Kompoziti na temelju titana i hidroksiapatita u medicinskim primjenama

završni rad

• Naslov (engleski): Titanium/hydroxyapatite composites in medical applications
• Autor: Dominik Horvat
• Mentor: Marica Ivanković (mentor)
• Član povjerenstva: Marica Ivanković (predsjednik povjerenstva)
• Član povjerenstva: Anamarija Rogina (član povjerenstva)
• Član povjerenstva: Hrvoje Ivanković (član povjerenstva)
• Ustanova koja je dodijelila akademski / stručni stupanj: Sveučilište u Zagrebu; Fakultet kemijskog inženjerstva i tehnologije; Zagreb
• Datum i država obrane: 2018-09-18, Hrvatska
• Znanstveno / umjetničko područje, polje i grana: TEHNIČKE ZNANOSTI; Kemijsko inženjerstvo; Kemijsko inženjerstvo u razvoju materijala

Sažetak

Rast svjetske populacije vodi prema povećanoj potražnji za medicinskim implantatima pomoću kojih je moguća zamjena kostiju oštećenih bolešću (poput artritisa ili raka) ili ozljedama. Prirodno tkivo, poput koštanog tkiva, posjeduje jedinstvenu strukturu i mehanička svojstva zbog čega popravak ili izmjena takvog tkiva predstavlja veliki izazov. Biokeramike su prvi puta predstavljene kao novi materijal za medicinske implantate u šezdesetim godinama dvadesetog stoljeća i od tada se učestalo primjenjuju u medicini. To su prije svega metalni materijali poput legura titana, nehrđajućeg čelika te legura kobalta i kroma. U početcima razvoja jedini kriteriji koje je implantat morao zadovoljiti bili su prikladna fizikalna svojstva i netoksičnost materijala. U današnje vrijeme zahtjevi uključuju razna fizikalna svojstva materijala, te sposobnost da materijal potiče rast tjelesnog tkiva. Metalni implantati posjeduju viši Youngov modul od kostiju što uzrokuje „zasjenjenje naprezanja“ (engl. stress shielding). Također mana je i loša biokompatibilnost koja je nužan uvjet za poticanje rasta prirodnog tkiva. No prednost metalnih implantata je ta što se odlikuju dobrim mehaničkim svojstvima poput čvrstoće i otpornosti na koroziju. Hidroksiapatit (HAp) je biokeramički materijal sa slabim mehaničkim svojstvima, pogotovo u smislu nosivosti. Pozitivna strana HAp-a je u sličnosti sastava s onim od kosti što potiče stvaranje novog tkiva. Kombinacijom titanijevih legura s HAp-om nastaje novi biomaterijal s odličnim mehaničkim i biološkim svojstvima. Ovaj rad usmjeren je na literaturni pregled biomaterijala na temelju titanijevih legura i HAp-a kao kompozita za medicinske implantate. Razmatrat će se i neke učestale metode kombiniranja HAp-a i titanija, njihova biokompatibilnost te ponašanje in vitro i in vivo.

Sažetak (engleski)

The expansion of the global population is leading to an increased demand for medical implants for bone defects caused by diseases (such as arthritis and cancer) or trauma. Due to the unique structure and mechanical properties of natural bone tissue, the repair is challenging. The bioceramics were first introduced as the medical implants in the 1960s and since then they have been extensively utilized in medical applications. These materials are primarily metal implants such as titanium alloy, stainless steel, and cobalt-chromium alloys. In the early period of medical implant development, the only criteria for implant material suitability were appropriate physical properties and non-toxicity. Today, the criteria include the physical properties of the bone implant material and its ability to promote the tissue growth. Metal-based implants have a higher Young’s modulus than bones, which leads to stress shielding. Metal implants also have poor biocompatibility, which is necessary to promote the growth of natural tissue. However, metal-based implants have the beneficial mechanical properties in terms of strength and corrosion resistance. Hydroxyapatite (HAp) is a bioceramic material with poor mechanical properties, especially for load-bearing applications. However, HAp has a similar composition as bones and can promote the formation of new bony tissue. By combining titanium alloy with HAp one can develop a new biomaterial with excellent mechanical and biological properties. This paper aims to review biomaterials based on titanium alloys and HAp as a medical implant composites. Also, common methods of combining HAp and titanium, their biocompatibility and behaviour in vitro and in vivo are discussed.

• Ključne riječi: medicinski implantati; titanij; hidroksiapatit; biomaterijali; biokompatibilnost
• Ključne riječi (engleski): medical implants; titanium; hydroxyapatite; biomaterial; biocompatibility
• Jezik: hrvatski
• URN:NBN: urn:nbn:hr:149:164198
• Studijski program: Naziv: Kemija i inženjerstvo materijala; Vrsta studija: sveučilišni; Stupanj studija: preddiplomski; Akademski / stručni naziv: sveučilišni/a prvostupnik/ prvostupnica (baccalaureus/baccalaurea) inženjer/inženjerka kemijskog inženjerstva (univ. bacc. ing. cheming.)
• Vrsta resursa: Tekst
• Način izrade datoteke: Izvorno digitalna
• Prava pristupa: Otvoreni pristup
• Datum i vrijeme pohrane: 2022-05-17 13:51:59