微小硬度が改善されたクエン酸架橋ゼラチンベースの複合材料

この研究の目的は、得られた複合材料の物理機械的特性に対するゼラチンの架橋と強化の影響を調査することです。クエリタン酸（CA）と架橋したゼラチンベースの複合材料を調製しました：ゼラチン型B（GB）およびβ-トリカルリン酸（β-TCP）、およびβ-TCPおよびヒドロキシアパタイト（HAP）粒子を含む新規ハイブリッド複合GB、およびそれらの構造、熱、および機械的特性は、純粋なゼラチンBサンプルと比較されました。FTIR分析により、溶液鋳造法によるハイブリッド複合材料の処理中に補強材とゼラチンマトリックスの間に化学的相互作用が確立されておらず、粒子がGB架橋に影響を与えないことを証明することが明らかになりました。ハイブリッド複合材料の形態学的調査により、CAとの架橋により粒子の分散が改善され、さらに機械的性能が向上したことが明らかになりました。マイクロインデンテーション検査では、硬度値が最大449％増加したことが示され、これは架橋剤としてCAと組み合わせたβ-TCPおよびHAP粒子補強の高いポテンシャルを示しています。さらに、弾力性の減少率は最大288％増加しました。L929細胞のMTTアッセイの結果は、ハイブリッド複合GB-TCP-HA-CAが細胞毒性ではないことを明らかにしました。これらの結果は、CAと架橋され、異なるリン酸カルシウムで補強されたGBが、歯科に潜在的な応用を伴う貴重な新規材料であることを示しました。

The aim of this study is to investigate the influence of cross-linking and reinforcements in gelatin on the physico-mechanical properties of obtained composites. The gelatin-based composites cross-linked with citric acid (CA) were prepared: gelatin type B (GB) and β-tricalcium phosphate (β-TCP) and novel hybrid composite GB with β-TCP and hydroxyapatite (HAp) particles, and their structure, thermal, and mechanical properties were compared with pure gelatin B samples. FTIR analysis revealed that no chemical interaction between the reinforcements and gelatin matrix was established during the processing of hybrid composites by the solution casting method, proving the particles had no influence on GB cross-linking. The morphological investigation of hybrid composites revealed that cross-linking with CA improved the dispersion of particles, which further led to an increase in mechanical performance. The microindentation test showed that the hardness value was increased by up to 449%, which shows the high potential of β-TCP and HAp particle reinforcement combined with CA as a cross-linking agent. Furthermore, the reduced modulus of elasticity was increased by up to 288%. Results of the MTT assay on L929 cells have revealed that the hybrid composite GB-TCP-HA-CA was not cytotoxic. These results showed that GB cross-linked with CA and reinforced with different calcium phosphates presents a valuable novel material with potential applications in dentistry.