Vplyv polymérneho povlaku na degradáciu biomateriálov na báze železa

Vplyv polymérneho povlaku na degradáciu biomateriálov na báze železa

Rok:
2020

Celkové hodnotenie

Vedecká práca
100%
Prevedenie (dizajn)
100%
Diskusná interakcia
PoužívateľVedecká prácaDizajnDiskusná interakcia
Mgr. Júlia Hunková100%100%-
ISBN: 978-80-972360-6-9

Vplyv polymérneho povlaku na degradáciu biomateriálov na báze železa

Martina Petráková1 , Renáta Oriňaková , Andrej Oriňak ,
1 Katedra fyzikálnej chémie, Ústav chemických vied, Prírodovedecká fakulta UPJŠ, Košice, Slovensko
petrakova.martina1@gmail.com

V oblasti biomateriálov používaných v medicíne sa neustále skúmajú nové materiály a postupy, keďže mnoho potenciálnych implantátov je náchylných na poškodenie v dôsledku biologickej interakcie, ktorá do značnej miery obmedzuje výber vhodného biomateriálu [1]. Implantáty sú najčastejšie vyrobené z kovového, keramického, kompozitného alebo polymérneho materiálu. Kovy a kompozity s kovovou matricou zahŕňajú vysokú hodnotu ťažnosti a mechanickej pevnosti, čo robia najvhodnejšie materiály na podporu ortopedického použitia [2]. Trendom posledných rokov sa stali biodegradovateľné materiály. V porovnaní s permanentnými materiálmi biologicky degradovateľné kovové materiály množstvo výhod. Implantát sa po čase sám postupne biologicky rozloží a produkty rozkladu sa absorbujú alebo vylúčia z ľudského tela.

Práca sa zaoberá prípravou a testovaním degradačného správania bunkových materiálov na báze železa. Vzorky boli pripravené práškovou metalurgiou z fosfátovaného železného prášku. Na zlepšenie vlastností vzoriek na báze fosfátovaného železa sa ich povrch modifikoval polymérnym povlakom PEG (polyetylénglykol). Vzorky Fe/P boli potiahnuté polymérnou vrstvou PEG s koncentráciou 10 % hm. Korózne vlastnosti potiahnutých a nepotiahnutých vzoriek boli študované pomocou anodickej polarizačnej metódy  v Hankovom roztoku. Vzorky potiahnuté polymérnym 10 % PEG povlakom korodovali rýchlejšie ako nepotiahnuté vzorky. Statická korózia bola testovaná v Hankovom roztoku pri 37 °C. Testovanie in vitro sa uskutočňovalo na simulovaných telových tekutinách. Počas 4, 8 a 12 týždňov boli všetky vzorky monitorované, aby sa študoval vplyv polymérneho povlaku na správanie biomateriálov. Miera korózie vzoriek potiahnutých PEG bola vyššia ako nepotiahnutá. Tiež sme pozorovali, že s rastúcou dobou sa rýchlosť korózie spomaľovala, bez ohľadu na poťahovanie vzorky.

Poďakovanie: 

Táto práca bola podporená Agentúrou na podporu výskumu a vývoja (projekt APVV-16-0029) a grantom VEGA 1/0074/17.

Zdroje: 

[1] L. Pruitt, J. Furmanski, JOM 61 (2009)14-20.
[2] J. Čapek, D. Vojtěch, A. Oborná, Mater Design 83 (2015) 468-482.

Diskusia

Dobry den,
zaujala ma Vasa praca. Nikde som vsak nenasla vysvetlenu skratku SEM - ide o Skenovaciu elektronovú mikroskopiu? Ake ste mali detekcne instrumentalne vybavenie na sledovanie degradacnych zmien? Z vasich vysledkov je zrejme, ze vzorky pokryte PEG povlakom korodovali rychlejsie, ake su teda z toho vyplyvajuce vase zavery a odporucania pre prax. Vopred dakujem za odpovede, ZB

Dobrý deň, áno ide o Skenovaciu elektrónovú mikroskopiu (elektrónový mikroskop JEOL JSM-7000F s EDX INCA) a samotné degradačné zmeny sme sledovali najmä z hľadiska dynamickej degradácie metódou anodickej polarizácie (potenciostat Autolab PGSTAT 302N) a už spomenutou SEM. Tým, že vzorky pokryté PEG povlakom korodovali rýchlejšie sme dokázali, že sú vhodnejšie ako nepokryté vzorky, ktorých degradácia je v praxi veľmi pomalá, ale zrýchlenie zatiaľ nieje optimálne. Do budúcna je preto pre použitie v praxi možnosťou rovnako vyskúšať aj iné množstvá PEG povlaku a sledovať rýchlosť degradácie, ale pokrývanie PEG povlakom je z hľadiska zvýšenia rýchlosti degradácie dobrou voľbou.