Porowate biomateriały tytanowe modyfikowane ceramiką bioaktywną

• Autorzy: Szaraniec, B. , Chłopek, J. , Dynia, G.

Warianty tytułu

EN

Porous titanium biomaterials modified with bioactive ceramic

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

Praca dotyczy porowatego tytanu modyfikowanego powierzchniowo trzema rodzajami materiałów bioaktywnych: hydroksyapatytem (elektroforeza), bioszkłem (zol-żel) oraz zolem wapniowo-krzemionkowym (zol-żel). Spieki tytanowe otrzymywano metodą metalurgii proszków. Proszek tytanowy mieszano z porogenem w dwóch proporcjach: 30 i 50% mas. porogenu. Wypra-ski spiekano w próżni w temperaturze 1200°C Dla otrzymanych spieków przeprowadzono analizę fazową (XRD) oraz obserwacje mikroskopowe (mikroskopia świetlna i skaningowa). Na podstawie testów "in vitro" w sztucznym środowisku biologicznym oceniono trwałość i bioaktywność naniesionych warstw. Otrzymane spieki składają się z tytanu, a ich porowatość odpowiada ilości wprowadzonego porogenu (odpowiednio 30š5% i 53š4%). Pory o wielkości 50÷400 |j.m stanowią ok. 90% objętości wszystkich porów występujących w spiekach. Ich obecność jest bardzo korzystna z punktu widzenia tworzenia złącza biologicznego z tkanką kostną. Badania in vitro (SBF, 14 dni) wykazują, że modyfikacja powierzchniowa tytanu bioaktywnymi powłokami sprzyja mineralizacji fosforanów wapnia. Jednakże zależnie od mikrostruktury podłoża oraz rodzaju zastosowanej modyfikacji intensywność narastania apatytu na powierzchni spieków tytanowych jest różna.

EN

In this work three types of porous titanium modifications were investigated. Ti powder and ammonium bicarbonate was mixed, isostatically pressed and thermally treated under vacuum (up to 1200°C/5 h). Different amounts of porogen (30 and 50 wt %) determined the final porosity (30š5% i 53š4%). XRD analyses of sintered Ti samples revealed presence of hexagonal titanium only (Fig. 1). Light microscope was used for microstructure observa-tions (Fig. 2). Based on microphotographs pore size and distribution were calculated (Fig. 3). Surface was modified with: electrophoretically deposited hydroxyapatite, sol-gel coating with bioglass (CaO-P2O5-SiO2), sol-gel coating with calcium-silica. Biological activity of porous titanium modified with bioactive ceram-ics was confirmed by in vitro test - SBF (14 days). Faster growth of apatite in comparison to pure Ti was observed. The best results were recorded for 50% porosity Ti with calcium-silica coating (Fig. 5). Materials obtained in this research can be used as a bone implants.

Słowa kluczowe

PL

porowaty tytan; analiza fazowa (XRD); modyfikacja powierzchni; materiały bioaktywne

• Czasopismo: Inżynieria Materiałowa
• Rocznik: 2009
• Tom: Vol. 30, nr 5
• Strony: 449-451
• Opis fizyczny: Bibliogr. 6 poz., rys.

Twórcy

autor

Szaraniec, B.

autor

Chłopek, J.

autor

Dynia, G.

• Wydział Inżynierii Materiałowej i Ceramiki, Akademia Górniczo-Hutnicza,

Bibliografia

• [1] Rusinek B., Stobiecka A., Obtułowicz K.: Alergia na tytan i implanty. Alergologia. Immunologia tom 5 numer 1 (2008).
• [2] Marciniak J., Paszenda Z.: Biotolerancja biomateriałów metalicznych. Spondyloimplantologia zaawansowanego leczenia kręgosłupa systemem DERO. 133-141.
• [3] Wojtowicz A., Wesołowski P.: Nadwrażliwość na tytan. Puls 03 (2009).
• [4] Szaraniec B., Ziąbka M., Chłopek J., Papargyri S., Tsipas D.: Obtaining of porous titanium for medical implants. Engineering of Biomaterials 11 81-84 (2008) 49-52.
• [5] Stoch A.: Biomimetic preparation of apatite layers on implant surfaces. Polski Biuletyn Ceramiczny, Kraków 61 (200) 121-129.
• [6] Sindut R., Łączka M., Cholewa-Kowalska K., Najman J.: Bioactive glass coating, Materials Science-Poland 23(1) (2005).