SZKŁA METALICZNE

• Magnetyki konwencjonalne o

budowie krystalicznej: translacyjna
symetria sieci (komórka
elementarna)

• Magnetyki amorficzne – nieporządek

chemiczny i topologiczny: nie
równoznaczne pozycje strukturalne
tego samego atomu

SZKŁA METALICZNE

• Historia:
- Brenner (1950) – otrzymanie

amorficznej warstwy Ni-P metodą

elektrolityczną;

- Pol Duwez (1960) - szkła metaliczne
- D.Fisher, D.E. Koopman (1964) –

otrzymanie amorficznej warstwy Co-P

osadzanej chemicznie – obserwacja p-

ętli histerezy

SZKŁA METALICZNE

• Historia – cd.
- Gubanov A.I.(1960) – praca teoretyczna

w której wykazano, że uporządkowanie
magnetyczne może z powodzeniem
występować również w materiałach
amorficznych

- Koncern Allied Chemical (połowa lat 70-

tych) – produkcja przemysłowa
magnetyków amorficznych

SZKŁA METALICZNE

Historia cd.
- Y. Yoshizawa (1988) – wykazanie że

magnetyczne szkła metaliczne można
wykorzystać jako materiał wyjściowy
dla magnetyków nanokrystalicznych

(FeSiB z domieszkami Cu, Nb

poddano obróbce cieplnej-
nanokrystalizacja FeSi)

SZKŁA METALICZNE

Historia cd.
- J. Poon, G.Shifled (2003): stworzenie

pierwszego stalowego szkła,
składającego się z węgla, żelaza i
manganu (brak zdolności
magnetycznych) – wyprodukowanie
pierwszej niemagnetycznej stali, która
z łatwością może sobie radzić z
radarami

BIOAKTYWNOŚĆ

zdolność powierzchni implantu lub
powłoki na implancie, do
przylegania bezpośrednio do tkanki
miękkiej lub twardej, bez tworzenia
warstwy pośredniej zbudowanej ze
zmodyfikowanej tkanki

BIOAKTYWNOŚĆ

Klasa A

– materiały charakteryzujące się

zdolnością reagowania na poziomie

komórkowym, wywołują proliferację

tkanki kostnej (osteoprodukcja) -

bioszkła;

Klasa B

– materiały te umożliwiają

wzrost tkanki kostnej na swojej

powierzchni (osteokondukcja) –

bioszkła, szkłoceramika,

hydroksyapatyt;

Podstawowy skład chemiczny bioszkieł

CaO – P

2

O

5

– SiO

2

Pierwsze bioszkło (Hench)

Na

2

O – CaO – P

2

O

5

–

SiO

2

Bioglass

45S5: 24,5Na

2

O; 24,5CaO;5SiO

2

; 6P

2

O

5

;

Modyfikacja składu chemicznego dodatkami:

MgO

(3-20% wag),

CaF

2

(0,5-10%wag),

B

2

O

3

(2-15%wag.),

Al

2

O

3

(0,5-33%wag.);

Tworzywa szkłoceramiczne:

Ceravital, Cerabone,

Bioverit

BIOSZKŁA I TWORZYWA

SZKŁOCERAMICZNE

Metody otrzymywania:

-topienie szkieł (proces
wysokotemperaturowy
1500

o

C); kierowana

krystalizacja
-chemiczna synteza z
roztworów metoda zol-żel
(proces
niskotemperaturowy 800

o

C)

S iO

2

C a O

P O

2

5

1 0

9 0

2 0

8 0

3 0

7 0

4 0

6 0

5 0

5 0

5 0

6 0

6 0

4 0

4 0

7 0

7 0

3 0

3 0

8 0

8 0

2 0

2 0

9 0

9 0

1 0

1 0

o b s z a r

s z k lis ty

n ie tw o r z y s ię

s z k ło

r o z p u s z c z a n i e

s z k ła

n ie tw o r z y s ię

H A p

z a k r e s f o r m o w a n i a

H A p - s z k ło to p io n e

f o r m o w a n ie H A p

- s z k ło ż e lo w e

BIOSZKŁA I TWORZYWA

SZKŁOCERAMICZNE

Parametry materiałowe

BIOSZKŁA I TWORZYWA

SZKŁOCERAMICZNE

parametr

szkło
topione

szkło
żelowe

tworzywo
szkłoceramicz
ne

gęstość

2,6 - 2,8

2,5 - 2,8

2,6 - 3,2

powierzchnia
właściwa (BET,
m

2

/g)

1,5 – 3

30 – 250

porowatość
(%obj.)

do 10%

25 – 55%

do 10%;

do

80%

obecność grup
OH

nie

tak

nie/

tak

obj. porów
cm

3

/g

0,001-0,05 0,2-0,5

0,01-0,05;

do

0,7

•

Postać biomateriału:

granulki o uziarnieniu

500 – 800 m.

• Model:

wszczep do kości podudzia królika

;

– ubytek w kształcie łoża o wymiarach: długość

40mm, szerokość 5mm, głębokość 5mm

• Materiał kontrolny:

preparat sporządzony z

naturalnej tkanki kostnej

• Czas implantacji:

3, 6, 12 tygodni

• Ocena rekonstrukcji ubytku

:



Radiologiczna ocena wypełnienia;



Obserwacje SEM i analiza EDAX;



Badania FTIR i XRD;



Histopatologiczna ocena wypełnienia

Testy w warunkach „in

vivo”

odbudowana

kość

w dniu operacji

12

tygodni po operacji

Ocena radiologiczna ubytku kostnego z

biomateriałem

Ocena rekonstrukcji

ubytku