- Tytuł:
-
Wpływ dodatku bioszkła na własności kompozytów ceramicznych i polimerowych
Effect of bioglass additives on the properties of ceramic and polymer composites - Autorzy:
-
Kokoszka, J.
Cholewa-Kowalska, K.
Bramowska, K.
Łączka, M.
Pamuła, E. - Powiązania:
- https://bibliotekanauki.pl/articles/284666.pdf
- Data publikacji:
- 2009
- Wydawca:
- Akademia Górniczo-Hutnicza im. Stanisława Staszica w Krakowie. Polskie Towarzystwo Biominerałów
- Tematy:
-
bioszkło
kompozyty ceramiczne
kompozyty polimerowe
hydroksyapatyt
polimer PGLA
polimery
bioglass
ceramic composites
polymer composites
hydroxyapatite
polymers
PGLA polymer - Opis:
-
Celem przeprowadzonych badań było wytworzenie oraz charakterystyka dwóch rodzajów kompozytów: hydroksyapatyt (HA)/bioszkło oraz polimer (PGLA)/bioszkło. Dodatek bioszkła do matryc: polimerowej i hydroksyapatytowej zastosowano w celu modyfikacji własności mechanicznych oraz poprawy bioaktywności wytworzonych kompozytów. Do otrzymania kompozytów zastosowano dwa bioszkła pochodzenia żelowego S2 (80%mol.SiO2, 16%mol.CaO, 4%mol. P2O5) oraz A2 (40%mol.SiO2, 54%mol.CaO, 6%mol. P2O5. Kompozyty hydroksyapatyt/bioszkło zawierały 10% oraz 50%mas. dodatku bioszkła. Za pomocą skaningowej mikroskopii elektronowej (SEM) i analizy rentgenowskiej (XRD) scharakteryzowano mikrostrukturę oraz skład fazowy otrzymanych kompozytów. Metoda ultradźwiękowa posłużyła do wyznaczenia własności mechanicznych (modułu Younga E) kompozytów. Bioaktywność materiałów została oceniona poprzez zmiany morfologii powierzchni próbek po kontakcie przez 7 i 14 dni z płynem SBF. Na podstawie przeprowadzonych badań określono, iż dodatek 10% A2 (E=12,24GPa) oraz 50% S2 (E=15,54GPa) do matrycy hydroksyapatytowej wpłynął na podwyższenie modułu Younga tych kompozytów w porównaniu do samego hydroksyapatytu (E=9,03GPa). Po kontakcie ze sztucznym osoczem oceniono, iż tworzenie się apatytowej warstwy na powierzchniach kompozytów HA/bioszkło było szybsze dla kompozytów z dodatkiem bioszkła A2 niż w przypadku S2. Wytworzono również kompozyty PGLA/bioszkło, w postaci folii otrzymanych poprzez odlewanie na szalki Petriego roztworów rozpuszczonych: PGLA oraz bioszkła (A2 lub S2). Kompozyty te otrzymano przy udziale objętościowym bioszkła 12%, 21% oraz 33%. Przeprowadzono badania w celu określenia własności mechanicznych (wytrzymałość na rozciąganie, moduł Younga) kompozytów oraz testy w płynie SBF przez okres 5 i 10 dni. Wyniki badań parametrów wytrzymałościowych pokazują, że dodatek, bioszkła do matrycy polimerowej powoduje wzrost zarówno modułu Younga jak i wytrzymałości na rozciąganie tych kompozytów. Po teście w SBF zaobserwowano gwałtowne formowanie się warstwy apatytowej na powierzchni kompozytów - co wskazuje na wysoką bioaktywność otrzymanych materiałów.
The aim of this study was to prepare and evaluate both HA/bioactive glass and resorbable polymer PGLA/bioglass composites. The gel- derived bioglasses were added to HA and PGLA matrix in order to modify mechanical properties and improve bioactivity of obtained composite materials. We have developed two different composites made of hydroxyapatite (HA) and gel derived bioglasses designated S2 (80%mol. SiO2, 16%mol.CaO, 4%mol.P2O5) or A2 (40%mol. SiO2, 54% mol.CaO, 6%mol.P2O5). Concentration of added bioglasses were: 10% and 50 wt.%. Scanning electron microscopy and X- ray diffraction were used to characterize microstructure and phase composition of obtained materials. The elastic properties of HA/bioglass composites (Young modulus E) were analyzed with the use of pulse ultrasonic technique. The bioactivity of composites was assessed by determining the changes of surfaces morphology of composites after soaking in simulated body fluid (SBF) for 7 and 14 days (test in vitro in SBF). We have determined that 10%wt. addition of A2 (E=12,24GPa) and 50wt. % addition of S2 (E=15,54GPa) to the HA matrix results in higher Young's modulus of composites in comparison to pure hydroxyapatite (E=9,03GPa). The rate of Ca-P-rich layer formation in SBF was higher for HA/bioglass composites containing A2 compared to the composites containing S2 bioglass. Moreover, PGLA/bioglass composites were manufactured in the form of foils by solvent casting of the mixtures: dissolved PGLA and bioactive glass A2 and S2 particles. Composites containing 12%, 21% and 33%vol. of bioactive glass were manufactured. Mechanical properties (Rm, E) of composites were evaluated as well as in vitro SBF test was conducted at 5 and 10 days periods times of incubation in SBF. The results of tensile tests show that the addition of bioactive glass increases both tensile strength and Young's modulus of the composites. Rapid formation of apatite-layer on composite surface after incubation in SBF indicates high bioactivity of these materials. - Źródło:
-
Engineering of Biomaterials; 2009, 12, 87; 24-31
1429-7248 - Pojawia się w:
- Engineering of Biomaterials
- Dostawca treści:
- Biblioteka Nauki
Artykuł