UNIVERSITATEADEMEDICINASIFARMACIEGR.T.POPAIASIFACULTATEADEBIOINGINERIEMEDICALACATEDRAStiinteBiomedicale DISCIPLINAdeBIOMATERIALEANUL3SEMESTRUL2

DETERMINARIDELABORATORPRIVINDSTRUCTURASIPROPRIETATILEBIOMATERIALELORCERAMICE.COMPORTAMENTULFOSFATILORDECALCIUINMEDIUAPOS

Consideratiiteoretice

Utilizareafosfailordecalciuinaplicatiimedicalepresupunecontactulacestoracumediiumede(fluidelebiologice).Cercetrileefectuatenacestscopaupusnevidenfaptulcapatitele ngeneralauoslabsolubilitate nsoluiiapoase,valoarea solubilitiiexprimatprin indicelede solubilitateKestedeordinul10491050.Nivelulredusalsolubilitiiapatitelorestebeneficpringradulridicatdestabilitatechimiciprinposibilitateadeaeliberanmodcontrolationidecalciu i fosfat, fenomen de mare nsemntate n ceea ce privete refacereastructurii osoase. Teoriile formulate i recunoscute privind comportareaapatitelornmediiumedeinseamadestructuradiferiilorconstituenipebazdefosfatdecalciu,dedefecteledestructuridechimismulmediuluincareseafl.Printreacesteteoriisemenioneazurmtoarele:

Variaiile de solubilitate se pot atribui diferenelor dintre viteza deformare i dizolvare a unor faze intermediare la suprafaahidroxiapatitei; aceste faze pot fi: BRUITUL CaHPO4.2H2O iMONETITULCaHPO4.

Solubilitatea hidroxiapatitei este puternic influenat de valoarea pHuluisoluiei(fig.1)iesteinversproporionalcucretereapHului.

Solubilitateahidroxiapatiteiesteafectatderaportuldintrecantitateadepulbere pe volum de lichid. ntre solidul imersat i soluia lichid seproduceunschimbde ionialcruiechilibruestedeterminatdevitezadedizolvareireprecipitarelainterfaasolidlichid.

Influena suprafeei specifice a apatitelor are un rol important nprocesuldedizolvare.

Gradulde agitare al soluiei estede asemeneaun factor important nvaloareasolubilitiifosfatilordecalciu.

Defecteledestructurcaimpuritisauvacaneinflueneazprocesuldesolubilizare la fel ca i prezenta dislocaiilor. Se tie c reactivitatea

chimic a solidelor variaz invers proporional cu compactitateastructuraliculipsadefectelor.Deci,oreeacristalinperfectestemaistabilntimp,nmediichimicediverse.

Prezenaunorionisaugrupriionicestrinenstructuraapatiteireducesolubilitatea nsoluiiaproapeneutre.Astfel, nlocuirea ionilorOHcuionideFsauFPO32reducesolubilitateaapatitei.HidroxiapatitadopatcuionicompleciFPO42estemultmairezistentdectceacustructurnormal, in timp ce prin ncorporarea de ioni de sodiu i CO32 semreteputernicsolubilitateaapatitelorbiologice.

n fig. 1 sunt trasate izotermele de solubilitate ale fosfailor de calciu i alehidroxiapatiteinfunciedevaloareapHuluisoluiei.

Fig.1.IzotermeledesolubilitateafosfailordecalciunfunciedepHulsoluiei

apoase.Dinstudiulcurbelordesolubilitateseconstaturmtoareleaspecte:monetitulCaHPO4areceamaibunstabilitatensoluiiapoase,avndceamaimicvaloareacoeficientuluidesolubilitate(K=1.27.1014);bruitul,CaHPO4.2H2O,areceamaimaresolubilitate(K=2.59.107); pentru toate tipurilede apatite solubilitatea scade cu cretereavaloriipH,decinsoluiiacideavemsolubilitateamaimare.Punctele de intersecie ale curbelor de solubilitate ale apatitei cu bruitul seinregistreazalaunpH=4.3,iarcumonetitullapH=4.8.Din fig.1. sepoateconcluzionacpentruanumitemediiumede trebuiealeicomponenii pe baz de fosfat de calciu, care au cele mai mici valori alecoeficientuluidesolubilitate.

ScopullucrariiIntelegereadecatrestudentiacomportamentuluidiversilorfosfatidecalciuinmediuapos,infunctiederaportulCa/Psidestructurachimica.

Materialesiaparatura(1). Ca materiale pot fi folosite pulberi procesate in laborator din reactivichimicisauachizitionate.(2).Materiale: PulberedeCa3(PO4)2 PulberedeCaHPO4*2H2O Pulberedehidroxiapatita Apadistilata Balantaanalitica Cilindrugradat pHmetrucusenzordetemperatura ElectroddepH Agitatormagnetic Spatule Tavitedepolipropilenapentrucantarire.

Moduldelucru

IntrunpaharBerzeliusplasatpeunagitatormagneticsicontinand200mlapadistilata sevaadauga1gpulberede fosfatde calciu (subagitare)notandusemomentul introducerii pulberii cu t0, moment la care se va inregistramodificareavaloriipHului.Dupaacestmoment,pHulsevamasuratimpde1ora, la un interval de 5 min si se va inregistra valoarea pHului la fiecaremoment. Se va proceda inmod identic pentru fiecare din cei trei fosfati decalciu(Ca/P=1,29,Ca/P=1,50,Ca/P=1,67)supusianalizei.

PrelucrareadatelorexperimentaleValoriledepHrezultatesevorinregistraintrofoaieExcel,sevatrasaevolutiapHului in functie de timp pentru toti fosfatii de calciu analizati si se vorinterpretacurbeleobtinute insensulcorelariigraduluidedisocierecuvariatiapHului.

BIBLIOGRAFIE1. StructureandPropertiesofCeramics(vol.11);ProcessingofCeramics(vol.

17),WilliamsDF; inMaterialsScienceandTechnology,CahnRW,HaasenP,KramerEJ.VCHPublishersInc,NewYork,1992.ISBN1560811900.

2. Gheorghe T. Pop. Biomateriale si componenete protetice. Ed. Tehnopres,Iasi,2004.