Materialien (Basel). 24.12.2018;12(1):53. doi: 10.3390/ma12010053.
Zähe und elastische α-Tricalciumphosphat-Zement-Verbundwerkstoffe mit abbaubarem PEG-basiertem Vernetzer
Zusammenfassung
Dual abbindende Zemente, die aus einem sich in situ bildenden Hydrogel und einer reaktiven Mineralphase bestehen, kombinieren eine hohe Druckfestigkeit des Zements mit ausreichender Duktilität und Biegefestigkeit des Polymernetzwerks. Bisherige Studien konzentrierten sich auf die Modifizierung mit nicht abbaubaren Hydrogelen auf Basis von 2-Hydroxyethylmethacrylat (HEMA). Hier beschreiben wir die Synthese geeigneter Triblock-abbaubarer Poly(ethylenglykol)-Poly(lactid) (PEG-PLLA)-Vernetzer zur Verbesserung der Resorptionskapazität solcher Verbundwerkstoffe. Es wurde eine Studie mit vier verschiedenen Formulierungen erstellt. Als Referenz wurden reine Hydroxylapatit (HA)-Zemente und -Komposite mit 40 Gew.-% HEMA in der flüssigen Zementphase hergestellt. Darüber hinaus wurde HEMA mit 10 Gew.-% PEG-PLLA-Vernetzer modifiziert oder es wurde eine Testreihe mit nur 25 % Vernetzer für Verbundwerkstoffe mit einer vollständig abbaubaren Polymerphase gewählt. Daher haben wir geeignete Systeme mit erhöhter Elastizität und 5–6-fach höheren Zähigkeitswerten im Vergleich zur rein anorganischen Zementmatrix entwickelt. Darüber hinaus betrug die Umwandlungsrate von α-Tricalciumphosphat (α-TCP) zu HA bei allen Verbundformulierungen immer noch etwa 90 %, während die Kristallgröße abnahm. Basierend auf dieser Materialentwicklung und Weiterentwicklung für ein duales Abbindesystem ist es uns gelungen, den Nachteil der Sprödigkeit von reinen Calciumphosphatzementen zu überwinden.
Schlüsselwörter: HEMA; Biegefestigkeit; Calciumphosphatzement; Verbundwerkstoff; Duales Einstellsystem; freie radikalische Polymerisation; Hydroxylapatit.
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