Please use this identifier to cite or link to this item:
http://hdl.handle.net/10773/21883
Title: | Cimentos ósseos injetáveis à base de ?-TCP |
Author: | Brazete, Daniela Silva |
Advisor: | Torres, Paula Maria da Costa Ferreira, José Maria da Fonte Brito, Ana Filipa Marques de |
Keywords: | Cimento ósseo Biomateriais - Aplicações em medicina Apatite Materiais e dispositivos biomédicos |
Defense Date: | 28-Oct-2016 |
Publisher: | Universidade de Aveiro |
Abstract: | Este trabalho teve como objectivo principal o desenvolvimento de cimentos de
fosfatos de cálcio apatíticos injectáveis e com propriedades mecânicas
adequadas para aplicações ortopédicas. Um objectivo secundário consistiu na
incorporação de iões dopantes na rede cristalina do fosfato tricálcio (β-TCP)
em substituição parcial do cálcio e no estudo dos seus efeitos nas
transformações alotrópicas das fases TCP durante os ciclos térmicos
com vista à obtenção da fase TCP.
Os pós iniciais de fosfato tricálcio (não dopados, e dopados com Sr, Zn e Mn)
utilizados neste estudo foram produzidos pelo processo de precipitação
química por via húmida, seguindo-se o tratamento térmico com vista a obter as
fases pretendidas (β-TCP e/ou α-TCP). A substituição parcial do Ca pelos iões
dopantes mostrou ter fortes implicações em termos de estabilidade térmica da
fase β-TCP, dificultando a transformação desta para α-TCP. Os resultados
demonstraram que as transformações alotrópicas das fases TCP são
também muito influenciadas por outros fatores experimentais tais como a taxa
de arrefecimento e a presença de fases secundárias de pirofosfato de cálcio
ou de hidroxiapatite.
Os cimentos ósseos de fosfato de cálcio (CPC) foram preparados misturando
os pós de α-TCP puros com soluções aquosas reativas de diferentes
concentrações de hidrogenofosfato de sódio, como agente acelerador do
tempo de presa. A algumas soluções aquosas adicionaram-se ainda aditivos
(Aristoflex ®TAC, polietileno glicol 600) com a intensão deliberada de melhorar
o comportamento das pastas cimentícias durante a extrusão. Contudo,
aquando dos testes de injetabilidade, verificou-se que estes aditivos baixavam
a percentagem de pasta extrudida. Verificou-se também que a distribuição do
tamanho de partículas é um fator crucial no comportamento reológico das
pastas cimentícias. A combinação do pó de α-TCP com 2,5 wt% de hidrogeno
fosfato de sódio como líquido de presa, resultou em cimentos de apatite com
propriedades interessantes do ponto de vista da injetabilidade, microestrutura,
porosidade, resistência mecânica e fases cristalinas formadas.
Com o intuito de uma eventual translação deste produto para o mercado
procedeu-se a uma avaliação clínica por equivalência a produtos idênticos já
disponíveis comercialmente, a qual deu origem a um relatório de investigação
clínica. The main objective of this work was the development of injectable apatitic calcium phosphates cements with mechanical properties suitable for orthopaedic applications. A secondary objective was to incorporate doping ions into the crystalline lattice of tricalcium phosphate (β-TCP) in partial replacement of calcium and to study its effects on allotropic transformations of TCP phases during thermal cycles in order to obtain the TCP phase. The initial tricalcium phosphate powders (non-doped and doped with Sr, Zn and Mn) used in this study were produced by the wet chemical precipitation process, followed by heat treatment in order to obtain the desired phases (β-TCP and/or α-TCP). The partial substitution of Ca by the doping ions showed to have strong implications in terms of thermal stability of the β-TCP phase, making it difficult to transform to α-TCP. The results demonstrated that the allotropic TCP phase transformations are also noticeably affected by other experimental factors such as the cooling rate and the presence of secondary phases of calcium pyrophosphate or hydroxyapatite. The calcium phosphate (CPC) bone cement pastes were prepared by mixing the pure α-TCP powders with reactive aqueous solutions of different concentrations of sodium hydrogen phosphate as a settling accelerator. To some aqueous solutions, additives (Aristoflex®TAC, polyethylene glycol 600) were further added with the deliberate intention of improving the rheological behaviour of the cementitious pastes during extrusion. However, during the injectability tests, these additives were found to lower the percentage of extruded paste. It has also been found that the particle size distribution is a crucial factor in determining the rheological behaviour of cementitious pastes. The combination of α-TCP powder with 2.5 wt% sodium hydrogen phosphate as setting liquid resulted in apatite cements with interesting properties from the point of view of the injectability, microstructure, porosity, mechanical strength and crystalline phases formed. In order to pave the way of an eventual translation of this product into the market, a clinical evaluation was carried out by equivalence to identical products already commercially available, which gave rise to a clinical investigation report. |
Description: | Mestrado em Materiais e Dispositivos Biomédicos |
URI: | http://hdl.handle.net/10773/21883 |
Appears in Collections: | UA - Dissertações de mestrado DEMaC - Dissertações de mestrado |
Files in This Item:
File | Description | Size | Format | |
---|---|---|---|---|
Daniela Brazete-Cimentos ósseos injetáveis à base de a-TCP.pdf | 3.21 MB | Adobe PDF | View/Open |
Items in DSpace are protected by copyright, with all rights reserved, unless otherwise indicated.