New sintered wollastonite glass-ceramic for biomedical applications

Autor(es)

Soares, Viviane O. ^{[1, 2]} ; Daguano, Juliana K. M. B. ^[3] ; Lombello, Christiane B. ^[3] ; Bianchin, Olavo S. ^[4] ; Goncalves, Livia M. G. ^[4] ; Zanotto, Edgar D. ^[4]

Afiliação do(s) autor(es)

^[1] Univ Estadual Maringa, Dept Ciencias, BR-87360000 Goioere, PR - Brazil

^[2] Ave Reitor Zeferino Vaz S-N, BR-87360000 Goioere, Parana - Brazil

^[3] UFABC, Ctr Engn Modelagem & Ciencias Socials Aplicadas, CECS, BR-09606070 Sdo Bernardo Do Campo, SP - Brazil

^[4] Univ Fed Sao Carlos, Dept Engn Mat, Lab Mat Vitreos, Ctr Res Technol & Educ Vitreous Mat LaMaV DEMa UF, BR-13565905 Sao Carlos, SP - Brazil

• Tipo de documento: Artigo Científico
• Fonte: CERAMICS INTERNATIONAL; v. 44, n. 16, p. 20019-20027, NOV 2018.
• Citações Web of Science: 0

Resumo

We developed a new bioactive glass-ceramic (GC) based on the CaO-SiO2-MgO-Na2O-Li2O system. Four glass compositions were formulated by a proprietary software (Reformix) and tested by changing mainly the calcium content (from 20 mol% to 40 mol%) and the minor components-alumina, zirconia and zinc oxide. We produced our GCs using the sinter-crystallization process at different temperatures (800-1000 degrees C) and evaluated the effects of compositional changes on the sintering kinetics, microstructure (residual porosity and crystalline phases), hardness, bending strength and bioactivity. We then followed the hydroxycarbonate apatite (HCA) formation in simulated body fluid by Fourier-transform infrared spectroscopy (FTIR), which revealed the onset of HCA formation after approximately 3 days. These GCs are phosphorus and fluorine free, elements that are present in most bioactive glasses, glass-ceramics and ceramics. Our most bioactive GC has a residual porosity of 9 +/- 1%, hardness of 5.5 +/- 0.3 GPa, 4p-bending strength of 98 +/- 7 MPa and is non-cytotoxic. This combination of good bioactivity and mechanical properties (despite its high porosity) suggests that this new GC could be tested for bone graft implants. (AU)

• Processo FAPESP: 10/15635-3 - Design de microestruturas minero-miméticas para obtenção de vitrocerâmicas de alta tenacidade com aplicações biomédicas.
• Beneficiário: Juliana Kelmy Macário Barboza Daguano
• Modalidade de apoio: Bolsas no Brasil - Pós-Doutorado
• Processo FAPESP: 12/03072-0 - Desenvolvimento de vitrocerâmico bioativo com alta tenacidade à fratura
• Beneficiário: Olavo Serafin Bianchin
• Modalidade de apoio: Bolsas no Brasil - Iniciação Científica
• Processo FAPESP: 07/08179-9 - Processos cinéticos em vidros e vitrocerâmicas
• Beneficiário: Edgar Dutra Zanotto
• Modalidade de apoio: Auxílio à Pesquisa - Temático
• Processo FAPESP: 13/07793-6 - CEPIV - Centro de Ensino, Pesquisa e Inovação em Vidros
• Beneficiário: Edgar Dutra Zanotto
• Modalidade de apoio: Auxílio à Pesquisa - Centros de Pesquisa, Inovação e Difusão - CEPIDs
• Processo FAPESP: 11/22936-2 - Vitrocerâmicos do sistema MgO-Al2O3-SiO2 com alta tenacidade à fratura.
• Beneficiário: Lívia Maria Garcia Gonçalves
• Modalidade de apoio: Bolsas no Brasil - Iniciação Científica
• Processo FAPESP: 10/18947-6 - Desenvolvimento de Vitrocerâmicas com Alta Tenacidade à Fratura
• Beneficiário: Viviane Oliveira Soares
• Modalidade de apoio: Bolsas no Brasil - Pós-Doutorado