Wyniki wyszukiwania - BazTech

1

Ocena bioaktywnosci dwufazowych materiałów implantacyjnych na bazie fosforanów wapnia i półwodnego siarczanu (VI) wapnia

Siek D., Zima A., Paszkiewicz Z., Ślósarczyk A.

Engineering of Biomaterials

|

2012

|

Vol. 15, no. 116-117 spec. iss.

73--74

PL

Fosforany wapnia (Calcium Phosphates - CaPs), stosowane z powodzeniem w regeneracji i rekonstrukcji tkanki kostnej, należą do grupy bioaktywnych materiałów zdolnych do bezpośredniego wiązania z kością. Interesującymi materiałami implantacyjnymi w postaci łatwo formujących się past cementowych są materiały dwufazowe na bazie HA (hydroksyapatytu) i α-TCP (α-fosforanu trójwapniowego) oraz HA i CSH (półwodnego siarczanu (VI) wapnia). Wprowadzenie do struktury hydroksyapatytu różnych jonów np. srebra lub magnezu wpływa na zmianę jego właściwości fizykochemicznych jak również biologicznych. Połączenie hydroksyapatytu i półwodnego siarczanu (VI) wapnia (ten drugi stosowany jest w medycynie od wielu lat pod nazwą Plaster of Paris) prowadzi do wytworzenia materiałów o wysokiej poręczności chirurgicznej i kontrolowanej biodegradacji. Celem pracy było wytworzenie oraz ocena potencjału bioaktywnego in vitro nowych materiałów kościozastępczych typu cementowego na bazie CaPs i CSH. W skład wyjściowych proszków cementowych wchodziły: zsyntezowany na wydziale Inżynierii Materiałowej i Ceramiki - AGH hydroksyapatyt dotowany srebrem (AgHA), węglanowy hydroksyapatyt dotowany magnezem (MgCHA), α-TCP oraz CSH (Acros Or- ganics). Jako płyny do zarabiania proszków cementowych zastosowano 1% roztwór chitozanu w 0,3% kwasie octowym oraz 0,75% roztwór metylocelulozy w 2% Na2HPO4. Opracowane materiały implantacyjne poddano badaniom czasu wiązania, składu fazowego oraz wytrzymałości mechanicznej. Wytworzone preparaty kościozastępcze przetrzymywano w symulowanym płynie fizjologicznym (SBF) przez okres 14 dni. Oznaczono zmiany stężenia pierwiastków: Ag, Ca, K, Mg, Na, S, P w płynie SBF w czasie trwania inkubacji wykorzystując technikę emisyjnej spektrometrii optycznej z indukcyjnie sprzężoną plazmą (IC- P-OES). Przeprowadzono przy pomocy skaningowego mikroskopu elektronowego obserwacje morfologii powierzchni uzyskanych materiałów po 7 i 14 dniach przetrzymywania ich w symulowanym płynie fizjologicznym. Badania SEM potwierdziły narastanie warstwy apatytowej na powierzchniach badanych preparatów, co wskazuje na ich charakter bioaktywny. Materiały implantacyjne, w których zastosowano półwodny siarczan (VI) wapnia, w związku z ich dużą podatnością do dezintegracji i biodegradacji, wykazywały odmienną morfologię powierzchni w porównaniu do preparatów, w których składnikiem wiążącym był α-TCP Wzrost zawartości: Ca i S w płynie SBF podczas trwania inkubacji badanych cementów z udziałem CSH po twierdziło ich stopniową degradację in vitro.

EN

Calcium Phosphates (CaPs), used successfully in the regeneration and reconstruction of bone tissue, belong to the group of bioactive materials, capable to form a direct bond with natural bone. Biphasic materials (bone substitutes) based on HA (hydroxyapatite) and α-TCP (α-tricalcium phosphate) as well as HA and CSH (calcium sulfate hemihydrate) in the form of easily shapeable cement pastes are very interesting implant materials. Introduction of different ions such as silver or magnesium into the structure of hydroxyapatite changes its physicochemical and biological properties. The combination of hydroxyapatite and calcium sulfate hemihydrate (the last one has been used in medicine for many years under the name of Plaster of Paris) leads to the fabrication of materials with high surgical handiness and controlled biodegradation. The aim of this study was development and evaluation of the bioactive potential in vitro of the new cement type bone substitutes based on CaPs and CSH. Initial cement powders consisted of synthesized at the Faculty of Materials Science and Ceramics - AGH-UST silver doped hydroxyapatite (AgHA), magnesium doped carbonated hydroxyapatite (MgCHA), α-TCP and CSH (Acros Organics). 1 wt.% chitosan solution in 0.3 wt.% acetic acid as well as 0.75 wt. % methylcellulose solution in 2 wt.% Na2HPO4 were applied as liquid phases. Setting time, phase composition and mechanical strength of developed implant materials were examined. Obtained bone substitutes were incubated in simulated body fluid (SBF) for 14 days. Changes in the concentration of the following elements: Ag, Ca, K, Mg, Na, S, P in SBF were determined by simultaneous inductively coupled plasma optical emission spectrometry (ICP-OES). Observations of the surface morphology of obtained materials after 7 and 14 days of incubation in simulated body fluid were carried out using scanning electron microscopy. SEM studies confirmed the growth of an apatite layer on the surfaces of tested materials, what indicates on their bioactivity. Implant materials based on calcium sulfate hemihydrate, due to their high susceptibility to disintegration and biodegradation, showed a different surface morphology compared to the materials based on a-TCP as a binding agent. The increase in the content of Ca and S elements in SBF during the incubation of studied bone cements with CSH confirmed their gradual degradation in vitro.

2

Wpływ obróbki cieplnej hydroksyapatytu dotowanego tytanem (TiHA) na właściwości i zachowanie w warunkach in vitro kompozytów na bazie siarczanu(VI) wapnia i TiHA

Czechowska J., Paszkiewicz Z., Zima A., Pijocha D., Ślósarczyk A.

Materiały Ceramiczne

|

2011

|

T. 63, nr 4

758-764

PL

W ostatnich latach coraz większe zainteresowane budzą biomateriały do wypełniania ubytków kostnych wykazujące właściwości wiążące in situ. Obecnie na rynku dostępnych jest wiele komercyjnych produktów, jednak wciąż nie ustają próby zmierzające do wytworzenia nowego substytutu kostnego, o ulepszonych właściwościach mechanicznych i biologicznych. Materiały oparte na fosforanach(V) wapnia (włącznie z hydroksyapatytem, HA) cieszą się szczególnym zainteresowaniem ze względu na ich doskonalą biozgodność oraz bioaktywność. Siarczan(VI) wapnia od szeregu lat używany jest do celów klinicznych, a jako wypełniacz kostny jest dobrze tolerowalny przez organizm. W obecnych badaniach opracowano dwufazowy, wiążący substytut kostny na bazie siarczanu(VI) wapnia oraz dotowanego tytanem hydroksyapatytu. Do wytworzenia tego biomateriału użyto półwodnego siarczanu(VI) wapnia (CSH) oraz trzech proszków hydroksyapatytowych dotowanych tytanem (TiHA): surowego oraz kalcynowanych w 800 i 1250°C. Celem badań było określenie wpływu obróbki cieplnej hydroksyapatytu dotowanego tytanem na czas wiązania, właściwości mechaniczne oraz zachowanie w warunkach in vitro w sztucznym osoczu krwi (SBF) kompozytu opartego na siarczanie(VI) wapnia i TiHA. Rezultaty badań wskazują, że materiały wiążące TiHA-CS są biokompatybilne, łatwo kształtowalne oraz posiadają potencjalne zastosowanie do uzupełniania ubytków kostnych.

EN

Biomaterials with the self-setting in situ properties for the use in human bone tissue augmentation have attracted increasing attention in recent years. Currently many commercial products exist on the market, however the efforts still proceed to achieve a novel bone substitute with improved mechanical and biological properties. Calcium phosphate based materials, including hydroxyapatite (HA), have been of special interest due to their excellent biocompatibility and bioactivity. Calcium sulfate has also a long history of clinical use and it is known to be well-tolerated by organism when used as a bone filler. In this study, a biphasic, self-setting bone substitute was developed, basing on calcium sulfate and titanium doped hydroxyapatite. Calcium sulfate hemihydrate (CSH) and three different Ti doped hydroxyapatite powders (TiHA): raw and calcined at 800°C and 1250°C were used to form the new biomaterial. The aim of this study was to investigate how heat treatment of titanium doped hydroxyapatite influenced the setting time, mechanical properties and in vitro behaviour in simulated body fluid (SBF) of the calcium sulfate - TiHA composites. The results of our studies suggest that TiHA-CS self-setting materials are biocompatible, easily shapeable and have a potential to be applied for bone substitution.

3

Mikrostruktura, skład fazowy i wytrzymałość mechaniczna nowych substytutów kostnych opartych na hydroksyapatycie, fosforanie magnezu i siarczanie(VI) wapnia

Pijocha D., Czechowska J., Bućko M. M., Paszkiewicz Z., Ślósarczyk A.

Materiały Ceramiczne

|

2011

|

T. 63, nr 4

773-778

PL

Z powodu znakomitej biokompatybilności i bioaktywności fosforany wapnia takie jak hydroksyapatyt (Ca10(PO4)6(OH)2) oraz ß-TCP (Ca3(PO4)2) są z powodzeniem stosowane jako substytuty kostne w ortopedii, chirurgii twarzoczaszki i stomatologii. Jednak, zastosowanie tych materiałów w medycynie ogranicza się do miejsc nie przenoszących znacznych obciążeń ze względu na ich kruchość i niską wytrzymałość mechaniczną. Ich niedostatkiem jest także niezadowalająca poręczność chirurgiczna utrudniająca założenie do ubytków kostnych. Praca dotyczy opracowania i oceny kompozytu złożonego z hydroksyapatytu (HA), cementu magnezowo–fosforanowego (MPC) oraz półwodnego siarczanu(VI) wapnia (CSH) o parametrach optymalnych dla zastosowań medycznych.

EN

Because of excellent biocompatibility and bioactivity, calcium phosphates such as hydroxyapatite (Ca10(PO4)6(OH)2) and ß-TCP (Ca3(PO4)2) are successfully used as bone substitutes in orthopaedics, maxillofacial surgery and dentistry. However, due to low mechanical strength and brittleness, the application of these biomaterials in medicine is limited to places not loaded significantly. Limited surgical handiness is also a disadvantage of calcium phosphates, what makes diffi cult to place the material into bone voids. This study is focused on development of composites containing hydroxyapatite (HA), magnesium–phosphate cement (MPC) and calcium sulphate hemihydrate (CSH), and showing the optimum parameters for medical applications.

4

Rozpuszczalność w układzie CaSO4 - H3PO4 - H2SO4 - zanieczyszczenia organiczne - H2O

Chojnacki A., Matynia A., Górecki H.

Inżynieria i Aparatura Chemiczna

|

2004

|

Nr 4-5

21-23

PL

Wyznaczono rozpuszczalność CaSO4 * 2H2O i Alfa-CaSO4 * 0,5H20 w układzie CaSO4-H3PO4-H-H2SO4 zanieczyszczenia organiczne - H2

EN

Solubility of CaSO4 * 2H2O and - Alfa-CaSO4 * 0,5H20 in the CaSO4-H3PO4-H-H2SO4 - organic impurities - H2