Search for content and authors
 

Ultradźwiękowa technika pokrywania polimerowych rusztowań dla zastosowań biomedycznych

Aleksandra E. Kędzierska 1Barbara D. Ostrowska 2Dariusz Smolen 1Elżbieta Pietrzykowska 1Wojciech Swieszkowski 2Aharon Gedanken 3Witold Łojkowski 1

1. Polish Academy of Sciences, Institute of High Pressure Physics (UNIPRESS), Sokolowska 29/37, Warszawa 01-142, Poland
2. Warsaw University of Technology, Faculty of Materials Science and Engineering (InMat), Wołoska 141, Warszawa 02-507, Poland
3. Bar-Ilan University, Ramat-Gan 52900, Israel

Abstract

Rusztowania przeznaczone do regeneracji kości umożliwiają wzrost kości w przypadku, gdy ubytek jest zbyt duży, by mógł być zaleczony w sposób naturalny. Takie sytuacje są często spotykane w przypadku złamań, po resekcji nowotworu czy też chirurgii kości twarzoczaszki lub szczęki. Istniejące obecnie na rynku materiały nie spełniają wymagań stawianych przez lekarzy. Proces regeneracji zajmuje zbyt dużo czasu, przestrzeń ubytku wypełniana jest nie dość dokładnie, a ich mechaniczne właściwości są zbyt słabe. W praktyce często pojawiają się też procesy zapalne w miejscu ubytku, co utrudnia lub uniemożliwia proces gojenia.

Ludzka kość jest zbudowana w części przez kryształy hydroksyapatytu. Jednak hydroksyapatyt syntetyczny, dostępny na rynku, jest materiałem uznanym za nieresorbowalny przez organizm ludzki. W Laboratorium Nanostruktur dla fotoniki i nanomedycyny IWC PAN opracowano proces mikrofalowej syntezy, który umożliwia otrzymanie w pełni resorbowalnego nano-hydroksyapatytu „GoHAp”.

Testy rozpuszczalności proszku GoHAp, przeprowadzone zgodnie z Europejskimi Standardami ISO 10993-6: 2007 wykazały, że ma on dużo wyższą rozpuszczalność w porównaniu do komercjalnie dostępnego proszku hydroksyapatytu (NanoXIM). Struktura materiału analizowana była za pomocą transmisyjnej mikroskopii elektronowej (TEM) (Rys.1), a także z pomocą metod dyfrakcji rentgenowskiej. Otrzymano kryształy proszku o morfologii płytkowej, wielkości krystalitów od 5 do 30 nm, oraz powierzchni właściwej do 240 m2/g.

W ramach przeprowadzonych badań polimerowe rusztowanie pokryto nanoproszkiem hydroksyapatytu GoHAp z wykorzystaniem techniki ultradźwiękowej. Warstwa taka umożliwi narastanie komórek kostnych na jego powierzchni z powodu wysokiej biozgodności proszku.

Uzyskaną warstwę analizowano za pomocą skaningowej mikroskopii elektronowej (SEM) (Rys.2.), mikroskopii sił atomowych (AFM) oraz mikroanalizy rentgenowskiej (EDX). Powyższymi metodami określono teksturę, skład oraz wytrzymałość połączenia ceramika/polimer. Wyznaczono także wartość kąta zwilżania powierzchni dla wody. Na podstawie pomiaru metodą atomowej spektrometrii emisyjnej (ICP) oznaczono całkowitą zawartość naniesionego nanoproszku.

Rys. 1. Zdjęcie TEM nanoproszku hydroksyapatytu (GoHAp), otrzymanego w Instytucie Wysokich Ciśnień PAN.


Rys. 2. Zdjęcie SEM polimerowego rusztowania pokrytego nanoproszkiem hydroksyapatytu.

 

Auxiliary resources (full texts, presentations, posters, etc.)
  1. POSTER: Ultradźwiękowa technika pokrywania polimerowych rusztowań dla zastosowań biomedycznych, PDF document, version 1.4, 2.8MB
 

Legal notice
  • Legal notice:
 

Related papers

Presentation: Poster at Nano-Biotechnologia PL, by Aleksandra E. Kędzierska
See On-line Journal of Nano-Biotechnologia PL

Submitted: 2012-07-23 12:09
Revised:   2012-09-16 09:32