Bioaktiivisen lasin sintraus ja ominaisuuksien analysointi
Helminen, Kaisa (2022)
Julkaisun pysyvä osoite on
https://urn.fi/URN:NBN:fi:amk-2022053013273
https://urn.fi/URN:NBN:fi:amk-2022053013273
Tiivistelmä
Opinnäytetyön tavoitteena oli valmistaa sintrattuja bioaktiivisia lasikappaleita ja tutkia niiden ominaisuuksia valmistusprosessin optimoimiseksi. Työn toimeksiantajana toimi Bonalive Biomaterials Oy. ’Bonalive’ on turkulainen bioaktiivisen lasin lääkinnällisiin käyttömahdollisuuksiin keskittynyt yhtiö.
Bioaktiivista lasia käytetään kehon kovakudoksien hoitamiseen, korvaamiseen sekä edesauttamaan sen luonnollista uusiutumista. Bioaktiivisia lasikoostumuksia on useita erilaisia, ja jotkut näistä ovat materiaaleina antimikrobisia kemiallisten ja mekaanisten ominaisuuksiensa vuoksi. Piidioksidipitoinen lasi kykenee muodostamaan lujia sidoksia sitä ympäröivän kudoksen kanssa.
Bioaktiivista lasigranulaa sintrattiin eri parametreillä ja kappaleiden ominaisuuksia vertailtiin optimaalisten prosessiolosuhteiden selvittämiseksi. pH-, kompressio- ja SEM-kuvaustesteillä tutkittiin kappaleiden ominaisuuksia, kuten pH-käyttäytymistä TRIS-puskuriliuoksessa, kappaleen lujuutta sekä sintraantumis- ja kiteytymisastetta. Tulosten perusteella muottimateriaalilla A keskilämpötilassa sintrattu pienikokoinen kappale oli parhaiten sintraantunut, lujin ja reagoi TRIS-puskuriliuoksessa halutulla tavalla. Jatkotutkimuksissa optimoinnin tarkennus esimerkiksi tutkimalla, miten kaikkien kappaleiden ominaisuudet saataisiin yhtäläisiksi, on hyödyllistä. The objective of the thesis project was to manufacture sintered bioactive glass pieces and study their capacities to optimize the production process. The work was commissioned by Bonalive Biomaterials Oy, a Turku based company focused on the medical uses of bioactive glass.
Bioactive glass is used to treat, replace or repair the body’s hard tissue. Bioactive glass compositions vary. Some bioactive glass materials are antimicrobial due to their chemical and mechanical properties. Silica-based bioactive glass is capable of forming strong bonds with surrounding tissue.
Bioactive glass granules were sintered with different parameters and the properties of the pieces were compared to find the best possible processing circumstances. pH-, compression- and SEM-picture tests were performed to study the properties of the scaffolds, such as pH development in a TRIS buffer solution, sinter and crystallization degrees, and strength. The obtained results indicate that a small scaffold sintered in medium temperature with mould material A was the best sintered and strongest, and reacted in the TRIS buffer solution as predicted. Further research on process optimization would be useful for the future. Optimization can involve determining more specific parameters for homogenous scaffold quality.
Bioaktiivista lasia käytetään kehon kovakudoksien hoitamiseen, korvaamiseen sekä edesauttamaan sen luonnollista uusiutumista. Bioaktiivisia lasikoostumuksia on useita erilaisia, ja jotkut näistä ovat materiaaleina antimikrobisia kemiallisten ja mekaanisten ominaisuuksiensa vuoksi. Piidioksidipitoinen lasi kykenee muodostamaan lujia sidoksia sitä ympäröivän kudoksen kanssa.
Bioaktiivista lasigranulaa sintrattiin eri parametreillä ja kappaleiden ominaisuuksia vertailtiin optimaalisten prosessiolosuhteiden selvittämiseksi. pH-, kompressio- ja SEM-kuvaustesteillä tutkittiin kappaleiden ominaisuuksia, kuten pH-käyttäytymistä TRIS-puskuriliuoksessa, kappaleen lujuutta sekä sintraantumis- ja kiteytymisastetta. Tulosten perusteella muottimateriaalilla A keskilämpötilassa sintrattu pienikokoinen kappale oli parhaiten sintraantunut, lujin ja reagoi TRIS-puskuriliuoksessa halutulla tavalla. Jatkotutkimuksissa optimoinnin tarkennus esimerkiksi tutkimalla, miten kaikkien kappaleiden ominaisuudet saataisiin yhtäläisiksi, on hyödyllistä.
Bioactive glass is used to treat, replace or repair the body’s hard tissue. Bioactive glass compositions vary. Some bioactive glass materials are antimicrobial due to their chemical and mechanical properties. Silica-based bioactive glass is capable of forming strong bonds with surrounding tissue.
Bioactive glass granules were sintered with different parameters and the properties of the pieces were compared to find the best possible processing circumstances. pH-, compression- and SEM-picture tests were performed to study the properties of the scaffolds, such as pH development in a TRIS buffer solution, sinter and crystallization degrees, and strength. The obtained results indicate that a small scaffold sintered in medium temperature with mould material A was the best sintered and strongest, and reacted in the TRIS buffer solution as predicted. Further research on process optimization would be useful for the future. Optimization can involve determining more specific parameters for homogenous scaffold quality.