Structural properties, Young's modulus and cytotoxicity assessment of chitosan-based composites

Ceramika wapniowo-fosforanowa w formie porowatego rusztowania na bazie biodegradowalnego biopolimeru jest materiałem powszechnie stosowanym jako wypełniacz ubytków tkanki kostnej w ortopedii i stomatologii. Chitozan, ze względu na swoje charakterystyczne właściwości takie jak: podobieństwo strukturalne do glikozaminoglikanów (GAG) macierzy pozakomórkowej tkanki kostnej, brak toksyczności, szybka biodegradacja, podatność na chemiczną i enzymatyczną modyfikację, stymulacja adhezji i proliferacji komórek oraz osteoinduktywność, jest często stosowany w inżynierii tkankowej kości jako składnik kompozytów. W niniejszej pracy, określono parametry strukturalne i mechaniczne oraz cytotoksyczność typów kompozytów na bazie chitozanu (chitozan-HA BIOCER oraz chitozan-HT BIOCER). Testy in vitro przeprowadzono z wykorzystaniem linii komórkowej hFOB 1.19 (ludzkie płodowe osteoblasty). Cytotoksyczność ekstraktów z kompozytów oznaczono za pomocą testu LDH. Wyniki badań wyraźnie wskazują, że wyprodukowane kompozyty na bazie krylowego chitozanu wykazują dobre parametry strukturalne i mechaniczne o dużej zgodności z tkankami, są nietoksyczne i przez to są obiecującym materiałem do stosowania w inżynierii tkankowej kości.Calcium phosphate ceramics in the form of biodegradable biopolymer-based, porous scaffolds are widely used as bone defect filler in dentistry and orthopedics. Chitosan is often applied in bone tissue engineering as a component of composites because of its characteristic properties such as structural similarity to glycosaminoglycans (GAG) of bone extracellular matrix, nontoxicity, rapid biodegradation, prone to chemical and enzymatic modification, stimulation of cell adhesion and proliferation and osteoinduction. In this work, the structure, mechanical properties and cytotoxicity of 2 types of chitosan-based composites (chitosan-HA BIOCER and chitosan-HT BIOCER) were evaluated. In vitro cell culture tests were carried out using hFOB 1.19 cell line (human fetal osteoblast cells). The cytotoxicity of scaffolds extracts was estimated by LDH test. Our studies clearly indicate that created krill chitosan-based composites show good structural and mechanical properties with good compatibility with human tissues. Furthermore, produced composites are nontoxic and thus are promising materials for bone tissue engineering application

Effect of sintering atmosphere on densification, morphology and elastic properties of natural origin hydroxyapatite

Naturalny hydroksyapatyt został wyekstrahowany z korowej części długich kości wieprzowych poprzez potraktowanie ich gorącym roztworem NaOH, przemycie H2O i wyprażenie w temperaturze 450°C. Pod ciśnieniem 200 MPa wyprasowano próbki, które spiekano w atmosferze powietrza, CO2 i argonu w temperaturze 1000°C. Stwierdzono, że atmosfera spiekania wpływa na zagęszczenie, morfologię, stabilność chemiczną i w konsekwencji na właściwości sprężyste spieków. W wyniku spiekania hydroksyapatytu w powietrzu uzyskano gęste spieki o dużych, wykształconych ziarnach. Próbki spiekane w argonie i w CO2 charakteryzują się mniejszym zagęszczeniem i drobnoziarnistą mikrostrukturą. Stwierdzono także, że atmosfera CO2 nie tylko przeciwdziała rozkładowi hydroksyapatytu (nie pojawia się wolne CaO), lecz powoduje wbudowywanie się grup CO3(2-) w strukturę.Natural hydroxyapatite was extracted from cortical part of long pig bones by treatment in hot sodium hydroxide solution. Material was washed with water, dried and calcined at 450°C. Cylindrical samples compacted under 200 MPa were sintered in air, CO2 and Ar atmospheres at 1000°C. Sintering atmosphere influences densification, microstructure, chemical stability and consequently elastic properties of the samples. Treatment in air atmosphere leads to the most dense material of the largest and faceted grains. Lower densification and smaller grains occur in CO2 and Ar atmospheres. Carbon dioxide atmosphere counteracts decomposition of the material, no free CaO appears, but additional CO3(-2) groups become built into the HAp structure