Loading...

Fabrication of Bioactive Bone Cement

Mansoori Kermani, Amir Reza | 2021

1036 Viewed
  1. Type of Document: M.Sc. Thesis
  2. Language: Farsi
  3. Document No: 54436 (06)
  4. University: Sharif University of Technology
  5. Department: Chemical and Petroleum Engineering
  6. Advisor(s): Bahrevari, Mohammad Reza; Mashayekhan, Shohreh; Abd Khodaei, Mohammad Jafar
  7. Abstract:
  8. PMMA bone cement lacks biodegradability and the ability to bond with surrounding bone tissue. Therefore, the development of a new generation of bioactive bone cements that are biodegradable and possess adequate mechanical properties as well as desirable setting time is receiving remarkable interest.In this study, we have developed novel mineral-based bioactive bone cements. Our mineral bioactive bone cements were composed of Calcium Sulfate Hemihydrate, Bioactive Glass, and Tricalcium Silicate. Firstly, a binary system composed of Calcium Sulfate Hemihydrate and Bioactive Glass was optimized based on mechanical and setting behavior. Secondly, Tricalcium Silicate was added to the powder phase of the optimized binary system in order to fabricate different groups of our composite bone cement.The smaples were characterized in terms of physical and mechanical properties. Bioactivity of bone cements were investigated by FESEM and XRD results after the samples had been immersed in simulated body fluid for 21 days.All the demonstrated 90%< injectability, favorable handling properties, initial setting time of less than 14 minutes. The initial compressive strength for all the samples was higher than 12 MPa, which is higher than that of cancellous bone. Also, after 14 days immersion in SBF, compressive strength increased up to 48 MPa. More interestingly, the novel cements have shown Hydroxyapatite formation (bioactivity), controlled biodegradability, and in-vitro biocompatibility when being exposed to mesenchymal stem cells
  9. Keywords:
  10. Bioactive Glass ; Calcium Sulfate ; Biocementation ; Bone Tissue Replacement ; Tricalcium Silicate ; Injectable Bone Cement ; Bone Regeneration

 Digital Object List

 Bookmark

  • فهرست جدول‌ها
  • فهرست تصویرها
  • فصل1 – مقدمه
    • 1-1 پیشینه ی تحقیق و اهمیت موضوع
    • 1-2 کاربردهای اصلی سیمان استخوانی
      • 1-2-1 جراحیهای تعویض مفصل
      • 1-2-2 جراحیهای ترمیم مهره ی شکسته در ستون فقرات
    • 1-3 ساختار استخوان
    • 1-4 خواص مکانیکی استخوان
      • 1-4-1 خواص مکانیکی استخوان متراکم
      • 1-4-2 خواص مکانیکی استخوان اسفنجی
    • 1-5 شیشه زیست فعال
      • 1-5-1 مرحله گذار شیشه
      • 1-5-2 ساختار شیشه
      • 1-5-3 تعریف زیست فعالی
      • 1-5-4 ارزیابی زیست فعالی
      • 1-5-5 تاثیر و نقش ترکیبات مختلف در شیشه زیست فعال
  • فصل2 - مروری بر تحقیقات گذشته
    • 2-1 سیمان های استخوانی
    • 2-2 سیمان های استخوانی تا به امروز
      • 2-2-1 سیمان بر پایه پلی متیل متاکریلات
      • 2-2-2 سیمان های شیشه زیست فعال
      • 2-2-3 سیمان های کلسیم فسفات
      • 2-2-4 سیمان های کلسیم سولفات و تری کسیم سیلیکات
    • 2-3 روش تحقیق
  • فصل3 - مواد و روش ها
    • 3-1 مواد
      • 3-1-1 مواد سیمان پایه معدنی
      • 3-1-2 مواد سیمان پایه آلی
    • 3-2 روشها: سنتز مواد اولیه
      • 3-2-1 سنتز شیشه زیست فعال
      • 3-2-2 سنتز کلسیم سولفات نیم آبه
      • 3-2-3 سنتز تری کلسیم سیلیکات
    • 3-3 شناسایی خواص مواد اولیه ی سنتز شده
      • 3-3-1 تهیه محلول شبیه سازی شده بدن و آزمایش زیست فعالی شیشه ی جدید
      • 3-3-2 عکسبرداری میکروسکوپ الکترونی روبشی گسیل میدانی ( FESEM )
      • 3-3-3 پراش اشعه ایکس ( XRD )
    • 3-4 آنالیزهای سیمان استخوانی
      • 3-4-1 تهیه نمونه های سیمان استخوانی
      • 3-4-2 تست زمان گیرش
      • 3-4-3 تست تزریقپذیری
      • 3-4-4 تست مکانیکی
      • 3-4-5 تست تخریب زیستی
      • 3-4-6 تست زیست فعالی
    • 3-5 آزمایش های سلولی
      • 3-5-1 استخراج سلول بنیادی از بافت چربی
    • 3-6 ساخت نمونه‌های سیمان زیست فعال با پایه آلی
    • 3-7 آنالیز آماری
  • فصل4 – نتایج و بحث
    • 4-1 نتایج آنالیز خواص مواد اولیه ی سنتزی
      • 4-1-1 نتایج آزمایش زیست فعالی شیشه سنتزی با عکس برداری میکروسکوپ الکترونی روبشی گسیل میدانی
      • 4-1-2 نتایج شناسایی کلسیم سولفات و تری کلسیم سیلیکات با تصویر برداری الکترونی روبشی گسیل میدانی
      • 4-1-3 نتایج تست XRD مواد اولیه سنتزی
    • 4-2 نتایج تست مکانیکی فشاری ترکیب دوتایی
    • 4-3 نتایج تست زمان گیرش
    • 4-4 نتایج تست تزریق پذیری
    • 4-5 نتایج تست مکانیکی فشاری
    • 4-6 نتایج تست تخریب پذیری
    • 4-7 نتایج تست زیست فعالی سیمان استخوانی
    • 4-8 نتایج تست های سلولی
      • 4-8-1 استخراج سلول بنیادی از بافت چربی
    • 4-9 نتایج آزمایشهای سیمان زیستفعال پایه آلی
      • 4-9-1 نتایج تست مکانیکی فشاری
      • 4-9-2 نتایج تست زمان گیرش
      • 4-9-3 نتایج تست تزریق پذیری
  • فصل5 – نتیجه گیری و پیشنهادها
  • منابع و مراجع
...see more