Biodegradovateľné kovové materiály pre použitie v tkanivovom inžinierstve

Biodegradovateľné kovové materiály pre použitie v tkanivovom inžinierstve

Celkové hodnotenie

Vedecká práca
100%
Prevedenie (dizajn)
100%
Diskusná interakcia
100%
PoužívateľVedecká prácaDizajnDiskusná interakcia
Mgr. Júlia Hunková100%100%-
Martina Antolová100%100%100%
Oliver Hildebrand100%100%100%
RNDr. Miroslav Horváth PhD.100%100%100%
RNDr. Dominika Capková100%100%100%
RNDr. Jana Perduková100%100%-
ISBN: 978-80-972360-0-7

Biodegradovateľné kovové materiály pre použitie v tkanivovom inžinierstve

Radka Gorejová1 , Renáta Oriňaková
1 Univerzita Pavla Jozefa Šafárika, Prírodovedecká fakulta, Katedra fyzikálnej chémie, Košice, Slovenská republika
radka.gorejova@gmail.com

Zlomeninami kostí trpí v dôsledku úrazov a chorôb každoročne veľké množstvo ľudí. Časť z nich je natoľko zložitá a komplexná, že je potrebné okrem vonkajšej fixácie vykonať aj chirurgický zákrok s využitím ortopedických implantátov. Pri ich výrobe bola korózia ešte donedávna nežiadúcim javom. Biodegradovateľné kovové materiály sú kovy a ich zliatiny, ktoré sú navrhnuté tak, aby postupne korodovali in vivo a počas tohto procesu poskytli hojacemu sa tkanivu adekvátnu oporu. Okrem toho zároveň podporujú rast nových buniek a jeho regeneráciu. Takéto materiály by mohli odstrániť najzávažnejšie nedostatky trvalých implantátov, vyrábaných prevažne z nehrdzavejúcej ocele a titánu [1], medzi ktoré patrí potreba sekundárnych zákrokov na ich odstránenie a nevhodné mechanické vlastnosti. Významnou podmienkou, ktorú musia všetky biodegradovateľné materiály spĺňať, je biokompatibilita s hostiteľským prostredím. Najčastejšie využívanými kovmi pre prípravu biodegradovateľných materiálov sú železo a horčík [2], ktoré v tele degradujú práve procesmi korózie. Jej rýchlosť je jedným z určujúcich faktorov pre výber daného kovu ako dočasnej opory. Tá môže byť ovplyvnená rôznymi spôsobmi, medzi ktoré patrí napríklad príprava zliatin a nanášanie povlakov.

V tejto práci sa venujem príprave kovových celulárnych štruktúr na báze železa pripravených metódou práškovej metalurgie pokrytých polyetylénglykolovým (PEG) filmom a následnému meraniu rýchlosti korózie a ich analýze. Na celulárne Fe vzorky bol nanášaný polymérny film z polyetylénglykolu (PEG) v koncentráciách 5, 10 a 15 hm. %/l. S nárastom množstva PEG povlaku bolo pozorované vyhládzanie povrchu, zníženie jeho drsnosti a nehomogénnosti. Korózne správanie takto pripravených vzoriek bolo študované formou statickej korózie a dynamickej korózie v Hankovom roztoku. Roztoky, v ktorých boli vzorky ponorené, boli testované metódou atómovej absorpčnej spektroskopie a analyzované v plameni acetylén-vzduch. Popri SEM (Scanning Electron Microscopy) bola vykonaná na vzorkách pred koróziou a po 1 mesiaci korózie EDX (Energy Dispersive X-ray spectroscopy point analysis) analýza.  

Výsledky meraní rýchlosti korózie v prípade statickej aj dynamickej korózie ukázali, že vzorky pokryté polymérom korodovali rýchlejšie než čisté železo. Najrýchlejšie korodovala vzorka pokrytá PEG v koncentrácii 10 hm. %. Vzhľadom na možné použitie železa ako biodegradovateľného materiálu pre ďalšie ortopedické použitie je toto zvýšenie želaným efektom, nakoľko rýchlosť degradácie čistého železa je nedostačujúca. Keďže okrem vhodnej koróznej rýchlosti je dôležitá aj biokompatibilita, hemokompatibilita a nízka cytotoxicita takýchto zariadení, budú vykonané ďalšie testy.

Poďakovanie: 
Zdroje: 

[1] Chen, Q., Thouas, G. A.(2015) Mater.Sci.Eng., 87, 1-57.
[2] Li, H., Zheng, Y., Qin, L. (2014) Prog. Nat. Sci., 24(5), 414-422.

Diskusia