Search papers

Article details

  • Materiały Ceramiczne/Ceramic Materials
  • Vol: 70, Issue: 2, 2018
  • pp: 89-101

download: article (PL)

A comparison of the effectiveness of various methods for pore introduction into hydroxyapatite-based biomaterial

Abstract (EN)

High macroporosity of the biomaterial, which is crucial for the angiogenesis process, has a great impact on good osseointegration of the implant with patient bone. In this study, effectiveness of three various methods for pore introduction into polymer-ceramics biomaterial for potential bone regenerative medicine applications was compared. Within the research, a model biomaterial made of agarose and bioceramics in the form of nanohydroxyapatite powder was produced using: (i) a porogen leaching method (P-L), (ii) CO2 gas as a porogen (gas-foaming method, G-F), and (iii) the lyophilisation process (freeze-drying method, F-D). Then, the microstructure and porosity of fabricated biomaterials were compared. Obtained results demonstrated that the biomaterial produced by the F-D method possesses the highest open and total porosity as well as is characterized by the presence of network of interconnected pores, which in physiological conditions stimulates the angiogenesis process. Moreover, F-D technique is the only one that allows for uniform distribution of pores within whole volume of the sample.

Keywords (EN): Porosity, Bioceramics, Computed microtomography, Regenerative medicine

Porównanie skuteczności różnych metod wprowadzania porów do biomateriału na bazie ceramiki hydroksyapatytowej

Syta E., Kazimierczak P., Stadnicka G., Pałka K., Ginalska G., Przekora A.

Abstract (PL)

Wysoka makroporowatość biomateriału, która sprzyja procesowi angiogenezy, ma największy wpływ na dobrą osseointegrację implantu z kością pacjenta. W niniejszej pracy porównano skuteczność trzech różnych metod wprowadzania porów do biomateriału polimerowo-ceramicznego w celu wykorzystania go do zastosowań w medycynie regeneracyjnej kości. W ramach badań modelowy biomateriał zbudowany z agarozy i bioceramiki w postaci nanoproszku hydroksyapatytowego został wyprodukowany przy pomocy trzech alternatywnych metod z wykorzystaniem: 1. porogenów stałych (ang. porogen leaching, P-L), 2. gazu CO2 jako porogenu (ang. gas-foaming, G-F) i 3. procesu liofilizacji (ang. freeze-drying, F-D). Następnie porównano mikrostrukturę oraz porowatość otrzymanych biomateriałów. Wyniki badań wykazały, że biomateriał wytworzony metodą F-D posiada największą porowatość otwartą i całkowitą oraz charakteryzuje się obecnością porów zespolonych, które w warunkach ustrojowych stymulują proces angiogenezy. Ponadto technika F-D jako jedyna umożliwia równomierną dystrybucję porów w obrębie całej próbki.

Keywords (PL): porowatość, bioceramika, mikrotomografia komputerowa, medycyna regeneracyjna

return…