REPOZITORIJ > REZULTATI

Povzetek

Zaradi staranja kostnega tkiva, kostnih defektov, ki nastanejo pri odstranitvi cist,
tumorjev, genetskih defektov in ostalih kostnih bolezni, skupaj z vse večjo željo po
boljši kvaliteti življenja, narašča tudi potreba po materialih, umetnih ali avtogenih, ki
bi jih telo dobro sprejelo, ki bi imeli dolgo življenjsko dobo in ki bi dobro prenesli
pogoje v človeškem telesu.
Med najbolj pogoste materiale za zamenjavo kostnega tkiva spadajo titanove
zlitine. Te se uporabljajo za dentalne vsadke, kostne vijake, ploščice in za zamenjavo
celotnih sklepov z namenom zamenjati oboleli oziroma poškodovani del kosti. Titan
je namreč biokompatibilen material, ki ima relativno zadovoljive mehanske
lastnosti. Vendar pa vsadek pri direktnem stiku s kostjo v kompleksnem
dinamičnem sistemu telesa ni izpostavljen samo mehanskim obremenitvam, ampak
je tudi pod velikim vplivom ekstracelularnih tekočin in proteinov. To pa privede do
počasnega, vendar kontinuirnega sproščanja škodljivih kovinskih ionov. V primeru
Ti6Al4V zlitine se sproščajo Ti in tudi toksična Al in V. Po letih sproščanja takšnih
ionov lahko pride do negativnega odziva organizma. Druga slaba stran titanovih
zlitin je njihova bioinertnost. Čeprav so titanove zlitine biokompatibilne, kar pomeni,
da jih okoliško tkivo lahko sprejme, ne morejo tvoriti kemijske vezi s kostjo.
V primerjavi z bioaktivnimi materiali je njihova hitrost osteointegracije počasna.
Da bi zmanjšali raztapljanje ionov zlitine in njihovo izluževanje v telo, je potrebno
modificirati površino. To lahko dosežemo s povečanjem debeline in kakovosti
oksidne prevleke, ki je vedno prisotna na površini. Poleg tega je potrebno površino
modificirati tako, da bo povečana tudi hitrost vraščanja kosti, s katero bo vsadek
tvoril tudi močnejšo vez.
V tem delu smo naravno amorfno oksidno prevleko na površini zlitine spremenili
v debelejšo kristalinično s hidrotermalno obdelavo v prisotnosti Ti ionov.
S spreminjanjem hidrotermalnih pogojev, kot so temperatura, čas in pH, smo
spreminjali morfologijo, velikost kristalov in debelino prevleke. Z uporabo ustreznih
dodatkov in površinsko aktivnih snovi smo dosegli želeno morfologijo. Tako
pripravljene anatazne prevleke so bile bioaktivne in so imele dobro adhezijo
s podlago. Prevleke smo testirali in vitro in in vivo, pri čemer so celični testi pokazali,
da je adhezija in proliferacija celic odvisna od morfologije anataznih kristalov. Prav
tako smo pokazali, da različne kristalne ravnine vplivajo tudi na nastanek
hidroksiapatita pri testu v simulirani telesni tekočini.
Pokazali smo, da je prevleka iz titanovega dioksida lahko bioaktivna, vendar pa je
nastanek hidroksiapatita zelo počasen v primerjavi z bioaktivnimi materiali, kot so
na primer hidroksiapatit in drugi kalcijevi fosfati ali bioaktivno steklo. Bioaktivno
steklo je biorazgradljiv material z visoko bioaktivnostjo. Je osteokonduktiven in
osteoproduktiven in lahko tvori vez s trdim in mehkim tkivom. Vendar pa ima slabe
mehanske lastnosti in zato ni primeren za vsadke, ki morajo prenašati obremenitve.
V takih primerih je njegova uporaba omejena na prevleke.
Kombinacija biostekla v poroznih titanovih vsadkih oziroma prevlekah naj bi
močno izboljšala osteointegracijo. Vendar pa za takšne prevleke v porozni titanovi
strukturi potrebujemo zelo fine delce bioaktivnega stekla. Ker z običajnim
postopkom pridobivanja stekla s taljenjem ne dobimo dovolj majhnih delcev, smo
razvili t. i. partikularni sol‐gel postopek, kjer nastanejo sferični delci nano‐velikosti.
Te delce smo potem infiltrirali v porozno titanovo prevleko z vakuumsko infiltracijo.
Testirali in primerjali smo različne sestave, spremljali njihovo kristalizacijo in
sintranje, antibakterijske lastnosti in bioaktivnost ter na koncu potrdili izboljšano
vraščanje v prisotnosti bioaktivnega stekla z in vivo testi.
Da bi združili lastnosti obeh prevlek, smo nanesli obe prevleki skupaj. Biosteklo bi
tako služilo za pospeševanje nastanka nove kosti, anatazna prevleka pa bi
preprečevala izluževanje toksičnih kovinskih ionov tudi po tem, ko bi se biosteklo
razgradilo in bi ga zamenjala kost.