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Materials science & engineering. C, Materials for biological applications2019Oct01Vol.103issue()

骨の骨折固定のためのプレートの製造と特性評価ポリ(乳酸酸-Co-グリコール酸)(PLGA)とリン酸カルシウムバイオセラミクスのバイオコンポジット(PLGA)

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文献タイプ:
  • Journal Article
概要
Abstract

商業的には、PLAで作られた骨骨折固定のためのいくつかのプレートとネジがありますが、その長い分解時間と骨構造との統合の欠如は、PLGAなどのより速い分解を備えたポリマーを使用した研究に関心をもたらし、バイオセラミクスと一緒に、骨再生における生物活性を改善するために。これに基づいて、この研究では、PLGAポリマーマトリックスと5および10%wtの組み合わせで構成される骨折固定プレート。バイオセラミクスはマイクロインジェクションによって処理されました。使用した生物炎は、マグネシウム(Mg-Ca/P)およびストロンチウム(SR-CA/P)のイオン置換を伴うナノ構造ヒドロキシアパタイト(N-HA)、β-トリカイウム(β-TCP)およびリン酸カルシウムを理解しました。バイオセラミクスの導入は、ポリマーの熱および機械的特性を修正しました。TGA分析では、バイオコンポジットのすべてのグループで、期待値(5%および10%wt。)に関連して挿入されたセラミックの質量にバリエーションがあることが示されました。一般に、DMAによって得られたTG値は、ほぼすべてのバイオコンポジットでわずかに増加しました。バイオコンポジットの貯蔵弾性率(E ')は、5%N-HAを除き、挿入されたセラミックのほぼすべてのグループで高かった。曲げ試験では、バイオコンポジットは骨折負荷の平均値に大きな分散を得て、純粋なPLGAに関連して低い値を示しました。Mg-Ca/PおよびSr-Ca/Pを使用したバイオコンポジットの処理には困難がありました。これは、材料混合プロセスの均一性の欠如に起因する要因です。この結果は、PLGAプレートの熱および機械的特性のバイオセラミクス挿入の修正を示唆し、PLGAおよびバイオセラミクスを含む製造された複合材料の改善の理解を提供します。

商業的には、PLAで作られた骨骨折固定のためのいくつかのプレートとネジがありますが、その長い分解時間と骨構造との統合の欠如は、PLGAなどのより速い分解を備えたポリマーを使用した研究に関心をもたらし、バイオセラミクスと一緒に、骨再生における生物活性を改善するために。これに基づいて、この研究では、PLGAポリマーマトリックスと5および10%wtの組み合わせで構成される骨折固定プレート。バイオセラミクスはマイクロインジェクションによって処理されました。使用した生物炎は、マグネシウム(Mg-Ca/P)およびストロンチウム(SR-CA/P)のイオン置換を伴うナノ構造ヒドロキシアパタイト(N-HA)、β-トリカイウム(β-TCP)およびリン酸カルシウムを理解しました。バイオセラミクスの導入は、ポリマーの熱および機械的特性を修正しました。TGA分析では、バイオコンポジットのすべてのグループで、期待値(5%および10%wt。)に関連して挿入されたセラミックの質量にバリエーションがあることが示されました。一般に、DMAによって得られたTG値は、ほぼすべてのバイオコンポジットでわずかに増加しました。バイオコンポジットの貯蔵弾性率(E ')は、5%N-HAを除き、挿入されたセラミックのほぼすべてのグループで高かった。曲げ試験では、バイオコンポジットは骨折負荷の平均値に大きな分散を得て、純粋なPLGAに関連して低い値を示しました。Mg-Ca/PおよびSr-Ca/Pを使用したバイオコンポジットの処理には困難がありました。これは、材料混合プロセスの均一性の欠如に起因する要因です。この結果は、PLGAプレートの熱および機械的特性のバイオセラミクス挿入の修正を示唆し、PLGAおよびバイオセラミクスを含む製造された複合材料の改善の理解を提供します。

Commercially, there are several plates and screws for bone fracture fixation made with PLA, however, its long degradation time and lack of integration with bone structure, provides interest in research using polymers with faster degradation, such as PLGA, and together with bioceramics, in order to improve bioactivity in bone regeneration. Based on this, in this study, bone fracture fixation plates composed of PLGA polymer matrix and combinations of 5 and 10%wt. of bioceramics were processed by microinjection. The bioceramics used comprehend nanostructured hydroxyapatite (n-HA), β-tricalcium phosphate (β-TCP) and calcium phosphate with ion substitution of magnesium (Mg-Ca/P) and strontium (Sr-Ca/P). The introduction of bioceramics modified thermal and mechanical properties of the polymer. The TGA analysis showed that there was a variation on the ceramic's mass inserted in relation to the expected values (5% and 10%wt.) in all groups of biocomposites. In general, Tg values obtained by DMA were slightly increased in almost all the biocomposites. The storage modulus (E') of biocomposites was higher for almost all groups of inserted ceramics, with exception of 5%n-HA. In the flexural tests, the biocomposites obtained a great dispersion in average values of fracture loading, presented lower values in relation to pure PLGA. There were difficulties in the processing of biocomposites with Mg-Ca/P and Sr-Ca/P, a factor that can be attributed to lack of homogeneity in the material mixing process. The results suggest modifications in thermal and mechanical properties of the PLGA plates with the bioceramics insertion and provide improvement understanding about of manufactured composites with PLGA and bioceramics.

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