Wyniki wyszukiwania - BazTech

1

Innovative polymer composites based on biomedical materials - Rapid communication

Bulanda Katarzyna, Bartusik-Aebisher Dorota, Oleksy Małgorzata, Aebisher David

Polimery

|

2024

|

Vol. 69, nr 5

318--324

EN

The article presents preliminary research on the influence of calcium phosphate (10–40 wt%) on the functional properties of ABS. Maleic anhydride grafted polyethylene was used as a compatibilizer (0.5 wt%). The mass flow rate, tensile properties and hardness were determined. The effect of the filler on the color change of the polymer matrix was also examined. For a composite containing 20 wt% calcium phosphate, the mechanical properties of samples obtained by 3D printing and injection molding were compared, with worse properties obtained by 3D printing. This can be explained by limited adhesion between the printed layers.

PL

W artykule przedstawiono wstępne badania wpływu fosforanu wapnia (10–40% mas.) na właściwości użytkowe ABS. Jako kompatybilizator użyto polietylen szczepiony bezwodnikiem maleinowym (0,5% mas.). Określono masowy wskaźnik szybkości płynięcia, właściwości mechaniczne przy rozciąganiu i twardość. Zbadano także wpływ napełniacza na zmianę barwy osnowy polimerowej. Dla kompozytu zawierającego 20 wt% fosforanu wapnia porównano właściwości mechaniczne próbek uzyskanych metodą druku 3D i formowania wtryskowego, przy czym gorsze właściwości uzyskano metodą druku 3D. Można to wyjaśnić ograniczoną przyczepnością pomiędzy drukowanymi warstwami.

2

Alkali pre-treatment of the Ti6Al7Nb substrate and its impact on electrochemically deposited calcium phosphate coatings

Iwaniak Klaudia, Kaczorowski Witold, Burnat Barbara, Grabarczyk Jacek

Engineering of Biomaterials

|

2024

|

vol. 27, no. 172

art. no. 01

EN

The aim of this work was to investigate the effect of alkali pre-treatment of a Ti6Al7Nb substrate on the morphology and physicochemical properties of calcium phosphate (CaP) coatings. CaP coatings were electrochemically deposited on two groups of substrates: one unmodified and the other pre-treated in a 5M NaOH solution. CaP coatings deposition was performed in a three-electrode system using a potentiostatic mode at a potential of -4 V for 1 h in an electrolyte containing 0.042M Ca(NO3)2 and 0.025M NH4H2PO4. The surface characteristics of the coatings were determined using scanning electron microscopy (SEM), energy dispersive X-ray spectroscopy (EDS), Raman spectroscopy, and contact angle techniques. Additionally, the corrosion resistance of the coatings was assessed by linear polarization resistance and potentiodynamic polarization tests in PBS solution. Morphological analysis showed that the coatings exhibited no significant differences. EDS analysis confirmed the presence of characteristic elements constituting the CaP coatings in both tested groups. Raman spectra revealed the characteristic peaks of the hydroxyapatite (HAp), amorphous calcium phosphate (ACP), and dicalcium phosphate dihydrate (DCPD) structures. Furthermore, Raman mapping confirmed the effectiveness of substrate pre-treatment, leading to the crystalline structure of the coatings. The water contact angle values indicated that pre-treatment of the substrate in NaOH increases the hydrophilicity of the deposited coatings. Regardless of the substrate preparation method, the deposited CaP coatings exhibited protective properties against corrosion under physiological conditions. The results confirmed that alkali pre-treatment of the Ti6Al7Nb alloy affects the crystallinity and the wettability of the electrodeposited CaP coatings.

3

Influence of heat treatment method on selected physicochemical and biological properties of fluoride-substituted calcium apatite

Zawiślak Sylwia, Rutkowska Joanna, Trzaskowska Marta, Pałka Krzysztof, Borkowski Leszek

Acta of Bioengineering and Biomechanics

|

2024

|

Vol. 26, no. 3

183--191

EN

The synthesis of fluoridated apatite consists of several stages, among which the heat treatment has a significant impact on the physical and chemical properties. The present study aims to elucidate the influence of two different sintering methods on fluoridesubstituted apatite properties. Methods: For this purpose, a two F-substituted apatites were produced by heat treatment in different ways called “rapid sintering” and “slow sintering”. Physicochemical properties of the obtained materials were analyzed using infrared spectroscopy, scanning electron microscopy with energy dispersive spectrometry, X-ray diffraction, and mercury intrusion porosimetry. Cytotoxicity of materials was assessed using MTT test. Results: Sintering conditions significantly influenced some porosity parameters of the materials. The samples subjected to “rapid sintering” showed a larger total pore area and mercury intrusion volume, while the samples subjected to “slow sintering” showed higher average pore diameter. Other porosity parameters did not differ significantly between the tested materials. The crystalline phases and chemical compositions of both materials were the same. Both materials appeared to be non-toxic since their extracts did not caused reduction in the viability of MC3T3-E1 cells compared to control cells and the results obtained were similar for both materials. Conclusions: Sintering is an important step in the apatite synthesis process. The way apatite is sintered is a factor that influences its physicochemical properties. The study performed on fluoride-substituted apatite showed that sintering conditions influenced some porosity parameters but had no effect on composition, chemical structure or crystalline phase. The cytotoxicity of both materials was at the same level, indicating that both were non-toxic.

4

Investigation of antibacterial properties of ceramic substrates coated with calcium phosphate and polymeric nanoparticles loaded with antibiotics

Marszałek Anna, Pudełko-Prażuch Iwona, Krok-Borkowicz Małgorzata

Engineering of Biomaterials

|

2023

|

vol. 26, no. 169

11--17

EN

This study investigates a biomimetic method of deposition of bioactive calcium phosphate (CaP) layers on zirconium oxide substrates (ZrO2). The substrates contained polymer nanoparticles of poly(L-lactide-co-glycolide) (PLGA) obtained using the double emulsion method with solvent evaporation. Three antibiotics were encapsulated within the nanoparticles: bacitracin, gentamicin sulphate, and hydrophobic gentamicin, prepared with the use of the ion pairing method. Nanoparticles were immobilized on the substrates using the drop casting or the co-deposition method. The microstructure of the layers and the distribution of the nanoparticles were assessed by scanning electron microscopy. The nanoparticles size and their zeta potential were measured using the dynamic light scattering method. The release of drugs over time was examined and the antibacterial properties were evaluated in contact with Staphylococcus aureus bacteria using the spectrophotometric method and the Kirby-Bauer test. The results show that the layer deposition method is effective and allows to obtain homogenous bioactive coatings. Nanoparticles were agglomerated on the surface or homogenously distributed in the CaP coating, depending on the process used to immobilize them. The drug release profile and antibacterial properties can also be modified by changing the process – the drop casting method allows to obtain a coating with a stronger antimicrobial effect and faster drug release. Nanoparticles obtained by the double emulsion method with solvent evaporation have the required size to be immobilized between the CaP crystallites. Additionally, the encapsulation of drugs decreased the zeta potential of the nanoparticles, which was caused by the interaction of the drug and the polymer. Nanoparticles loaded with bacitracin showed weak antibacterial properties, as the growth inhibition zone in the Kirby-Bauer test was barely visible. Two other types of nanoparticles exhibited good antibacterial properties, exceptionally strong for those loaded with hydrophobic gentamicin

5

Drug-loaded mesoporous silica/calcium phosphate composites for bone regeneration

Szewczyk Adrian, Skwira Adrianna, Prokopowicz Magdalena

Engineering of Biomaterials

|

2019

|

Vol. 22, no. 150

16--21

EN

In this work, we obtained a mesoporous silica-calcium phosphate composite (MSi-CaP) in the form of spherical granules (pellets) loaded with cefazolin as a model antibiotic. First, the MSi-CaP composite was manufactured in the powder form via the sol-gel method using a soft template. The cefazolin was loaded into the MSi-CaP using the immersion method. The pellets were composed of MSi-CaP powders (both placebo and cefazolin-loaded) and excipients, such as microcrystalline cellulose and ethyl cellulose. The pellets were obtained in the laboratory scale using the wet-granulation, extrusion and spheronization method. The pellets proved satisfactory mechanical properties which allowed for further investigations (the drug release studies and the mineralization potential assay) without a risk of pellets cracking. The complete drug release from the pellets was observed after 12 h. The burst release of cefazolin from the pellets was reduced by 3 when compared to the burst release of cefazolin-loaded MSi-CaP powders (90 and 30% after 15 min of release studies, respectively). The pellets showed the mineralization potential in vitro, confirmed by the SEM-EDX and FTIR methods. After 60 days of the mineralization potential assay in the simulated body fluid, the examinations revealed that the whole surface of pellets was covered with the carbonated hydroxyapatite in accordance with the desired morphology.

6

Skorupy jaj kurzych jako surowiec do produkcji fosforanów wapnia

Pluta K., Malina D., Sobczak-Kupiec A.

Infrastruktura i Ekologia Terenów Wiejskich

|

2017

|

nr I/2

359--369

PL

Wykorzystanie produktów ubocznych pochodzących z produkcji wyrobów spożywczych i ferm wylęgowych, jakimi są skorupki jaj kurzych, stanowi interesującą alternatywę dla klasycznych metod otrzymywania potencjalnego materiału implantacyjnego - fosforanów wapnia. Popularność ceramiki hydroksyapatytowej w środowisku medycznym spowodowana jest właściwościami jakimi obdarzone są te materiały tj. bioaktywność, biozgodność oraz osteokonduktywność. Celem badań było wykorzystanie skorupek jaj kurzych jako surowca do produkcji fosforanów wapnia. Wstępnie oczyszczone skorupki zostały poddane jednostopniowej kalcynacji w piecu komorowych w zmiennych warunkach temperaturowych, które miały na celu zbadanie wpływu temperatury na właściwości finalnego produktu. Skorupki jaj kurzych zawierają w swym składzie ok. 94% (m/m) węglanu wapnia, który w procesie termicznym ulega rozkładowi do tlenku wapnia. Syntezę hydroksyapatytu przeprowadzono metodą mokrą, stosując jako substraty zawiesinę wodorotlenku wapnia pozyskanego z produktu kalcynacji skorupek oraz roztwór kwasu fosforowego(V). Otrzymane proszki poddano analizie fizykochemicznej potwierdzającej występowanie hydroksyapatytu.

EN

The use of by-products from the production of food industry and farms hatching such as shell chicken eggs is an interesting alternative to conventional methods for the preparation of the potential implant material – calcium phosphates. Because of unique properties of hydroxyapatite such as bioactivity, biocompatibility and osteoconductive, this material is commonly use in the medical community. The main goal of this research is development of calcium phosphate synthesis method from waste material such as eggshells. Pre-cleaned eggshells were subjected to a single-stage calcination in furnace chamber in varying temperature condition, which were intended to examine the effect of temperature on the properties of the final product. Chicken eggshells contain approx. 94% (m/m) calcium carbonate, which in the thermal process decomposed to calcium oxide. HAp synthesis was carried out by wet methods, using as a starting materials calcium hydroxide suspension obtained from calcined eggshells and solution of phosphoric acid. The obtained powders were characterized using physicochemical method to confirm the presence of hydroxyapatite.

7

Integration of trace elements into calcium phosphate coatings on titanium and their characterization in vitro

Wolf-Brandstetter C., Urbanek S., Beutner R., Scharnweber D., Moseke C.

Engineering of Biomaterials

|

2017

|

Vol. 20, no. 143 spec. iss.

79

8

Obniżenie palności kompozytów poliamidowych z montmorylonitem przy zastosowaniu fosforanu wapnia

Majka T. M., Bogusz K., Pielichowski K.

Przemysł Chemiczny

|

2016

|

T. 95, nr 10

2030--2035

PL

Przedstawiono metodę otrzymywania kompozytów poliamidu 6 (PA6) z montmorylonitem z wykorzystaniem fosforanu wapnia, który pełnił funkcję zarówno napełniacza, jak i środka obniżającego palność kompozytów. Kompozyty badano metodami skaningowej kalorymetrii różnicowej (DSC), termograwimetrii (TG) oraz mikrokalorymetrii. Wyniki badań mikrokalorymetrycznych wskazują na obniżenie palności kompozycji zawierających fosforan wapnia o 75% w stosunku do matrycy PA6.

EN

Polyamide-6 was filled with particles of organomodified montmorillonite and Ca(PO₄)₂ in a twin-screw extruder and studied for thermal and mech. properties and inflammability. The addn. of both fillers resulted in increasing the mech. strength and flame retardancy of the composite material.

9

Optical profiler in research into biomaterials

Adamek G., Jakubowicz J.

Inżynieria Materiałowa

|

2013

|

Vol. 34, nr 4

241--244

EN

In this work surface of the sintered Ti-6Zr-4Nb nanocrystalline alloy was electrochemically biofunctionalized. The porous surface was produced by anodic oxidation and next calcium-phosphate (Ca-P) layer deposition. The deposited Ca-P layer anchored in the pores. The biofunctionalized surface was studied by SEM and optical profiler. In vitro tests culture of Normal Human Osteoblast (NHOst) cells showed very good cells proliferation, colonization and multilayering. Using optical profiler, roughness and hybrid 3D surface topography parameters were estimated. Relations between surface morphology, roughness and biocompatibility results were done. We found that 3D topography measurements using optical profiler play a key role in the biomaterials surface analysis.

PL

W pracy badano elektrochemicznie zmodyfikowaną powierzchnię nanokrystalicznego stopu Ti-6Zr-4Nb pod kątem zastosowań biomedycznych. Proces modyfikacji powierzchni składa się z dwóch etapów: pierwszym było anodowe utlenianie w celu rozwinięcia powierzchni, a drugim osadzanie fosforanów wapnia (Ca-P). Ca-P tworzą silne wiązanie z porowatym podłożem. Badania prowadzono z użyciem mikroskopu SEM i profilometru optycznego. Przeprowadzono badania biozgodności in vitro z wykorzystaniem hodowli ludzkich osteoblastów. Za pomocą profilometru zmierzono chropowatość i inne parametry topografii powierzchni. Porównano wyniki morfologii powierzchni, chropowatości i biozgodności. Potwierdzono przydatność profilometru optycznego jako ważnego narzędzia do badań powierzchni biomateriałów.

10

Thermal behaviour of functionally graded sodium-containing calcium phosphates

Goncharenko A., Rokhmistrov D., Zyman Z.

Engineering of Biomaterials

|

2012

|

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

139

EN

Hydroxyapatite (HA), ß-tricalcium phosphate (ß-TCP) and their mixtures have been successfully applied in orthopedic, oral and maxillofacial surgery [1]. Calcium phosphate (CP) bioactive ceramics based on HA is usually fabricated of appropriate powders. Unfortunately, mechanical properties of such material are in general worse than those of human bone. Therefore, there is a necessity for development of new ceramic CP composites with improved characteristics. An effective biomaterial must simultaneously possess various, often contradictory, properties [2]. A functionally graded material (FGM) with gradients in composition, phase and microstructure from the surface to the interior can better satisfy such combined requirements. Recently, FGM's of sodium-containing calcium phosphates were prepared expecting them to have improved circumstances for bone formation and bonding [3-4]. The aim of this work was to study the thermal behavior of FGM's of sodium - containing calcium phosphates prepared by an original route. The initial powder was prepared by a simple one-step precipitation using Ca(NO3)2 and Na3PO4 reactants. The synthesis reaction resulted, besides HA, in the by product NaNO3. However, the latter was not washed out of the precipitate but rather used as a source of sodium for ceramics preparation. An original molding step was used resulted in gradient distribution of NaNO3 in compacts. They were sintered under usual conditions. It has been found that the linear (or volume) shrinkage and the density slightly changed in the fired compacts below 1100°C. However, the consolidation abruptly increased at 11000C. The poor sintering is associated with NaNO3 decomposition during heating and firing at temperatures below 11000C. At higher temperatures, reactions between HA particles and products of NaNO3 decomposition occurred and dif¬fusion processes were intensified. Due to the gradient distribution of NaNO3 in the compacts, the indicated thermal processes resulted in formation of functionally graded ceramics (having in particular a phase gradient from the surface to the interior as Na3Ca6(PO4)5\to ß- rhenanite\to Na+ solid solution in HA).

11

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.

12

Characterization of the novel calcium phosphate/sulfate based bone cements

Czechowska J., Paszkiewicz Z., Ślósarczyk A.

Engineering of Biomaterials

|

2012

|

Vol. 15, no. 115

2--6

EN

Calcium phosphate cements (CPCs) are a family of self-setting, bone repair materials. CPCs possess excellent biocompatibility, surgical handiness and adequate mechanical properties but reveal slow resorption in vivo. Currently, very interesting group of CPCs are biomaterials composed of a-tricalcium phosphate (a-TCP, a-Ca3(PO4)2) and calcium sulfate. Calcium sulfate hemihydrate (CSH, CaSO40.5 H2O) posses a long clinical history in different fields of medicine and is widely recognized as a safe, fast setting and resorbable implant material. The main goal of this study was to investigate how different factors influence the phase composition and physico-chemical properties of the new, cement-type material on the basis of a-TCP, CSH and anhydrous dicalcium phosphate (DCP, CaHPO4). In presented work two different powder phase compositions and three liquid phases were used to produce new bone substitutes. XRD results showed that obtained materials, after setting and hardening, consisted of α-TCP, DCP, DCPD (CaHPO42H2O), HA and bassanite phases. Initial (I) and final (F) setting times of the cement pastes were determined with Gillmore needles and differed in the range of 4-14 min (I) and 10-30 min (F). Increase in the amount of CSH in the powder component resulted in shortening of setting time. Microstructure of cements was evaluated on the fractured samples by scanning electron microscopy (SEM) and the porosity via mercury porosimetry. Open porosity of the final materials was similar for all investigated compositions. Compressive strength depended on the composition and increased steadily over a period of maturation. The results obtained suggest that calcium phosphate/sulfate bone cement has the potential to be applied for bone augmentation.

13

Influence of liquid phase on physical properties of the new triphasic bone cement

Ślósarczyk A., Osypanka N., Czechowska J., Paszkiewicz Z., Zima A.

Archives of Materials Science and Engineering

|

2012

|

Vol. 54, nr 2

53-59

EN

Purpose: The aim of this work was to develop a new bone cement based on hydroxyapatite (HAp), âTCP and calcium sulfate hemihydrate (CSH) and to determine the influence of a liquid phase, used for cement pastes preparation, on physical properties of the final implant material. Design/methodology/approach: The powder phase consisting of CSH (60 wt.%) and HAp+ âTCP (40 wt.%) was applied. Composite samples were prepared using distilled water, chitosan and methylcellulose solutions as the liquid phases. Rheological properties of the solutions were measured by Brookfield rheometer. Initial and final setting times of the cement pastes were determined. Phase composition of hardened bodies was established using XRD method. Microstructure was investigated by SEM while pore size distribution by mercury porosimetry. Compressive strength was measured by Instron Universal Testing Machine. Findings: According to the conducted rheological measurements of the methylcellulose and chitosan solutions as well as evaluated cement pastes and hardened bodies properties, the optimal setting liquids were chosen. Research limitations/implications: The evaluation of a biological response to the developed materials, including in vitro and in vivo experiments, need to be done. Practical implications: The possibility of creation the physical properties of setting in vivo composites, designed for filling bone defects, via establishing the suitable liquid phase was confirmed. Originality/value: The new composite type triphasic bone substitute, based on CSH, HAp and âTCP, with superior resorbability in comparison to the commercially available calcium phosphate bone cements was developed. The influence of liquid phase on the microstructure and mechanical strength of this implant material was determined.

14

Makroporowata bioceramika oparta na ortofosforanach wapnia do zastosowań medycznych

Czechowska J., Paszkiewicz Z., Siek D., Ślósarczyk A.

Inżynieria Materiałowa

|

2011

|

Vol. 32, nr 6

923-928

PL

Makroporowate tworzywa oparte na ortofosforanach wapnia (CaPs, Calcium Phosphates), głównie hydroksyapatycie i ?-TCP, cieszą się nadal dużym zainteresowaniem ze względu na już istniejące oraz pojawiające się nowe możliwości ich aplikacji. Materiały te mają właściwości sprzyjające i stymulujące formowanie się kości, co czyni je interesującymi kandydatami dla medycyny regeneracyjnej oraz inżynierii tkankowej. Celem pracy było otrzymanie oraz charakterystyka wysokoporowatych tworzyw opartych na CaPs. Makroporowata bioceramika: HAp i dwufazowa (BCP) o porowatości od 74 do 84% została wytworzona metodą odwzorowania porowatej matrycy organicznej. Określono wpływ warunków wypalania na parametry otrzymanych tworzyw: skład fazowy, porowatość, skurczliwość liniową wypalania i wytrzymałość mechaniczną. Zbadano również wpływ środka powierzchniowo czynnego dodanego do zawiesin na właściwości tworzyw finalnych. Ustalono zależność pomiędzy porowatością otrzymanych tworzyw a ich wytrzymałością na ściskanie.

EN

Macroporous calcium phosphate based materials (CaPs), mainly hydroxyapatite and ?-TCP, are still of great interest because of the already existing and arising new fields for their applications. Those materials possess superior properties for the stimulation of bone formation which make them attractive candidates for regenerative medicine and tissue engineering. The aim of this study was the fabrication and characterization of highly porous CaPs based materials. Macroporous bioceramics: HAp and biphasic (BCP) with porosity from 74 to 84% were produced by replacement of the porous organic matrix. The influence of the heating conditions on the parameters of the obtained materials, namely the phase composition, porosity, linear shrinkage and mechanical strength was investigated. The effect of the surfactant, added to the slurries, on the characteristic of the final materials was also determined. The correlation between the compressive strength and the porosity of the obtained materials was determined.

15

Modyfikacja procesu wytwarzania fosforanów paszowych

Hoffmann J., Hoffmann K., Skut J., Huculak-Mączka M.

Chemik

|

2011

|

Vol. 65, nr 3

184-191

PL

W pracy przedstawiono wyniki badań laboratoryjnych oraz realizowanych w warunkach przemysłowych modyfikowanego procesu wytwarzania fosforanów paszowych. W celu wyeliminowania konieczności kosztochłonnego usuwania wody z produktu końcowego założono wykorzystywanie w tym celu ciepła neutralizacji kwasu fosforowego związkami wapnia przy dużym udziale tlenku wapnia. Ponadto zwiększono stężenia H3PO4 w stosowanym, jako reagent roztworze kwasu fosforowego oraz zintensyfikowano homogenizację reagującego układu. Prowadząc proces w zakresie temperatur 150-175oC uzyskano produkt o zawartości poniżej 3% mas. H2O oraz 95% związków fosforu przyswajalnych dla zwierząt.

16

Fosforany wapnia - własności, otrzymywanie i stosowanie

Krupa-Żuczek K., Kowalski Z., Wzorek Z.

LAB Laboratoria, Aparatura, Badania

|

2008

|

R. 13, nr 5

18-25

17

Właściwości biologiczne litych wszczepów cementu wapniowofosforanowego z dodatkiem alginianu sodu. Porównawcze badania eksperymentalne

Pielka S., Karaś J., Żywicka B., Paluch D., Traczyk S., Berendt W., Solski L.

Engineering of Biomaterials

|

2008

|

Vol. 11, no. 73

21-25

PL

Celem badań była ocena biologiczna zmodyfikowanych cementów opartych na fosforanie wapnia, w formie litych walców, przeznaczonych do uzupełniania ubytków kości. Badaniu poddano trzy rodzaje materiałów, oznaczonych roboczo symbolami B, H i K-0,25 alg, o następujących składach komponentów proszkowych: B - αTCP, DCP, DCPD; H - αTCP, HA; K-0,25 alg - αTCP, βTCP, DCPD, alginian sodu. Przeprowadzono badania cytotoksyczności oraz odczynu tkanki kostnej na obecność tych materiałów. Okres obserwacji po wszczepieniu kompozytów w formie litych walców do krętarzy kości udowej królików wynosił 1, 2 i 3 miesiące. W badaniach histologicznych stwierdzono, że w bezpośrednim sąsiedztwie implantów, do 2 miesiąca po wszczepieniu, obecna była faza wysiękowa. Wszczepy otaczało pasmo tkanki łącznej i kostnej częściowo wnikającej w strukturę implantu. W 3 miesiącu obserwacji ulegające częściowej defragmentacji cementy otaczała splotowata i blaszkowata tkanka kostna z wyspami tkanki łącznej. Implanty ulegały stopniowej resorpcji od strony brzeżnej. Przeprowadzone badania mikroskopowe wykazały, że resorpcja cementu i procesy regeneracyjne tkanki kostnej były intensywniejsze w przypadku cementu zawierającego alginian sodu w porównaniu do cementów nie zawierających alginianu.

EN

The aim of the study was to evaluate biological properties of modified calcium phosphate cements in the form of solid cylinders used to fill bone loss. Three kinds of materials denominated as B, H and K-0.25 alg composed of powder components: B - αTCP, DCP, DCPD; H - αTCP, HA; K-0.25 alg - αTCP, βTCP, DCPD, sodium alginate, were investigated. Cytotoxicity and bone tissue reaction to the presence of the materials was evaluated. The follow up period after implantation of the composites in the form of solid cylinders to the rabbit trochanter was 1, 2 and 3 months. Histological examinations revealed the presence of exudative phase in the immediate surrounding of the implants up to 2 months after implantation. The implants were surrounded by a layer of connective and bone tissue partly penetrating the structure of the implant. In the 3rd month of observation, partly defragmented cements were surrounded by plexiform and lamellar bone tissue which contained islets of connective tissue. The implants were undergoing gradual resorption on the marginal side. Microscopic examinations revealed that resorption of the material and regenerative processes in the bone tissue were most intense in the case of cement with sodium alginate in comparison to those not containing sodium alginate.

18

Bioszkło nowej generacji jako składnik kompozytu z hydroksyapatytem

Kokoszka J., Onyszkiewicz A., Szymańska K., Bramowska K. J., Cholewa-Kowalska K., Ślósarczyk A., Łączka M.

Engineering of Biomaterials

|

2008

|

Vol. 11, no. 73

18-20

PL

Celem badań było wytworzenie kompozytu hydroksyapatyt - bioszkło nowej generacji. Badaniom poddano kompozyty o różnej zawartości bioszkła S2: 2,5%, 5%, 10%, 25% oraz 50%, w których resztę składu procentowego stanowił hydroksyapatyt. Otrzymane próbki zostały scharakteryzowane ze względu na skład fazowy, a w celu oceny bioaktywności przeprowadzono badania in vitro w sztucznym osoczu (SBF). Wykorzystując scanningową mikroskopię elektronową oceniono stan powierzchni materiałów po 7 i 14 dniach inkubacji w sztucznym osoczu (SBF).

EN

The aim of this study was to fabricate a new generation bio-glass / hydroxyapatite composite. Bioceramic composites were synthesized by sintering the powders of hydroxyapatite (HAp) mixed directly with an additive of 2.5, 5, 10, 25 and 50 wt. % bio-glass, at different temperatures ranging from 700 to 1300°C. The obtained materials were characterised with respect to phase composition and SBF test for estimation of their bioactive properties was carried out. The surfaces of composites were investigated as a function of soaking time in simulated body fluid (SBF) after 7 and 14 days, using SEM/EDAX analysis.

19

Cementy Sorela i pokrewne. Cz.2: Podział cementów pokrewnych do cementu Sorela

Bensted J.

Cement Wapno Beton

|

2008

|

R. 13/75, nr 6

299-314

PL

Część druga opracowania poświęcona jest cementom Sorela zawierającym, poza zasadowym chlorkiem magnezu (omówionym w części pierwszej), inne składniki, takie jak zasadowe chlorki cynku, fosforany, fosfokrzemiany, glinokrzemiany, cementy szklano-jonomerowe itd. Spoiwa te są zazwyczaj syntezowane w reakcjach typu kwas - zasada, obejmujących etapy rozpuszczania i wytrącania, których mechanizm jest często bardzo złożony. Reakcje topochemiczne na ogół nie mają miejsca po zainicjowaniu hydratacji spoiw z grupy cementów Sorela, w przeciwieństwie do cementów portlandzkich. Większość tych materiałów wykazuje tendencje do błyskawicznego wiązania i twardnienia, znajdują więc zastosowanie w takich dziedzinach jak dentystyka, czy prace naprawcze w pewnych szczególnych, niszowych aplikacjach, gdzie potrzebne są niewielkie ilości materiału. Reakcje zachodzące z udziałem tych cementów dyskutuje się w miarę potrzeby, gdy wymagane są na ich temat szczegółowe informacje.

EN

Part 2 describes Sorel-related cements, including oxychlorides other than magnesium (discussed in Part 1) such as calcium and zinc, various oxysulphates, phosphates, silicophosphates, aluminosilicates, glass ionomer cements etc. These cements are normally produced by acid-base reactions involving dissolution and precipitation that are sometimes very complex. Topotactic reactions are not usually encountered with Sorel-related cements (in contrast to Portland cements) after the hydration reactions have been initiated. Most Sorel related cements tend to give quick setting and rapid-hardening properties and find application generally in small quantities in areas like dentistry, rapid repair work or specialist niche cementing jobs. The chemical reactions are discussed where the information is readily available.

20

Preparation and properties of a porous calcium phosphate bone graft substitute

Rabiee S. M., Moztarzadeh F., Kenari H. S., Solati-Hashjin M.

Materials Science Poland

|

2007

|

Vol. 25, No. 4

1019--1027

EN

The aim of this study was to obtain a biodegradable porous calcium phosphate implants as synthetic bone graft substitutes. Calcium phosphate used in this study consisted of hydroxyapatite and anhydrous dicalcium phosphate. Four different types of porous calcium phosphates were made on addition of polyurethane by sinter processing. The X-ray diffractometry revealed that ß-tricalcium phosphate is a dominating phase. Experimental results showed the pore microstructure of the as-sintered bodies to consist of the macropores and micropores. Surface morphology analysis and porosity evaluations were performed. The variation in the compressive strength, elastic modulus and dissolution behaviour of immersed synthetic bone grafts in simulated physiological solutions was investigated.