Ciment Calcio-Fosfatic - Tendințe Moderne

Domeniu: Chimie Anorganică

Conține 1 fișier: docx

Pagini : 21 în total

Cuvinte : 4595

Mărime: 1.91MB (arhivat)

Publicat de: Ioana V.

Puncte necesare: 8

Profesor îndrumător / Prezentat Profesorului: Prof. Dr. Ing. Georgeta Voicu

Facultatea de Chimie Aplicata si Stiinta Materialelor

Universitatea Politehnica Bucuresti, Bucuresti

Descarcă acum

Cuprins Extras Bibliografie Preview

Cuprins

1.INTRODUCERE 3
2.OBȚINERE 4
3.TIPURI DE CPC [2] 7
3.1 Cimentul de tip apatit 8
3.2 Cimentul de tip brushit 9
4.PROPRIETĂȚILE CIMENTURILOR CALCIO-FOSFATICE 10
4.1 Coeziunea 10
4.2. Adeziunea 11
4.3 Injectabilitatea[5] 11
4.4 Biocompatibilitatea 12
4.5 Bioactivitatea și bioresorbția 13
4.6 Osteoconductivitatea 14
4.7 Biodegradarea 15
4.8 Rezistența mecanică 16
4.9 Macroporozitatea 17
5. DOMENII DE UTILIZARE ALE CPC-URILOR 17
5.1 Eliberare controlată de medicamente: 17
5.2 Scaffolduri din CPC pentru regenerare osoasă 18
5.3 Biosenzori 19
6. AVANTAJE/DEZAVANTAJE FAȚĂ DE ALTE SISTEME 19
7. CONCLUZII 20
8. BIBLIOGRAFIE 21

Extras din proiect

1.Introducere

În ultimile câteva decenii a avut loc o continuă apariție și dezvoltare a unor noi tipuri de biomateriale sintetice pentru repararea și regenerarea țesutului osos. Aceste noi tipuri de biomateriale cuprind metale, polimeri, cermică, biosticlă, sulfați de calciu, carbonați de calciu și fosfați de calciu.

Printre aceste materiale , cimenturile calcio-fosfatice (CPC) sunt o categorie de biomateriale promițătoare pentru aplicații clinice datorită proprietăților lor deosebite precum:

Bioactivitate

Osteoconductivitate

Injectabilitate

Capacitatea de fi modelate

Cimenturile de fosfat de calciu (CPC) sunt amestecuri de una sau mai multe pulberi de fosfat de calciu (CP) cu apă sau soluții apoase, care se pot utiliza la temperatura camerei sau a corpului. Având o structură ceramică, CPC-urile sunt fragile, fiind utilizate numai pentru aplicații care nu necesită o rezistență mecanică foarte mare sau care nu trebuie să reziste la acțiunea unei încărcări.[1]

Datorită asemănării lor cu hidroxiapatita biologică (HAp), faza minerală a oaselor și dinților naturali, CPC-urile au fost utilizate drept filler pentru fracturi e sau defecte osoase, pentru aplicații craniomaxilofaciale, dentare și ortopedice. CPC-urile pot fi ușor modelate sau injectate în cavitățile neregulate ale țesutului osos, restabilind structura și funcțiile osului și stimulând noua formare osoasă.

Una dintre cele mai importante caracteristici ale CPC-urilor este capacitatea lor de a se forma in situ printr-o reacție de dizolvare-precipitare la temperatura corpului. Această caracteristică dă naștere altor proprietăți benefice, cum ar fi capacitatea de modelare la amestecare, injectabilitatea care permite o intervenție minim invazivă și capacitatea de a servi drept purtător pentru furnizarea de medicamente și molecule biologice.

Cercetările timpurii asupra CPC-urilor s-au concentrat în principal pe îmbunătățirea întăririi, manipulării și proprietăților mecanice ale CPC-urilor prin adaptarea mai multor parametri de prelucrare, precum:

compoziția cimentului

aditivii utilizați

porozitatea

mărimea particulelor.

2.Obținere

Cimenturile calcio-fosfatice au fost create pentru prima dată în anii 1980, de către Brown și Chow. CPC-urile sunt produse printr-o reacție chimică între două faze, un solid și un lichid, care, atunci când sunt amestecate, formează o pastă care se fixează progresiv și se întărește într-o masă solidă; acest lucru este similar cu cimenturile utilizate în inginerie civilă.

Faza solidă cuprinde unul sau mai mulți compuși de fosfat de calciu (CaP). Apa sau o soluție care conține fosfat de calciu este folosită ca și fază lichidă, iar aceasta poate conține chitosan, alginat, hialuronat, gelatină, sulfat de condroitină, acid citric sau succinic pentru a permite dizolvarea compușilor inițiali de CaP până la suprasaturarea soluției, inducând astfel precipitarea de cristale.[2]

Fig.1 Obținerea cimentului calcio-fosfatic

În prezent, în ciuda numeroaselor denumiri pentru CPC, există doar 2 produse finale posibile:

brushite (fosfat dicalcic dihidrat, DCPD)

apatit, cum ar fi hidroxiapatita sau hidroxiapatita cu calciu (CDHA)

Mai mult, aceste două produse finale sunt obținute în principal cu ajutorul a două tipuri de reacții chimice: hidroliză și reacții acid-bază. Diferența majoră dintre cele două produse CPC finale este solubilitatea lor: brushitul este de 1-2 ordine de mărime mai solubil decât apatitul la pH fiziologic. Cu toate acestea, deoarece brushitul este o fază metastabilă, in vivo poate avea loc transformarea brushit-ului în apatit.

Bibliografie

[1] A. J. Ambard and L. Mueninghoff, “Calcium Phosphate Cement : Review of Mechanical and Biological Properties,” vol. 15, no. 5, pp. 321- 328, 2006.

[2] F. Ozdemir, I. Evans, and O. Bretcanu, Calcium Phosphate Cements for Medical Applications. .

[3] J. Zhang, W. Liu, V. Schnitzler, F. Tancret, and J. Bouler, “Review : Calcium Phosphate Cements ( CPCs ) for bone substitution : chemistry , handling and mechanical properties . Acta Biomaterialia Calcium phosphate cements for bone substitution : Chemistry , handling and mechanical properties,” Acta Biomater., vol. 10, no. 3, pp. 1035- 1049, 2013.

[4] F. Tamimi, Z. Sheikh, and J. Barralet, “Acta Biomaterialia Dicalcium phosphate cements : Brushite and monetite,” Acta Biomater., vol. 8, no. 2, pp. 474- 487, 2012.

[5] H. H. K. Xu et al., “Calcium phosphate cements for bone engineering and their biological properties,” Nat. Publ. Gr., vol. 5, no. July, pp. 1- 19, 2017.

[6] M. Ginebra, C. Canal, D. Pastorino, and E. B. Montufar, “Calcium phosphate cements as drug delivery materials ☆,” Adv. Drug Deliv. Rev., vol. 64, no. 12, pp. 1090- 1110, 2012.

[7] F. De Chimie-biologie-geografie and D. Chimie, “Studiul descompunerii termice a unor precursori.”

[8] J. Zhang, “Review : Calcium Phosphate Cements ( CPCs ) for bone substitution : chemistry , handling and mechanical properties,” ACTA Biomater., 2013.

[9] O. Access, “We are IntechOpen , the world ’ s leading publisher of Open Access books Built by scientists , for scientists TOP 1 %.”

[10] I. A. Grafe et al., “Calcium-Phosphate and Polymethylmethacrylate Cement in Long-term Outcome After Kyphoplasty of Painful Osteoporotic Vertebral Fractures,” vol. 33, no. 11, pp. 1284- 1290, 2008.