokotopliwych nanokompozytów.

8

Charakterystyka nanoporowatych warstw na Ti jako perspektywicznych podłoży dla zastosowań biomedycznych

Pisarek M., Roguska A., Andrzejczuk M.

Inżynieria Materiałowa

|

2011

|

Vol. 32, nr 2

71-76

PL

Nanorurki (NT) tlenku tytanu o długości około 1 ?m i średnicy w zakresie od 40 do 110 nm wytworzono na Ti metodą utleniania anodowego przy stałym potencjale (10, 15, 20 i 25 V) w roztworze gliceryny i wody dejonizowanej z dodatkiem 0,86% mas. fluorku amonu. Do scharakteryzowania samoorganizujących się porowatych warstw na Ti oraz wpływu temperatury wygrzewania w zakresie 200÷600°C na ich morfologię, strukturę i mechaniczną stabilność wykorzystano elektronową mikroskopię skaningową, elektronową mikroskopię transmisyjną, dyfrakcję rentgenowską oraz spektroskopię fotoelektronów. Na powierzchni termicznie stabilizowanych nanorurek TiO2 zaadsorbowano proteiny w celu wstępnej oceny biozgodności tak przygotowanych podłoży. Przeprowadzone badania wykazały, iż porowate warstwy tlenkowe uzyskiwały stabilność po wygrzewaniu w temperaturze powyżej 400°C, a ich struktura ulegała zmianie z amorficznej na krystaliczną (anataz + rutyl). Tak zmodyfikowana powierzchnia Ti okazała się obiecującym podłożem do adsorpcji protein w porównaniu z powierzchnią typowego implantu z czystego Ti.

EN

Titanium oxide nanotube arrays were fabricated in a mixture of glycerol, deionized water and low concentration solution of NH4F (0.86 wt %). Well- -ordered nanotube arrays of titania with length of ~1.0 ?m and diameter of about 40÷110 nm were prepared via electrochemical oxidation at constant voltage (10, 15, 20 or 25 V). SEM, X-ray diffraction, FTIR spectroscopy and XPS surface analytical technique were used to characterize the self-organized porous layers, and the effect of annealing at 200÷600°C on their morphology, structure and mechanical stability. Thermally stabilized TiO2 nanotubes were used for adsorption of the protein on their surfaces. Our results showed, that the nanotubular structure was stable above the 400°C and their structure changed from amorphous to the crystalline phase (anatase + rutile). Surface of Ti modified as presented in the article appeared a promising substrates for protein adsorption, as compared to a typical Ti implant surfaces.

9

Wytwarzanie i właściwości kompozytów na bazie ceramiki tlenku cyrkonu dla zastosowań stomatologicznych

Andrzejczuk M., Lewandowska M., Kosmač T., Kurzydłowski K. J.

Kompozyty

|

2007

|

R. 7, nr 4

165-169

PL

Celem niniejszej pracy było zbadanie wpływu infiltrowania wybranymi polimerami porowatej ceramiki tlenku cyrkonu na właściwości mechaniczne oraz mikrostrukturę wytworzonych w ten sposób kompozytów. Do wytworzenia porowatej ceramiki użyto dwóch rodzajów proszków o różnej gradacji. Aby otrzymać z nich ceramikę o jednakowej porowatości w przedziale 35-37%, konieczne było zastosowanie różnych temperatur spiekania (1125°C w przypadku drobnoziarnistego proszku oraz 1225°C dla gruboziarnistego). W celu zbadania właściwości mechanicznych materiału przeprowadzono próbę zginania oraz próbę twardości HV10. Średnia wytrzymałość na zginanie porowatej ceramiki wynosiła około 200 MPa. Wprowadzenie do porów polimeru spowodowało wzrost wytrzymałości na zginanie. Wzrost wytrzymałości był silniejszy w przypadku wprowadzenia żywicy metakrylowej (BisGMA) aniżeli w przypadku infiltrowania żywicą na bazie polisilazanu (KiON). Obserwacje mikrostrukturalne przeprowadzone za pomocą SEM pozwoliły wyjaśnić wpływ parametrów spiekania na właściwości kompozytu. Stwierdzono, że polepszenie właściwości mechanicznych poprzez wprowadzenie mniej wytrzymałej fazy polimerowej następuje w wyniku wzajemnego oddziaływania fazy ceramicznej i polimerowej.

EN

The aim of this work was to study the influence of polymer infiltration of yttria stabilized ZrO2 on the mechanical properties and microstructure of the composites. Two grades of powder (TZ-3YSB-E - Coarse and TZ-3YB-E - Fine) with different crystallite size and surface area were used. A series of porous zirconia ceramics with an open porosity around 35-37% were produced by biscuit-sintering dry pressed pellets at two different temperatures in an ambient air atmosphere. Thermosetting BisGMA/TEGDMA and polysilazane resins were used during infiltration process. Sample sintered from the fine powder (lower temperature of sintering) reveals fine grained structure with small pores. Ceramic with this type of structure had better mechanical properties. The influence of the polymer infiltration process on the flexural strength and hardness HV10 was determined. It was found that the polymer infiltration leads to an improvement of the mechanical properties of the composites. Flexural strength of composites was 60% higher than that of the porous ceramic. Higher increase in mechanical properties obtained for ceramic infiltrated by BisGMA/TEGDMA resin. The microstructure observation, under high magnification, has shown occurring flaws and inhomogeneities at the interphase boundary. However, they did not influence properties of composite.

10

Hydrothermal degradation of zirconia ceramics

Andrzejczuk M., Lewandowska M., Kosmač T., Kurzydłowski K.J.

Advances in Materials Science

|

2007

|

Vol. 7, nr 2(12)

76-85

EN

The surface degradation of yttria doped tetragonal zirconia polycrystals (Y - TZP) subjected to steam at a temperature of 200°C for various periods of times was investigated. The samples were obtained from two powders having different specific surface areas and mean particle sizes. The powders were sintered at three temperatures 1350, 1400 and 1450°C. The meas-urements of the depth of the degraded 1ayer and an analysis of its phase composition were carried out using SEM and X-ray diffraction. SEM analysis revealed that the degradation was much more advanced on samples sintered at the higher temperatures. The results revealed that in the material sintered at higher temperatures (l400°C and l450°C) the near surface zone had trans-formed into the monoclinic phase. This occurred even after the shortest time of exposure (6 hours). Additionally, it was found that samples prepared from finer powder were less resistant to phase transformation and surface degradation. The role of residual stress in the process of Y - TZP degradation is discussed.

11

The structural stability of zirconia ceramics in water and acid solutions

Andrzejczuk M., Lewandowska M., Kosmacz T, Kurzydłowski K. J.

Archives of Metallurgy and Materials

|

2006

|

Vol. 51, iss. 4

629-633

EN

Yttria-tetragonal zirconia polycrystals (Y-TZP) are used as a material for dental applications, e.g., inlays, crowns, and bridges. However, the Y-TZP may undergo a phase transformation, which results in micro-cracking. For this reason its stability in an oral environment is of great importance. In this paper, the hydrothermal stability of low-porous yttria-doped zirconia in water and acid solutions was investigated. Ceramics with a fractional density of tetragonal phase ranging from 90% to nearly 100% were produced by sintering of dry-pressed pellets at different temperatures in an ambient air atmosphere. The flexural strength and phase composition were determined for samples before and after exposure to various environments. The influence of phase transformation on the surface morphology was investigated using a scanning electron microscope. The results showed that specimens sintered at 1450C to a density of more than 95% of the theoretical maximum exhibit a strong tendency to undergo a tetragonal-to-monoclinic phase transformation during autoclaving in water at 200C for 24 hours. The volume expansion due to phase transformation results in micro-cracking, which has a detrimental effect on mechanical properties of the investigated material.

PL

Tetragonalny tlenek cyrkonu stabilizowany itrem (Y-TZP) jest stosowany w stomatologii jako materiał na korony, wypełnienia lub mostki. Wadą tej ceramiki jest skłonność do przemiany fazy tetragonalnej w fazę jednoskośną – bardziej stabilną w niskich temperaturach. Przemianie tej towarzyszy wzrost objętości materiału (około 3%) i powstawanie mikropęknięć. Dodatkowo przemianie tej sprzyja środowisko wodne typowe dla jamy ustnej. Dlatego też w niniejszej pracy podjęto problem stabilności fazy tetragonalnej tlenku cyrkonu w środowiskach wodnych. Ceramikę wytworzono poprzez spiekanie wyprasek w atmosferze obojętnej w różnych temperaturach. Zastosowanie różnych temperatur spiekania pozwoliło uzyskać materiał o gęstościach w zakresie od 90% do 100% gęstości teoretycznej. Wytworzone próbki poddano starzeniu w wodzie oraz roztworach kwasów siarkowego, solnego i azotowego. Określono skład fazowy oraz wytrzymałość na zginanie próbek w stanie wyjściowym i poddanych starzeniu w różnych środowiskach. W celu analizy wpływu przemiany fazowej na morfologie powierzchni przeprowadzono obserwacje mikrostruktury przy użyciu skaningowego mikroskopu elektronowego. Uzyskane wyniki pokazały, że największa skłonność do przemiany w fazę jednoskośną mają próbki spiekane w najwyższej temperaturze (1450C). Dodatkowo skłonność ta potęguje środowisko wodne – w wyniku starzenia w 200C przez 24 godzin przemianie uległo 80% fazy tetragonalnej. W próbkach starzonych w roztworach kwasów w temperaturze 75C stwierdzono tylko kilkuprocentowy udział fazy jednoskośnej. Nie zaobserwowano wpływu rodzaju użytego roztworu kwasu na stabilność fazy tetragonalnej. Obserwacje mikroskopowe pozwoliły zlokalizować miejsca degradacji ceramiki, widoczne jako kratery, będące wynikiem zmiany objętości i powstawania pęknięć podczas przemiany fazy tetragonalnej w jednoskośną. Powstawanie tej fazy powoduje także obniżenie właściwości mechanicznych Y-TZP.

12

Właściwości mechaniczne światłoutwardzalnych kompozytów zbrojonych mikro- i nanocząstkami

Andrzejczuk M., Lewandowska M., Kurzydłowski K.J.

Kompozyty

|

2005

|

R. 5, nr 1

75-78

PL

Celem pracy było zbadanie wpływu mikro- i nanocząstek ceramicznych na właściwości mechaniczne kompozytów ceramiczno-polimerowych przeznaczonych na stałe wypełnienia stomatologiczne. Średnia wielkość cząstek mikrowypełniacza wynosiła kilka žm, natomiast nanowypełniacza około 40 žm. Określono wpływ ilości wprowadzonego wypełniacza ceramicznego na wytrzymałość na zginanie, moduł Younga, mikrotwardość HVO,2 (rys. 1). Stwierdzono, że wzrost zawartości mikrowypełniacza powoduje wzrost właściwości mechanicznych kompozytów. Zauważono również, że dodatek nanokrzemionM ma pozytywny wpływ na parametry mechaniczne kompozytu, ale tylko wtedy, gdy wprowadzone cząstki nanowypełnłacza poddane były wcześniej obróbce powierzchniowej, mającej na celu lepsze połączenie ich z osnową polimerową (rys. 2). Przeprowadzone badania pozwoliły na ustalenie optymalnego udziału nanowypemiacza w kompozycie na poziomie 10-15%. Dodatek 20% nanokrzemionki spowodował wyraźne pogorszenie właściwości mechanicznych. Było to wynikiem aglomeracji nanocząstek występującej przy większych udziałach nanowypemiacza, co zostało potwierdzone podczas obserwacji przełomów kompozytów przy użyciu skaningowego mikroskopu elektronowego (rys. 3).

EN

The aim of this work was to study the influence of ceramic micro and nanoparticles on the mechanical properties of the composites. A series of ceramic-polymer composites used for permanent fillings was fabricated. Ceramic glass of an average particle size of a few žm and nanosilica of the average particle size of 40 žm were used as the fillers. The influence of the amount of inorganic filler on the mechanical properties such as the flexural strength, Young modulus and microhardness HV0.2 was determined (Fig. 1). It was found that an increase of the volume fraction of the filler leads to a significant improvement of the mechanical properties of the composites. Figure 2 shows the influence of the nanofiller (nanosilica) and its surface treatment on the mechanical properties of the composites that contain both micro and nanofillers. The addition of nanosilica improves the mechanical properties of the composite, but only when the nanoparticles are surface treated. Otherwise, the mechanical properties are drasticaly worsened. The optimum concctration of nanoparticles was estimated at 10-15%. At 20% of nanosilica, the mechanical properties of the composite are worse than those obtained at smaller amounts of n-SiO2. This may be due to the fact that at greater n-SiO2 amounts, the nanoparticles may aglomerate. This suggestion was confirmed by SEM observations of the fracture surface. Figufe 3 shows examples of the fracture surfaces of the composite with 60% of glass particles (a, b) and the composite with 40% of glass particles plus 20% of nanosilica (c,d). Further research will be aimed at avoiding the aglomeration of nanoparticles.

13

Kompozyty ceramiczno-polimerowe stosowane na stałe wypełnienia stomatologiczne - wpływ cząstek wypełniacza na właściwości mechaniczne

Lewandowska M., Andrzejczuk M., Kurzydłowski K. J., Karaś J., Szafran M., Rokicki G.

Kompozyty

|

2004

|

R. 4, nr 11

302-305

PL

Celem niniejszej pracy było opracowanie materiałów kompozytowych ceramiczno-polimerowych przeznaczonych na stałe wypełnienia stomatologiczne oraz badania wpływu rodzaju, ilości oraz wielkości ziarna wypełniacza ceramicznego na właściwości użytkowe kompozytu. Przedstawione wyniki badań pokazały możliwość uzyskania jednorodnych pod względem mikrostruktury i właściwości kompozytów ceramiczno-polimerowych z przeznaczeniem na stałe wypełnienia stomatologiczne. Wykazano wpływ udziału objętościowego oraz wielkości cząstek wypełniacza na ich właściwości, które dominuje nad wpływem składu chemicznego. Właściwości kompozytów wytworzonych były zbliżone do właściwości kompozytu dostępnego w handlu, co daje punkt wyjścia do dalszych prac nad wprowadzeniem oryginalnego polskiego materiału na wypełnienia stomatologiczne.

EN

Until quite lately, an amalgam was the main material used for permanent fillings in dentistry because of its good mechanical characteristics and good adhesion to the tooth tissue. However, its disadvantages e.g. toxicity of mercury vapour, high thermal conductivity, as well as unsatisfied colour of fillings, motivate to widespread investigations of new materials which could replace the amalgam. In the group of various materials the composites seems the most perspective. The aim of this work was to develop ceramic-polymer composites for permanent fillings in dentistry and in particular to study the influence of ceramic particles on their mechanical properties. Bis-GMA resin was used as polymer matrix. Ceramic glasses with different chemical compositions, shown in Table 1, were used as composite fillers. They differ in particle size distributions (Table 2), what is important in the context of their effect on mechanical properties of composites. Examples of the microstructures of the fabricated composites containing 60 vol.% of fillers are shown in Figure 1. They are homogenous that was confirmed also by the results of microhardness measurements. Microhardness distribution of the fabricated composite (Fig. 2) was similar to that of commercial composites. The mean values of microhardness of the composites with various fillers are shown in Figure 3. The composite with ceramic glass containing La2O3 has exhibited the highest microhardness. However, the chemical composition of the filler has a minor effect on material properties. The strong correlation between the microhardness and the size of particles (Fig. 4) and the microhardness and the volume fraction of filler particles (Fig. 5) have been found.

14

Właściwości kompozytów ceramiczno-polimerowych przeznaczonych na stałe wypełnienia stomatologiczne

Lewandowska M., Andrzejczuk M., Sikorski K., Kurzydłowski K. J.

Inżynieria Biomateriałów

|

2004

|

R. 7, nr 38-42

74-76

PL

W pracy wykonano badania szeregu kompozytów ceramiczno-polimerowych przeznaczonych na stałe wypełnienia stomatologiczne. Jako wypełniacz zastosowano szkło o średniej wielkości cząstek 5 mikrometrów oraz nanokrzemionkę o średniej wielkości cząstek 40 nanometrów. Stwierdzono, że nawet niewielkie ilości nanowypełniacza wpływają na podwyższenie właściwości mechanicznych kompozytów oraz ograniczenie skurczu polimeryzacyjnego.

EN

Series of ceramic-polymer composites used for permanent fillings were fabricated during this work. Ceramic glass, of the average particle size of a few mm, and nanosilica, of the average particle size of 40 nm, were used as fillers. It was found that even a small amount of the nanofiller increases the mechanical properties of the composites and reduces the polymerization shrinkage.