Biomaterialen college 5 Flashcards
(32 cards)
Wat zijn keramieken?
keramieken structuren zijn vaste anorganische en niet-metallische structuren. Keramieken zijn zowel biologisch als synthetisch te verkrijgen.
Voorbeelden van keramieken zijn: klei, porselein, glas, diamant, ivoor etc.
Waar kunnen bio keramieken voor gebruikt worden?
kunnen gebruikt worden in het menselijk lichaam of kunnen contact hebben met het menselijk lichaam.
Voorbeelden zijn: klei, aluminium oxide (aluminia), zirconium oxide (zirconia), bioglass of calciumfosfaat.
Wat zijn de eigenschappen van keramieken? (3)
- Zijn te verdelen in chemische en mechanische eigenschappen.
- Keramieken kunnen zowel ionische bindingen (NaCl) als covalente bindingen bevatten (Al2O3).
- Meestal zijn keramieken kristallijne structuren.
Voorbeelden van amorfe structuren zijn: glas en amorf calciumfosfaat.
Keramieken kunnen voorkomen in verschillende structuren, wat zijn de 6 meest bekende?
- simpele kubus
- face-centered kubus
- lichaam gecentreerd kubus
- simpele tetragonaal
- lichaam gecentreerd tetragonaal
- hexagonaal
Wat voor eigenschappen hebben keramieken nog meer naast chemische en mechanische eigenschappen? (4)
Thermische en elektrische eigenschappen zoals:
- lage thermische conductiviteit
- thermisch zeer stabiel
- thermische isolator
- niet elektrisch geleidend
Uitzondering hierop zijn ‘moderne’ keramieken/glasachtige. Deze kunnen wel semi-conductief zijn.
Waar bestaan de intrinsieke mechanische eigenschappen van keramieken uit?
- relatief sterk
- hard
- lage taaiheid
- geen duidelijke vloeigrens
- lage ductiliteit
- erg bros
- zeer lage mate van plastische vervorming
waardoor worden de extrinsieke eigenschappen van keramieken bepaald?
Door de wijze van verwerking, dit bepaalt namelijk de bulk eigenschappen.
De weefselinteractie van bio keramieken is afhankelijk van de biocompatibiliteit. In welke types kunnen we de bio keramieken indelen m.b.t de interactie met weefsel?
- type 1, bijna inerte keramieken
- type 2, rol van porositeit
- type 3, bioactieve keramieken
- type 4, resorbeerbare keramieken
Wat kun je vertellen over type 1, bijna inerte keramieken?
Type 1 keramieken hebben een minimale interactie met het menselijke lichaam. Er is vrijwel altijd sprake van een fibrotisch kapsel om de bio keramieken
Voorbeelden zijn alumina, zirconia en carbon.
Wat kun je vertellen over type 2, rol van porositeit bij keramieken?
Bij type 2 keramieken is er sprake van een mate van porositeit. Porositeit vergroot het oppervlak van het materiaal. Deze structuur promoot weefsel ingroei en reactiviteit van het biomateriaal. Daarnaast is er ruimte voor vascularisatie. De ideale poriegrootte wordt geschat op ongeveer 10 micrometer.
Wat kun je vertellen over type 3, bioactieve keramieken?
Biologische respons aan het materiaaloppervlak zorgt vrijwel altijd voor binding/integratie met het omliggende weefsel. Voorbeelden zijn calciumfosfaten en bioactief glas.
Wat kun je vertellen over type 4, resorbeerbare keramieken?
Resorbeerbare keramieken zijn keramieken welke al afbreken in de tijd dat natuurlijk weefsel gevormd wordt.
Een voorbeeld hiervan is bioglass in composities al SIO2, CaO, Na2O en P2O5. Gips (calcium sulfaat) is ook een resorbeerbaar bioactief glas.
Wat is osseointegratie?
Osseointegratie is materiaal-weefsel interactie in een botachtige omgeving. Er is hierbij geen sprake van integratie bij fibrotische kapsel vorming.
Wat betekent het wanneer een materiaal oseoconductief is?
Geleidend, laat ingroei van bot toe.
Wat betekent het wanneer een materiaal oseoinductief is?
inducerend, zet aan tot aanmaak van nieuw bot.
Wat kun je vertellen over Alumina? (4)
- Aluminium oxide (AI203)
- Alumina is chemisch en thermisch zeer stabiel
- Super kristallijne structuur en kan gesynthetiseerd worden met verschillende grain sizes (korrelgrootte).
- Hoge hardheid, lage frictie coëfficiënt en goede corrosie resistentie. Wordt vaak toegepast als poreus oppervlak.
Wat zijn klinische toepassingen van Alumina?
- Femorale kop van een heup revisie implantaat
- Tandheelkundige implantaten en kronen
- Orthopedische vullers
- Kunstoog
Wat kun je vertellen over Zirconia? (4)
- Zirkonium oxide (ZrO2)
- Vrij kristallijne structuur, (kubisch!)
- Chemisch en thermisch zeer stabiel
- Zeer goede tri biologische eigenschappen (frictie en slijtage)
Hoe is zirconia verder te stabiliseren?
Toevoeging van additieven zoals yttriumoxide (Y2O3), tetragonale polykristallijne structuur. Hogere sterkte en minder breuk gevoelig.
Wat kun je vertellen over carbon?
- Keramiek met kristalstructuur
- Er zijn verschillende carbon soorten
- Toepassing van carbon ligt in coatings
Wat kun je vertellen over pyrolitisch carbon?
Andere vorm van carbon, wordt ontwikkeld door pyrolyse van grafeen. Dit geeft aan dat er dwarsverbindingen zitten tussen de grafeen lagen. Het pyrolitisch proces verhoogt de tri biologische weerstand (beter bestand tegen frictie en slijtage).
Waar is pyrolitisch carbon voor geschikt?
Pyrolitisch carbon is hemocompatibel en dus geschikt voor vasculaire toepassingen zoals synthetische hartkleppen en coating van stents. Je vind deze carbon soorten nauwelijks terug in gewrichtsimplantaten.
Waar worden carbon fiber composieten voor gebruikt?
ter versterking van polymeren.
Wat kun je vertellen over carbon nanotubes?
Carbon wordt vaak gebruikt in nanotubes. Deze nanotubes vind je terug in gevallen van weefsel regeneratie, drug delivery, biosensoren en composiet fabricatie.
