Keramické materiály používané v medicíně - výzvy a příležitosti

Abstract

Tato bakalářská práce se zabývá keramickými materiály používanými v medicíně, zejména v ortopedických a dentálních aplikacích. Úvodní část práce se zaměřuje na požadavky a současný stav biomateriálů používaných v kostním tkáňovém inženýrství, jejich výhody a nevýhody. V další podkapitole jsou popsány kompozitní materiály, kde alespoň jednu složku tvoří keramický materiál. V samostatné části je popsána hutná keramika na bázi oxidu hlinitého a zhouževnatělého oxidu zirkoničitého. Hlavní část této práce je zaměřena na porézní keramické materiály na bázi kalciumfosfátů, jsou zde vymezeny požadavky na skafoldy, mezi které patří pórovitost, mechanické a biologické chování. Další část se zabývá způsoby přípravy keramických skafoldů. Experimentální část této práce byla věnována přípravě bioaktivního porézního keramického materiálu na bázi hydroxyapatitu a oxidu křemičitého se zlepšenými vlastnostmi. Replikační technikou byly vyrobeny 4 sady vzorků s obsahem oxidu křemičitého od 6 do 21 hm%. Připravené bioaktivní skafoldy se strukturou odpovídající spongiózní kosti se mohou uplatnit jako potenciální náhrady tvrdých tkání v kostním tkáňovém inženýrství.This thesis deals with ceramic materials applied in medicine, mainly in orthopaedics and dentistry. The first part is focused on requirements and current state of biomaterials in bone tissue engineering and their advantages and disadvantages. Composite materials, where ceramic material is one component at least, are mentioned in the next part. Dense ceramics based on alumina and toughened zirconia is described in the separate part. The main part of this thesis deals with porous ceramic materials based on calcium phosphates. There are also defined scaffolds requirements such as porosity, mechanical and biological properties and moreover processing methods. The experimental part of this thesis has been devoted to the preparation of bioactive porous ceramic material based on hydroxyapatite and silica with improved properties. Samples with different amount of silica in structure (6-21 wt%) were fabricated by polymer replica technique. Prepared scaffolds with structure similar to cancellous bone can be promising candidates for using in bone tissue engineering applications.