Bioglass

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Faculdade de Engenharia da Univerdidade do Porto
Mestrado Integrado em Engenharia Mecânica

Materiais de Construção Mecânica II

Trabalho Prático N.º 1
ANÁLISE E DISCUSSÃO DE UM ARTIGO CIENTÍFICO
“Macroporous Bioglass®-derived Scaffolds for Bone Tissue Regeneration”

Trabalho Realizado por:
Inês Sousa, em06116
João Fonseca, em10022

Docente:
Prof. Jorge Lino

Porto, 10 de Outubrode 2011

Índice

História do Bioglass® 3
Bioglass® 45S5 4
“Macroporous Bioglass®-derived scaffolds for bone tissue regeneration” 6
Considerações sobre os esqueletos 6
Processo de Produção das Amostras 7
Análise da microestrutura e bioatividade 10
Caracterização Biológica 10
Microscopia Electrónica de Varrimento 10
Teste de Capilaridade e Determinação da Porosidade 12Microanálise por raios X – EDS 13
Difração de raios X - XRD 13
Caracterização Mecânica 13
Conclusões 14
Futuro e novos desafios 14
Bibliografia 15

História do Bioglass®

Depois da sua graduação como doutor na Universidade de Ohio, Larry Hench, recusa de dar continuidade a um projeto onde estudava mecanismos do vidro nuclear e mudou-se para uma Universidade da Flórida para ser professorassistente.
Com a criação do departamento de ciência dos materiais e engenharia na universidade Hench teve a oportunidade de supervisionar a tese doutoramento de 2 alunos que desenvolveram projetos que tinham o comportamento molecular do complexo SiO2-CaO-Na2O-P2O5 como objectivo, e assim começou o interesse de Hench neste tema.
Impulsionado por uma viagem a Nova Iorque começou a trabalhar emmateriais biocerâmicos de forma a conseguir salvar e ajudar pessoas através dos seus estudos na área dos materiais, aqui sim começou a sua grande maratona para a descoberta de uns dos materiais mais importantes para os seres humanos[1].
Após alguns anos de estudo, Hench e colaboradores em 1969 descobriram uma composição de vidro que não formava tecido cicratizado quando em contacto com tecido ósseo,não sendo possível remove-lo do local de implantação[2]. Este material ficou conhecido por, Bioglass® 45S5, era composto por 24.5 % de Na2O, 24.5% de CaO, 45% de SiO2 e 6% de P2O5 [3].
Atualmente, existem vários vidros e cerâmicos disponíveis para aplicações clínicas, com diversos graus de bioatividade, estando a ser desenvolvidos materiais bioativos de terceira geração que combinam o conceitode bioativo e a capacidade de serem reabsorvidos estão a ser desenvolvidos, ativando genes que estimulam a regeneração de tecido vivo[2].

Bioglass® 45S5

Como já foi mencionado o Bioglass® 45S5, era composto por 24.5 % de Na2O, 24.5% de CaO, 45% de SiO2 e 6% de P2O5 [3] e tornou-se conhecido como vidro bioativo com base na seguinte definição: “um material bioativo é aquele que provoca umareação biológica específica na interface do material o que resulta na formação de um vínculo entre os tecidos e o material”[4].
Fig. X – Composição para ligação ao osso[1].
No que toca às propriedades mecânicas, o seu módulo de Young está compreendido entre 30 e 35 GPa, um valor próximo do osso, sendo assim adequado para a regeneração óssea. No entanto a sua resistência à tracção apresenta valores naordem dos 40 a 60GPa, um valor muito baixo para ser utilizado em zonas em que o osso está sujeito a grandes cargasD.SHi.
Os primeiros testes realizados in vitro mostraram que o Bioglass® 45S5 desenvolvia uma camada de hydroxyapatite (HA), que não continha iões de cálcio e de fosfato[1]. Esta camada era equivalente aos resultado previamente observados in vivo, onde se verifica a criação decristais de HA. São estes cristais que se ligam às camadas de colagénio, sendo esta ligação química que cria uma interface de ligação forte[1].
Tabela X – Tipos de biomateriais caracterizados pela sua reacção com tecido vivo envolvente[5].
Um aspecto que torna o Bioglass® diferente de outros cerâmicos bioativos prime-se com a possibilidade de controlar uma série de propriedades químicas e taxa...
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