Ion doped hydroxyapatite scaffolds for bone regeneration
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Correu electrònic de l'autormathieu.merland4etu.univ-lorraine.fr
Tipus de documentProjecte Final de Màster Oficial
Data2022-02-07
Condicions d'accésAccés restringit per decisió de l'autor
Tots els drets reservats. Aquesta obra està protegida pels drets de propietat intel·lectual i
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Abstract
Aging of the population causes an increase of bone diseases and, therefore an increase of bone
graft procedures. That is why this subject has a growing interest and new materials and techniques are
being developed. One of these promising new procedures consists in using 3D printers in combination
with self-setting calcium phosphate (CaP) inks. This procedure makes it possible to obtain scaffolds of
very different shapes and, thanks to some post-printing treatments, a composition very similar to that
of the bones.
Therefore, this project will focus on incorporation of ions post-printing in CaP scaffolds, in order to
make this CaP composition close to the mineral phase of bone. The principal aim of this project will be
incorporating ions relevant for bone growth post printing: magnesium (Mg), strontium (Sr) and silicon
(Si) into the hydroxyapatite lattice. To do so, scaffolds made of α-TCP were printed and immersed in
ionic solution in order to transform them into hydroxyapatite (HA) and incorporate the ions.
To verify the ionic incorporation into the hydroxyapatite lattice, three characterization techniques
were used: X-Ray powder diffraction (XRD), Scanning Electron Microscopy (SEM) and Inductively
Coupled Plasma-Optical Emission Spectrometry (ICP-OES).
XRD showed the incorporation of Mg and Sr. The incorporation of Mg, on the one hand, hindered
phase transformation from α-TCP to HA; while the incorporation of Sr, on the other hand, facilitated
the formation of HA.
SEM and ICP results validated the incorporation of Mg and Sr. SEM showed changes in the
microstructure for both ions and finally ICP indicated that the content of the doping ion increased with
the concentration of salt used during the conversion of α-TCP to HA.
For Si, despite the detection of this element by ICP, neither XRD nor ICP could demonstrate its
incorporation within the crystal lattice. El envejecimiento de la población provoca un aumento de las enfermedades óseas y, por tanto,
un incremento de los procedimientos de injerto óseo. Debido a esto, este tema está ganando un gran
interés y, por ello, se están desarrollando nuevos materiales y técnicas. Uno de estos nuevos y
prometedores procedimientos consiste en el uso de impresoras 3D con tintas de fosfato de cálcio (CaP)
autofraguable. Este procedimiento permite obtener andamios de formas muy diferentes y, gracias a
tratamientos posteriores a la impresión, una composición muy similar a la de los huesos.
Este proyecto se centra en la incorporación de iones después de la impresión en andamios de CaP, con
el fin de que esta composición de CaP se acerque a la fase mineral del hueso. El objetivo principal de
este proyecto será la incorporación de iones relevantes para el crecimiento óseo después de la
impresión: magnesio (Mg), estroncio (Sr) y silicio (Si) en la red de hidroxiapatita. Para ello se
imprimieron andamios de α-TCP y se sumergieron en una solución iónica para transformarse en
hidroxiapatita (HA) e incorporar los iones.
Para verificar la incorporación de iones en hidroxiapatita, se utilizaron tres técnicas de caracterización:
Difracción de polvo de rayos X (DRX), Microscopía Electrónica de Barrido (SEM) y Espectrometría de
Emisión Óptica de Plasma Acoplado Inductivamente (ICP-OES).
Los resultados de la DRX ponen de manifiesto la incorporación de Mg y Sr. La incorporación de Mg, por
un lado, dificultó la transformación de fase de α-TCP a HA; mientras que la incorporación de Sr, por
otro lado, facilitó la formación de HA.
Los resultados del SEM y del ICP validaron también la incorporación de Mg y Sr. El SEM mostró cambios
en la microestructura para ambos iones y finalmente el ICP indicó que ambos iones se incorporaron en
la red de HA.
Para el Si, ninguna de las tres técnicas muestró indicios de incorporación.
MatèriesBones -- Aging, Bones -- Grafting, Calcium phosphate, Ossos -- Envelliment, Ossos -- Empelts, Fosfat de calci
TitulacióMOBILITAT INCOMING
Fitxers | Descripció | Mida | Format | Visualitza |
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Report-MERLAND-2022.pdf | 2,364Mb | Accés restringit |