Riassunto analitico
La necessita di sopperire alla richiesta di materiali innovativi per la rigenerazione e la riparazione di tessuti duri e molli del corpo umano ha condotto allo sviluppo di molteplici soluzioni. I vetri bioattivi, nati alla fine degli anni Sessanta, rappresentano una delle classi di materiali più virtuose per la riparazione di tessuti ossei che hanno subito degenerazione naturale, traumi ed infezioni. Per soddisfare la crescente domanda di materiali sempre più ingegnerizzati ed adattabili alle specifiche esigenze questi particolari vetri sono stati anche spesso accoppiati ad altri materiali allo scopo di realizzare dei compositi.
L’obiettivo di questa tesi è la caratterizzazione biologica in vitro e meccanica del vetro bioattivo BGMS10 e relativi compositi, costituiti da BGMS10 e idrossiapatite commerciale, entrambi destinati ad applicazioni in campo biomedicale per la rigenerazione di tessuto osseo danneggiato.
I campioni sono stati realizzati per via classica tramite sinterizzazione in forno a resistenze elettriche in assenza di pressione meccanica e il solo vetro puro BGMS10 è stato sinterizzato tramite Spark Plasma Sintering con il contributo del Dipartimento di Ingegneria Meccanica, Chimica e dei Materiali dell’Università degli Studi di Cagliari. La Spark Plasma Sintering è una tecnologia innovativa che permette di ottenere in breve tempo un elevato grado di densificazione delle polveri grazie al contributo sinergico di pressione meccanica e riscaldamento immediato dovuto all’azione di una corrente elettrica pulsata.
La tecniche di caratterizzazione utilizzate comprendono: misura della densità delle polveri di vetro tramite picnometro ad elio; analisi termica differenziale per investigare il comportamento termico al variare della velocità di riscaldamento; test meccanico di micro-indentazione Vickers per determinare modulo di Young e micro-durezza; test biologico in Simulated Body Fluid per indagare la bioattività; test di biocompatibilità e vitalità cellulare per valutare compatibilità dei materiali con le cellule viventi; microscopia elettronica a scansione e spettroscopia a raggi X a dispersione energetica per indagare qualitativamente la presenza dello strato superficiale di idrossicarbonato di apatite dopo immersione in SBF; diffrazione a raggi X per investigare la presenza di eventuali fasi cristallizzate. I risultati ottenuti sono stati confrontati tra loro per valutare quali vantaggi apporti la sinterizzazione via Spark Plasma Sintering del vetro puro e quale composizione di composito sia più performante.
In più, sono stati eseguiti dei test di citotossicità diretti in vitro su granuli di BGMS10 per verificarne la biocompatibilità in presenza di cellule.
|
