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The objective of this work was to study the feasibility of the solid state sintering, a conventional ceramic processing method, to obtain Mg and Si co-substituted tricalcium phosphate bioceramics and composites containing ...

El desarrollo de biocerámicas para aplicaciones estructurales está limitado debido a su baja tenacidad y resistencia. Estas limitaciones conllevan a investigaciones que buscan mejorar su rendimiento mecánico mediante dopado ...

In vitro study of the proliferation and growth of human fetal osteoblasts on Mg and Si co-substituted tricalcium phosphate ceramics
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García-Páez, Ismael H. | 2017-04-20

The objective of this work was to study the feasibility of the solid state sintering, a conventional ceramic processing method, to obtain Mg and Si co-substituted tricalcium phosphate bioceramics and composites containing diopside. A series of new Ca3(PO4)2 based ceramics has been prepared from attrition milled mixtures of synthetic Ca3(PO4)2 and CaMg(SiO3)2 powders, isostatically pressed and sintered at 1250–1300°C. Materials containing 0, 1, and 5 wt % of CaMg(SiO3)2 were constituted by β + α - Ca3(PO4)2 solid solutions while the material containing 60 wt % of CaMg(SiO3)2 was a constituted by β- Ca3(PO4)2 and CaMg(SiO3)2. The biological responses of the developed ceramics were studied in vitro using human fetal osteoblast cultures. Culture times ranged from 1 to 21 days. The new family of materials promotes the adhesion and proliferation of human osteoblasts cultured onto their surface forming a monolayer and showing a normal morphology. The results of the MTT and Alamar Blue assays showed that the soluble components extracted from the Mg/Si- co-substituted Ca3(PO4)2 and the Ca3(PO4)2-CaMg(SiO3)2 composite were noncytotoxic. The specimens with diopside exhibited a better in vitro behavior which is attributed to the release of Si and Mg ions to the culture medium, enhancing the activity of cells. © 2017 Wiley Periodicals, Inc. J Biomed Mater Res Part A: 105A: 2266–2275, 2017.

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Síntesis en estado sólido y caracterización de fosfato tricálcico dopado con magnesio y zinc
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García-Páez, Ismael H. | 2017-04-23

El desarrollo de biocerámicas para aplicaciones estructurales está limitado debido a su baja tenacidad y resistencia. Estas limitaciones conllevan a investigaciones que buscan mejorar su rendimiento mecánico mediante dopado con elementos similares a los presentes en el hueso humano y a materiales que no generen reacciones o toxicidad, tales como: CO32--, SiO44- , Mg2+, Zn2+, F-, Cl-, Ag+, Na+ y K+. Dentro de este contexto, la presente investigación fue enfocada a la síntesis de fosfato tricálcico (TCP) dopado con iones magnesio Mg+ y zinc Zn+, mediante sinterización en estado sólido. La adición de los dopantes se realizó en forma de óxidos, así: M-1(1 wt% Mg, 1wt% Zn), M-4 (4 wt% Mg, 1 wt% Zn) y M-7 (7 wt% Mg, 1 wt% Zn), mediante mezcla y calcinación de las materias primas a 900 °C y posterior sinterización a 1200, 1300 y 1400 °C. La caracterización microestructural se realizó mediante Microscopía Electrónica de Barrido, MEB, y la composicional mediante difracción de rayos X, DRX y espectrometría de energía dispersiva, EDX. Se determinó que la fase mayoritaria en todos los casos fue β-TCP y que el cambio de la faseβ→α-TCP solo se presentó en la muestra M-7 sinterizada a 1400°C. Adicionalmente, se realizó un estudio del comportamiento in vitro en suero fisiológico artificial (SFA), donde se observó baja formación de apatita en la superficie durante la inmersión de 28 días. Finalmente, se realizó un estudio mecánico mediante el ensayo de compresión diametral en probetas de disco de diámetro 10,0 ± 0,3 mm y espesor 2,8 ± 0,2 mm, donde se observó un ligero aumento de la resistencia comparado con fosfatos comerciales.

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