Resumen de Synthesis and characterization of B-type carbonated hydroxyapatite materials: Effect of carbonate content on mechanical strength and in vitro degradation

Hamilton Copete, Esperanza López, Carmen Baudín

• español

  El enfoque actual en la ingeniería de tejido óseo requiere biomateriales reabsorbibles que promuevan la formación de hueso y conserven al mismo tiempo estabilidad mecánica. En este trabajo, se analiza la influencia de tres niveles de sustitución tipo B de carbonato en la red de cristalina de la hidroxiapatita, evaluando la resistencia mecánica y la tasa de degradación. Se ha escogido el método de síntesis por vía acuosa inversa para la síntesis de polvos con contenidos de carbonato entre 4 y 6% en peso. Se empleó fluorescencia de rayos X, análisis (C-S), infrarrojo TF, difracción de rayos X, TGA DTA y MET para investigar la composición química, el tipo de sustitución, el comportamiento térmico y la morfología de los polvos. Se conformaron piezas en forma de disco mediante prensado uniaxial y fueron sinterizadas en flujo de argón/CO2. Se seleccionaron temperaturas de tratamiento térmico entre 750 y 850 ◦C para obtener niveles de porosidad similares en todos los materiales. El material con mayor sustitución de carbonato (5,3% en peso) presentó mayores valores de resistencia a la compresión y velocidad de disolución que los otros materiales, lo que demuestra el efecto beneficioso de la sustitución de tipo B en materiales para la reparación ósea.

• English

  The current approach in bone tissue engineering requires resorbable biomaterials that enhance bone formation while maintaining sufficient mechanical stability. In this work, the influence of three levels of B-type carbonate substitution in hydroxyapatite lattice on mechanical strength and degradation rate is analyzed. The inverse aqueous route has been selected as a synthesis method of four powders with carbonate substitution between 4 and 6 wt.%. X-ray fluorescence (XRF), (C-S)-Analysis, FT-Infrared, X-ray diffraction, DTA-TG and TEM were used to investigate chemical composition,type of substitution,thermal behaviour, and morphology of the powders. Disc shaped specimens were processed by uniaxial pressing and sintering in argon/CO2 flow. Maximum temperatures of thermal treatment between 750 and 850 ◦C were selected to obtain similar porosity levels for the different compositions. The highest carbonate substituted material (5.3 wt.%) presented higher compressive strength and dissolution rate than the other materials showing the beneficial effect of B-type substitution in hydroxyapatite materials for bone repair.