Novel Si-O-M-C (M= Sr, Zn, and B) bioactive glasses with outstanding high temperature crystallization resistance
新型 Si-O-M-C(M= Sr、Zn 和 B)生物活性玻璃,具有出色的耐高温结晶性
基本信息
- 批准号:317658328
- 负责人:
- 金额:--
- 依托单位:
- 依托单位国家:德国
- 项目类别:Research Grants
- 财政年份:2016
- 资助国家:德国
- 起止时间:2015-12-31 至 2019-12-31
- 项目状态:已结题
- 来源:
- 关键词:
项目摘要
The aim of the present project is to systematically assess the relationship between the composition and microstructure of bioactive metal-modified silicon oxycarbide glasses (i.e., Si-M-O-C, M = Sr, Zn, B) and their behavior in different environments (water and biological fluids) in terms of degradation (kinetic of ion release), bioactivity (ability to develop a layer of hydroxyapatite) and cellular response. Preliminary in vitro experiments indicate that the targeted materials are bioactive with respect to hydroxyapatite mineralization. In addition to their bioactivity, the Si-M-O-C glasses exhibit an outstanding resistance against high-temperature crystallization processes, thus being able to keep their glassy nature upon annealing at temperatures as high as 1300 °C.Within the project, Si-M-O-C powders will be synthesized from suitable single-source precursors and subsequently processed into monoliths and coatings. Thus, detailed studies will be done on the prepared bioglass samples in order to determine the hydroxyapatite mineralization onto the surface of Si-M-O-C in simulated body fluid (SBF) as well as to assess possible cytotoxic effects of the produced bioglass particles, monoliths and coatings. The cytotoxicity tests will be based on the ISO- 10993-5 and will be extended, as appropriate and relevant for all the applications above, to determine possible necrotic and apoptotic effects of different concentrations of the different bioglass materials on cells. Moreover, careful analysis of the degradation of Si-M-O-C in water and SBF will be performed in order to attain insights about the release kinetics of different species from the glass, which are important for the hydroxyapatite mineralization and osteogenesis. The present project is expected to provide a profound understanding about the bioactivity of Si-M-O-C glasses and will allow for developing a novel type of bioactive materials with outstanding high-temperature crystallization resistance.
本项目的目的是系统地评估生物活性金属改性碳氧化硅玻璃(即,Si-M-O-C,M = Sr,Zn,B)以及它们在不同环境(水和生物流体)中在降解(离子释放动力学)、生物活性(形成羟基磷灰石层的能力)和细胞反应方面的行为。初步的体外实验表明,目标材料具有羟基磷灰石矿化的生物活性。除了它们的生物活性外,Si-M-O-C玻璃还表现出对高温结晶过程的出色抵抗力,因此能够在高达1300 °C的温度下退火时保持其玻璃态性质。在该项目中,Si-M-O-C粉末将由合适的单一来源前体合成,随后加工成单片和涂层。因此,将对制备的微晶玻璃样品进行详细研究,以确定模拟体液(SBF)中Si-M-O-C表面上的羟基磷灰石矿化,并评估所产生的微晶玻璃颗粒、整料和涂层的可能细胞毒性效应。细胞毒性试验将基于ISO- 10993-5,并将根据上述所有应用的适当和相关性进行扩展,以确定不同浓度的不同玻璃材料对细胞的可能坏死和凋亡效应。此外,将进行Si-M-O-C在水和SBF中的降解的仔细分析,以获得关于不同物质从玻璃的释放动力学的见解,这对于羟基磷灰石矿化和成骨是重要的。本项目有望提供对Si-M-O-C玻璃生物活性的深刻理解,并将允许开发一种新型的生物活性材料,具有优异的高温抗结晶性。
项目成果
期刊论文数量(5)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(0)
专利数量(0)
Facile Preparative Access to Bioactive Silicon Oxycarbides with Tunable Porosity
- DOI:10.3390/ma12233862
- 发表时间:2019-11
- 期刊:
- 影响因子:3.4
- 作者:Fang Xie;E. Ionescu;M. Arango-Ospina;R. Riedel;A. Boccaccini;I. Gonzalo-Juan
- 通讯作者:Fang Xie;E. Ionescu;M. Arango-Ospina;R. Riedel;A. Boccaccini;I. Gonzalo-Juan
Structure, energetics and bioactivity of silicon oxycarbide-based amorphous ceramics with highly connected networks
- DOI:10.1016/j.jeurceramsoc.2017.10.002
- 发表时间:2018-04-01
- 期刊:
- 影响因子:5.7
- 作者:Ionescu, Emanuel;Sen, Sabyasachi;Navrotsky, Alexandra
- 通讯作者:Navrotsky, Alexandra
Apatite Forming Ability and Dissolution Behavior of Boron- and Calcium-Modified Silicon Oxycarbides in Comparison to Silicate Bioactive Glass.
- DOI:10.1021/acsbiomaterials.9b00816
- 发表时间:2019-09
- 期刊:
- 影响因子:5.8
- 作者:Fang Xie;Isabel Gonzalo Juan;M. Arango-Ospina;R. Riedel;A. Boccaccini;E. Ionescu
- 通讯作者:Fang Xie;Isabel Gonzalo Juan;M. Arango-Ospina;R. Riedel;A. Boccaccini;E. Ionescu
Effect of Ca and B incorporation into silicon oxycarbide on its microstructure and phase composition
- DOI:10.1111/jace.16620
- 发表时间:2019-12
- 期刊:
- 影响因子:3.9
- 作者:Fang Xie;I. Gonzalo-Juan;H. Breitzke;C. Fasel;Maximilian Trapp;G. Buntkowsky;H. Kleebe;R. Riedel;A. Boccaccini;E. Ionescu
- 通讯作者:Fang Xie;I. Gonzalo-Juan;H. Breitzke;C. Fasel;Maximilian Trapp;G. Buntkowsky;H. Kleebe;R. Riedel;A. Boccaccini;E. Ionescu
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