Mechanical properties of biodegradable bone cement composites

A material that can be used as a scaffold in tissue engineering must satisfy a number of requirements. These include biocompatibility, biodegradation to non toxic products within the time frame required for the application, process ability to complicated shapes with appropriate porosity, ability to support cell growth and proliferation, and appropriate mechanical properties, as well as maintaining mechanical strength during most part of the tissue regeneration. In the present work, the bone cement composites were prepared by mixing different ratios of calcium sulfate dehydrate (CaSO4.2H2O) filler (60, 65 and 70 wt%) with the polyester resin/NV, MMA, NV/MMA monomers mixture. The biodegradability of PSF crosslinked with NV, MMA and NV/MMA loaded with 60% gypsum was studied using Simulated Body Fluid SBF (pH 7.3) in vitro medium. The degradation rate of fumarate based polyesters as well as bone cement composites were measured as the percentage of weight loss over time of exposure to the SBF solutions. The mechanical properties showed different behavior according to the bone cement concentration. The compressive strength and the microstructure were also studied before and after immersing in SBF solution.

Materiał, który może zostać zastosowany jako kościec w inżynierii anatomicznej musi spełniać szereg wymogów. Są to biokompatybilność, biodegradacja do produktów nietoksycznych w czasie wymaganym do implementacji, zdolność adaptacji do skomplikowanych form o odpowiedniej porowatości, zdolność do wspomagania wzrostu komórek i proliferacji oraz odpowiednie właściwości mechaniczne, jak również utrzymywanie siły mechanicznej podczas większości procesu regeneracji tkanki. W pracy przygotowano cementowe kompozyty kości poprzez zmieszanie w różnych proporcjach (60, 65 oraz 70%) wypełniacza, którym był dwuwodzian siarczanu wapnia CaSO4.2H2O z mieszaniną monomerów żywicy poliestrowej NV, MMA oraz NV wraz z MMA. Biodegradowalność PSF w połączeniu z NV, MMA oraz NV/MMA wypełniona w 60% gipsem była badana za pomocą Simulated Body Fluid (pH 7,3) w ośrodku vitro. Stopień degradacji poliestrów oraz cementowych kompozytów kostnych był mierzony jako utrata wagi w czasie działania roztworów SBF. Właściwości mechaniczne okazały się różne w zależności od koncentracji cementu kostnego. Siła kompresji i mikrostruktura były również badane przed i po imersji w roztworze SBF.