Testování bioaktivity biokeramických materiálů pomocí simulované tělní tekutiny

Abstract

V súčasnej dobe je možnosť implantácie kĺbnych náhrad, bežnejších zubných implantátov alebo regenerácie zlomenín kostí pomocou kostných štepov dostupnejšia ako v minulosti. Na tieto účely sú využívané biokeramické materiály. Biokeramika je netoxický keramický materiál. Vyznačuje sa svojou bioaktivitou a biokompatibilitou. Testovanie bioaktivity biokeramiky je uskutočnené pomocou simulovanej telesnej tekutiny (SBF). Počas testovania je skúmaná zmena koncentrácie vápenatých iónov. Cieľom práce bolo zistiť, či dochádza k uvoľňovaniu vápenatých iónov medzi biokeramikou a SBF. Experimentálne boli pripravené biokeramické materiály dvomi metódami, a to metódou freeze-casting a izostatickým lisovaním za studena. Vzorky boli namáčané do c-SBF pripravenej podľa Kokuba. Analýza SBF bola uskutočnená kolorimetrickou metódou s použitím reagentu roztoku Murexidu a reagencii zakúpeného KITu. Pomocou UV/VIS spektrofotometru bola meraná koncentrácia vápenatých iónov v SBF po namočení vzoriek v testovacom cykle 0, 3, 7, 14 a 21 dní. Na zistenie fázového zloženia materiálu bola využitá röntgenová difraktometria pred namáčaním do SBF. Zmena koncentrácie vápenatých iónov počas testovacieho cyklu v systéme biokeramika – SBF bola potvrdená vďaka UV/VIS spektrofotometrii. Najväčší nárast koncentrácie bol zaznamenaný v tretí deň po vybratí. Predpoklad o vzniku apatitovej vrstvy na namáčanom biokeramickom materiále bol podporený zmenou koncentrácie vápenatých iónov SBF a zmenou hmotnosti materiálu po namočení. Bolo zistené, že pri nepriamom kolorimetrickom stanovení je použitie činidla Murexid vhodnejšie ako KIT.

These days, there is a possibility of joint replacement implantation, more common dental implants, or regeneration of bone fractures using bone graft replacements is more accessible than in history. Bioceramic materials are used for these purposes. Bioceramics is a non-toxic ceramic material. It is characterized by its bioactivity and biocompatibility. Bioactivity testing of bioceramics is performed using simulated body fluid (SBF). In addition, the change in the concentration of calcium ions was investigated during the testing. The aim of the work was to determine whether the concentration of calcium ions changes between bioceramics and SBF. Bioceramic samples were prepared by two methods, namely freeze-casting and cold isostatic pressing. What was soaked in c-SBF was prepared according to Kokubo. The analysis of SBF was performed using a colorimetric method with a reagent of Murexide solution and reagent KIT. The concentration of calcium ions in the SBF after soaking samples in a testing cycle 0, 3, 7, 14, and 21 days was measured using a UV/VIS spectrophotometer. In addition, X-ray diffractometry was used to determine the phase composition of the material before soaking in SBF. The change in calcium ion concentration during the test cycle in the bioceramic – SBF system was confirmed with UV/VIS spectrophotometry. The most significant increase in concentration was recorded on the third day of soaking. The assumption of an apatite layer formation on the soaked bioceramic samples was supported by a change in the concentration of calcium ions SBF and the change in weight of the material after soaking. It was found that using indirect colorimetric determination delivered better results when the Murexide indicator was used instead of KIT.