Επίδραση των ιόντων στροντίου (Sr) στη βιοενεργή συμπεριφορά βιοκεραμικών υλικών του τριαδικού συστήματος SiO2-CaO-MgO

 
δείτε την πρωτότυπη σελίδα τεκμηρίου
στον ιστότοπο του αποθετηρίου του φορέα για περισσότερες πληροφορίες και για να δείτε όλα τα ψηφιακά αρχεία του τεκμηρίου*
κοινοποιήστε το τεκμήριο




2016 (EL)
Επίδραση των ιόντων στροντίου (Sr) στη βιοενεργή συμπεριφορά βιοκεραμικών υλικών του τριαδικού συστήματος SiO2-CaO-MgO

Δέσσου, Νικολία

Bioactive glasses are glass-ceramic biomaterials suitable for bone tissue engineering applications. Various studies have reported that Si-, Ca-, Mg- and Sr-containing glasses are highly bioactive and could be used for biomedical applications. Specifically, Sr has been shown to have positive effects on bone cells and to enhance bone formation both in vitro and in vivo. The aim of this work was the evaluation of the bioactive behaviour of two Sr-containing glass ceramic materials with similar composition, namely SiO2 60, CaO 30, MgO 5 ,SrO 5 and SiO2 60, CaO 30, MgO 5, SrO 10 in wt %, both thermally treated and untreated in inorganic environment (SBF solution). Bioactive glasses were produced with the sol-gel method. The bioactivity test of glass-ceramics was conducted in SBF, with a ratio of 1.5 mg/mL for various immersion times (1, 3, 5, 10, 15, 20, 25 and 30days). FTIR, TG-DTA, XRD and SEM/EDS were used for the characterization of the samples. Differential thermal and thermogravimetric analysis were performed with a Setaram thermogravimetric-differential thermal analyzer SETSYS 16/18-TG-DTA (1400°C rod), with heating and cooling rates 10 °C/min – in nitrogen atmosphere – and furnace cooling, respectively FTIR transmittance spectra, were obtained using a Perkin-Elmer Spectrometer Spectrum 1000 in MIR region (4000-400 cm-1) with a resolution 4 cm-1. XRD measurements were carried out using a Philips (PW1710) diffractometer with Ni-filtered CuKa wave radiation. The counting statistics of the XRD study were: step size 0.02° 2θ, start angle 5°, end angle: 75° and the time per step: 1.5 sec. The thermal measurements of the synthesized materials revealed the crystallization peaks at 892oC and 903oC respectively, as well as the mass loss of both materials, which was under 5%. Then, a bioactive behavior test underwent, in thermally treated at the above temperatures samples, and in the original samples. The FTIR spectra revealed that all the synthesized glass- ceramic materials presented the characteristic bands of silicate glasses. After 5 days of immersion in SBF solution, FTIR spectra revealed the formation of apatite layer on the surface of the samples, which became thicker as the immersion time passed by. The aforementioned results are confirmed by all characterization techniques used.
Οι βιοενεργές ύαλοι είναι ϋαλοκεραμικά βιοϋλικά ικάνα για εφαρμογές οστικής αναγέννησης. Πολλές μελέτες έχουν δείξει, ότι ύαλοι που περιέχουν Si,Ca, Mg και Sr εμφανίζουν υψηλή βιονεργότητα και μπορούν να χρησιμοποιηθούν σε βιοϊατρικές εφαρμογές. Συγκεκριμένα το Sr φαίνεται να έχει θετικές επιδράσεις στα κύτταρα των οστών και να ενισχύει το σχηματισμό οστού τόσο in vitrο, όσο και in vivo. Στόχος αυτής της εργασίας ήταν η αξιολόγηση της βιοενεργής συμπεριφοράς δύο κεραμικών υάλων που περιέχουν Sr, με παρόμοιες συστάσεις, ονομαστικά SiO2 60, CaO 30, MgO 5 ,SrO 5 και SiO2 60, CaO 30, MgO 5, SrO 10 σε wt %, τόσο θερμικά επεξεργασμένες και μη επεξεργασμένες σε ανόργανο περιβάλλον (διάλυμα SBF). Οι βιοενεργές ύαλοι παρασκευάστηκαν με τη μέθοδο κολλοειδούς γέλης. Το τεστ βιονεργότητας διεξήχθη σε υγρό προσομοίωσης του πλάσματος του αίματος (διάλυμα SBF) με αναλογία 1,5 mg/mL, για διάφορες μέρες εμβάπτισης των δειγμάτων (1,3,5,10,15,20,25 και 30 ημέρες). Για το χαρακτηρισμό των δειγμάτων χρησιμοποιήθηκαν οι τεχνικές Θερμική Ανάλυση (TG-TDS), Φασματοσκοπία Υπερύθρου (FTIR), Περίθλαση ακτινών-Χ (XRD) και Ηλεκτρονική Μικροσκόπια Σάρωσης και Φασματοσκοπία Ενεργειακής Διασποράς (SEM/EDS). Η διαφορική θερμική και θερμοβαρυμετρική ανάλυση πραγματοποιήθηκε με αναλυτή Setaram SETSYS 16/18-TG-DTA (1400 °C rod), με ρυθμούς θέρμανσης και ψύξης 10 °C/min -σε ατμόσφαιρα αζώτου. Αντίστοιχα, τα φάσματα FTIR λήφθηκαν χρησιμοποιώντας φασματσκόπιο Perkin-Elmer Spectrometer Spectrum 1000 στην περιοχή MIR (4000-400 cm-1) με ανάλυση 4cm-1. Για τη λήψη των μικροφωτογραφιών SEM, χρησιμοποιήθηκε JEOL JMS840A Oxford ISIS 300 Detector. Οι μετρήσεις περίθλασης ακτίνων-Χ διεξήχθηξαν με τη χρήση ενός περιθλασίμετρου Philips (PW1710) με ακτινοβολία κύματος CuKa (με φίλτρο Ni). Τα στατισιτκά στοιχεία της μελέτης XRD ήταν : βήμα 0.02o 2θ, αρχική γωνία 5o, τελικά γωνία: 75o, χρόνος βήματος : 1.5 sec. Οι θερμικές μετρήσεις των συντιθέμενων υλικών έδειξαν κορυφές κρυστάλλωσης στους 892oC για το Sr5 και 903oC για το Sr10, καθώς και συνολική απώλεια μάζας κάτω από 5% ανίστοιχα. Στη συνέχεια, πραγματοποιήθηκε τεστ βιονεργής συμπεριφοράς, τόσο στα δείγματα που υπέστησαν πυροσυσσωμάτωση στις παραπάνω θερμοκρασίες, όσο και στα αρχικά δείγματα. Τα φάσματα FTIR έδειξαν ότι όλα τα συντιθέμενα αρχικά υλικά παρουσιάζουν τις χαρακτηριστικές κορυφές των πυριτικών υάλων. Μετά την παραμονή των δειγμάτων στο SBF για 5 ημέρες είναι εμφανής η δημιουργία στρώματος απατίτη στην επιφάνεια των δειγμάτων, το οποίο με την πάροδο των ημερών εμβάπτισης γίνεται πιο παχύ. Τα παραπάνω αποτελέσματα επιβεβαιώθηκαν και από τις υπόλοιπες τεχνικές χαρακτηρισμού που χρησιμοποιήθηκαν.

info:eu-repo/semantics/bachelorThesis
Graduate Thesis / Πτυχιακή Εργασία

Αριστοτέλειο Πανεπιστήμιο Θεσσαλονίκης (EL)
Aristotle University of Thessaloniki (EN)

Ελληνική γλώσσα

2016
2016-10-11T08:11:58Z


Αριστοτέλειο Πανεπιστήμιο Θεσσαλονίκης, Σχολή Θετικών Επιστημών, Τμήμα Φυσικής

This record is part of 'IKEE', the Institutional Repository of Aristotle University of Thessaloniki's Library and Information Centre found at http://ikee.lib.auth.gr. Unless otherwise stated above, the record metadata were created by and belong to Aristotle University of Thessaloniki Library, Greece and are made available to the public under Creative Commons Attribution-ShareAlike 4.0 International license (http://creativecommons.org/licenses/by-sa/4.0). Unless otherwise stated in the record, the content and copyright of files and fulltext documents belong to their respective authors. Out-of-copyright content that was digitized, converted, processed, modified, etc by AUTh Library, is made available to the public under Creative Commons Attribution-ShareAlike 4.0 International license (http://creativecommons.org/licenses/by-sa/4.0). You are kindly requested to make a reference to AUTh Library and the URL of the record containing the resource whenever you make use of this material.
info:eu-repo/semantics/openAccess



*Η εύρυθμη και αδιάλειπτη λειτουργία των διαδικτυακών διευθύνσεων των συλλογών (ψηφιακό αρχείο, καρτέλα τεκμηρίου στο αποθετήριο) είναι αποκλειστική ευθύνη των αντίστοιχων Φορέων περιεχομένου.