Nội dung được dịch bởi AI, chỉ mang tính chất tham khảo
Tính tương thích sinh học, hoạt tính sinh học và tính chất cơ học của xi măng Portland và hỗn hợp xi măng Portland-Metakaolin cho các ứng dụng kỹ thuật mô xương
Tóm tắt
Chúng tôi đã nghiên cứu sự ứng dụng tiềm năng của xi măng Portland và các hỗn hợp xi măng Portland-Metakaolin như là vật liệu làm giá đỡ cho kỹ thuật mô xương chịu tải. Các hỗn hợp xi măng đã được chuẩn bị bằng cách trộn xi măng Portland và Metakaolin với các tỉ lệ khác nhau (100:0, 85:15) và hydrat hóa trong môi trường CO2 tập trung (hỗn hợp carbonat). Các hỗn hợp được chế tạo tương tự nhưng được hydrat hóa trong điều kiện khí quyển bình thường được sử dụng để so sánh (hỗn hợp không carbonat). Các thử nghiệm nén được tiến hành để đánh giá các tính chất cơ học của các hỗn hợp. Tính hoạt động sinh học của các mẫu được kiểm tra trong dung dịch chất lỏng mô phỏng cơ thể (SBF) trong 1 và 4 ngày. Hình thái và hóa học của mẫu được đặc trưng thông qua kính hiển vi điện tử quét (SEM) và phổ tán xạ năng lượng (EDS), tương ứng. Tính tương thích tế bào được nghiên cứu using các nền văn hóa tế bào u xương người (HOS) và thử nghiệm tiếp xúc trực tiếp. Đặc trưng cơ học không cho thấy sự khác biệt đáng kể về độ cứng nén của các hỗn hợp so với các mẫu xi măng tinh khiết. Thử nghiệm tính hoạt động sinh học cho thấy các hỗn hợp đã kích thích sự lắng đọng bề mặt của phosphate canxi (CaP) khi tiếp xúc với dung dịch SBF (được xác nhận bởi SEM và EDS). Các hỗn hợp không carbonat đã kích thích sự lắng đọng CaP sớm. Các thử nghiệm tính tương thích tế bào cho thấy các hỗn hợp carbonat cho phép sự phát triển tế bào đầy đủ. Các hỗn hợp không carbonat thể hiện hành vi cực kỳ độc tế bào. Việc giới thiệu Metakaolin không ảnh hưởng đến tính tương thích tế bào của các mẫu. Những kết quả này cho thấy rằng xi măng Portland và các hỗn hợp xi măng Portland-Metakaolin có thể có những đặc điểm phù hợp cho các ứng dụng làm vật liệu giá đỡ trong kỹ thuật mô xương chịu tải.
Từ khóa
#xi măng Portland #Metakaolin #ứng dụng kỹ thuật mô xương #tính tương thích sinh học #hoạt tính sinh học #tính chất cơ họcTài liệu tham khảo
Ministry, A.S., Mikos, A.G., Tissue engineering strategies for bone regeneration. Adv. Biochem Engin/Biotechnol, 2005. 94: p. 1
Salgado, A.J., Coutinho, O.P., Reis, R.L., Bone Tissue Engineering: State of the Art and Future Trends. Macromolecular Bioscience, 2004. 4: p. 776
Temenoff, J.S., Mikos, A.G., Review: tissue engineering for regeneration of articular cartilage. Biomaterials, 2000. 21: p. 2405
Kokubo, T., Takadama, H., How useful is SBF in predicting in vivo bone bioactivity?. Biomaterials, 2006. 27: p.2907
Kokubo, T., Kim, H.M., Kawashita, M., Novel bioactive materials with different mechanical properties. Biomaterials, 2003. 24: p. 2161
Friedman, C.D., Costantino, P.D., Takagi, S., Chow, L.C., Bone sourceTM hydroxyapatite cement: a novel biomaterial for craniofacial skeletal tissue engineering and reconstruction. J Biomed Mater Res (Appl Biomater), 1998. 43: p. 428
Adams, C.S., Mansfield, K., Perlot, R.L., Shapiro, I.M., Matrix Regulation of Skeletal Cell Apoptosis. J. Biol. Chem., 2001. 276: p. 20316
Kim, H.M., Kishimoto, K., Miyaji, F., Kokubo, T., Yao, T., Suetsugu, Y., Tanaka, J., Nakamura, T., Composition and structure of the apatite formed on PET substrates in SBF modified with various ionic activity products. J Biomed Mater Res, 1999. 46: p. 228
Rezwan, K., Chen, Q.Z., Blaker, J.J., Boccaccini, A.R., Biodegradable and bioactive polymer/inorganic composite scaffolds for bone tissue engineering. Biomaterials, 2006. 27: p.3413
Aïtcin, P.C., Cements of yesterday and today Concrete of tomorrow. Cement and Concrete Research, 2000. 30: 1349
Sabir, B.B., Wild S., Bai, J., Metakaolin and calcined clays as pozzolans for concrete: a review. Cement & Concrete Composites, 2001. 23: p. 441
Sarkar, N.K., Caicedo, R., Ritwik, P., Moiseyeva, R., Kawashima, I., Physicochemical basis of the biological properties of mineral trioxide aggregate. J Endod, 2005. 31: p.97
Tay, F.R., Pashley, D.H., Guided tissue remineralization of partially demineralized human dentine. Biomaterials, 2007. 29: p.1127
Cultrone, G., Sebastian, E., Ortega Huertas, M., Forced and natural carboation of lime-based mortars with and without additives: mineralogical and textural changes. Cement and Concrete Research, 2005. 35: p. 2278
Northup SJ, Cammack JN. Mammalian cell culture models. En: Handbook of biomaterial evaluation: scientific, technical, and clinical testing of implant materials. 2 ed, Ann Arbor, Taylor & Francis, 1999, 329
Gallego, D., Higuita, N., Garcia, F., Ferrell, N., Hansford, D.J., Bioactive coatings on Portland cement substrates: Surface precipitation of apatite-like crystals. Materials Science and Engineering C, 2008. 28: p. 347
Huang, F.M., Tai, K.W., Chou, M.Y., Chang, Y.C., Cytotoxicity of resin-, zinc oxide-eugenol-, and calcium hydroxide-based root canal sealers on human periodontal ligament cells and permanent V79 cells. International Endodontic Journal, 2002. 35: p. 153