Opracowanie sposobu modyfikacji cementu kostnego na bazie poli(metakrylanu metylu) nanohydroksyapatytem

W niniejszej pracy wytworzono cementy kostne na bazie poli(metakrylanu
metylu)(PMMA) z dodatkiem nanohydroksyapatytu(nHAp) oraz zbadano wpływ stężenia
HAp na charakterystykę kompozytu. Dodatkowo przeanalizowano zależność między mikro
i nanoskalą HAp. W tym celu wykorzystano skaningową mikroskopię (SEM) oraz wykonano
test biologiczny LIVE/DEAD z użyciem linii komórkowej Saos-2. Właściwości mechaniczne
oceniono w badaniach twardości Vickersa i Shore’a w skali D. Wyniki wykazują,
że wprowadzenie nHAp skróciło czas polimeryzacji w odniesieniu do niezmodyfikowanego
PMMA, poprawiło stopień dyspersji ceramiki HAp w matrycy polimerowej
oraz poskutkowało mniejszą ilością uwolnionego monomeru resztkowego w porównaniu
do μHAp. Mały rozmiar, a zatem większa powierzchnia, przyczyniły się do lepszej
biointegracji powierzchni z komórkami kościotwórczymi. Jedną z zalet kompozytów
z dodatkiem nHAp jest ich hydrofilowość natomiast znaczącym ograniczeniem
są niewystarczające właściwości mechaniczne.
Słowa kluczowe : nanohydroksyapatyt, hydroksyapatyt w skali mikro, polimetakrylan
metylu, cement kostny, kompozyt

In this paper bone cements based on poly(methyl methacrylate) (PMMA)
with addition of nanohydroxyapatite(nHAp) were produced and the effect of HAp
concentration on the composite characteristics was examined. In addition, the relation
between HAp in micro and nanoscale was analyzed. For this purpose, a scanning microscope
(SEM) was used and biological LIVE / DEAD assay using the Saos-2 cell line was
performed. Mechanical properties were assessed in Vickers and Shore D hardness tests.
Results show that the introduction of nHAp shortened the polymerization time compared
to unmodified PMMA, improved the degree of dispersion of HAp ceramics in the polymer
matrix, and resulted in less residual monomer released in relation to μHAp. Small size,
and thus larger surface area, contributed to better biointegration of the surface with osteogenic
cells. One of the advantages of composites with addition of nHAp is their hydrophilicity,
although the insufficient mechanical properties are limitation.
Keywords: nanohydroxyapatite, hydroxyapatite on a micro scale, polymethyl methacrylate,
bone cement, composite