Search papers

Article details

  • Materiały Ceramiczne/Ceramic Materials
  • Vol: 64, Issue: 2, 2012
  • pp: 203-208

download: article (PL)

Bioactive glass from the CaO-P2O5-SiO2 system as a component of composites for medical applications

Abstract (EN)

The aim of this study was to fabricate and evaluate both Ti- and TiO2-matrix composites modified with bioactive glasses. The glasses were produced by the sol-gel method (BGZ), named A2 and S2, and had the chemical composition of 54CaO-40SiO2-6P2O5 (mol. %) and 16CaO-80SiO2-4P2O5 (mol. %), respectively. Concentrations of added bioglasses were 10 wt% and 25 wt% for the Ti-BGZ and TiO2-BGZ composites, respectively. Scanning electron microscopy and X-ray diffraction were used to characterize the microstructure and phase composition of the obtained materials. The composites were also characterized for their mechanical properties, i.e. compressive strength. The bioactivity of composites was assessed by determining the changes of surface morphology of the composites after soaking in simulated body fluid (SBF) for 21 days. It was found that the addition of bioactive glasses into the Ti matrix results in compressive strength values comparable to cortical bone, and the incorporation of bioactive glasses to the TiO2 matrix leads to the strengthening of the materials which was adequate for bone implants. Both Ti-BGZ and TiO2-BGZ composites showed good bioactive properties.

Keywords (EN): Bioactive glass, Sol-gel synthesis, TiO2, Biocomposites

Bioaktywne szkło z układu CaO-P2O5-SiO2 jako składnik kompozytów dla zastosowań medycznych

Kokoszka-Pawlik J, Cholewa-Kowalska K., Łączka M.

Abstract (PL)

Celem prezentowanej pracy było wytworzenie kompozytów o osnowie metalicznej (Ti) i ceramicznej (TiO2) modyfikowanych bioaktywnymi szkłami. Do badań zastosowano bioszkła otrzymywane na drodze syntezy zol-żel (BGZ) oznaczone symbolami A2 i S2 o składzie chemicznym A2 – 54CaO-40SiO2-6P2O5 (% mol.) oraz S2 - 16CaO-80SiO2-4P2O5 (% mol.). W pracy wytworzono kompozyty Ti modyfikowane 10% wag. oraz TiO2 z udziałem 25% wag. bioaktywnych szkieł pochodzenia żelowego (A2, S2). Stosując skaningową mikroskopię elektronową (SEM) oraz analizę rentgenograficzną (XRD) scharakteryzowano mikrostrukturę oraz skład fazowy otrzymanych kompozytów. Przeprowadzono badania ich parametrów mechanicznych (wytrzymałość na ściskanie). Bioaktywność materiałów oceniono na podstawie zmian morfologii powierzchni próbek po kontakcie przez 21 dni z płynem symulującym ludzkie osocze (SBF). Przeprowadzone badania wskazały, że dodatek bioaktywnych szkieł, zarówno do matrycy Ti jak i TiO2, spowodował otrzymanie materiałów o wytrzymałości na ściskanie odpowiadającej wartościom wytrzymałości części korowej kości ludzkiej. W przypadku kompozytów TiO2-BGZ otrzymano dodatkowo znaczące wzmocnienie materiałów i wytrzymałość na ściskanie wyższą niż materiał odniesienia TiO2. Oba wytworzone w pracy rodzaje kompozytów Ti-BGZ oraz TiO2-BGZ wykazywały właściwości bioaktywne.

Keywords (PL): bioaktywne szkło, synteza zol-żel, TiO2, biokompozyty

return…