Električna polarizacija biomaterijala

Andrea Moguš-Milanković

Molekularne bioznanosti

Biomaterijali

Područje našeg istraživanja

Odnos kemijskog sastava-strukture-svojstva novih biomaterijala

Promjene sastava dovode do promjena strukture što utječe na promjene električnih svojstva

Biomaterijali- sintetički materijali

-Bioinertni-Bioaktivni

-Biorazgradivi

staklo-keramikaStaklokeramika

Staklokeramika

staklostaklostaklostaklostaklostaklo

------15.0--B2O3

--0.412.0-----K2O

-5.04.86.019.521.024.524.524.5Na2O

4.6-2.95.0-----MgO

0.5-----9.8-CaF2

-16.025.5-----Ca(PO3)2

44.733.020.220.019.521.024.514.724.5CaO

16.2--4.06.06.06.06.06.0P2O5

34.046.046.253.055.052.030.045.045.0SiO2

A/Wstaklo-keramika

KGSCeravital®

KGCCeravital®

13-93Bioglass®

55S4.3Bioglass®

52S4.6Bioglass®

45BI5S5Bioglass®

45S5.4FBioglass®

45S5Bioglass®

Maseni udio / %

Sastav raznih bioaktivnih stakala i staklo-keramika

Bioaktivni materijali

Na2O-CaO-P2O5-SiO2

A B C D

Površinska aktivnost bioaktivnog stakla

< 60 tež% SiO2veliki udio Na2O i CaO5:1, CaO/P2O5 odnos

Bioaktivna stakla

45S5

Staklena zrna Otapanje površine Ugradnja bioloških Kristalizacija staklenih zrna komponenata HCA

Pločica Au elektrode grijanje od RT- 500 C DC polje 45 do 180 kVm-1

hlađenje do RT

Površinski naboj induciran električnom polarizacijom

45S5

45S5

Električna polarizacija bioaktivnog stakla 45S5

Andrea Moguš-Milanković, Institut Ruđer Bošković

Električna polarizacija bioaktivnog stakla 45S5

Migracija iona važan faktor za proces formiranja sloja HCA i vezanja s tkivom

Regulacija migracije iona poboljšanje bioaktivnosti bioaktivnih materijala

7.809.13·10-10181.8

6.188.71·10-10154.5

3.184.04·10-1090.9

1.262.70·10-1045.5

Qp / mC m-2Imax / AEp / kV m-1

100 150 200 250 300 350 400 450

0,0

3,0x10-10

6,0x10-10

9,0x10-10

1,2x10-9

1,5x10-9

1,8x10-9

I / A

T / C

45.5 kV m-1

90.9 kV m-1

154.5 kV m-1

181.8 kV m-1

45S5

Andrea Moguš-Milanković, Institut Ruđer Bošković

SEM slike

rast kristala na nepolariziranoj i polariziranoj negativnoj strani 45S5 stakla nakon 2 h u simuliranoj tjelesnoj tekućini

0-strana N-strana

Andrea Moguš-Milanković, Institut Ruđer Bošković

Primarni ljudski osteoblasti na poroznojstaklastoj pjeni. Stanice premošćujupore staklaste pjeneTrodimenzijska slika 70S30C bioaktivnog stakla

Podloga, veličina pora ~ 100 µm

Andrea Moguš-Milanković, Institut Ruđer Bošković

* Impedancijska spektroskopija f = 0,01 Hz - 4 MHz T = 303 - 473 K

* Ramanska spektroskopija* IR* XRD* SEM, TEM

* Termički stimulirana struja (TSC)