89-91 - Polskie Stowarzyszenie Biomateriałów

ys.1. chropowatość powierzchni membran kompozytowych:
5%wag. PVa/sio 2 w matrycy Pcl i 5%wag. PVa/Hap w matrycy
pcl.
fig.1. roughness of the surface of composite membranes: 5
wt.% PVa/sio 2 in Pcl matrix and 5 wt.% PVa/Hap in Pcl matrix.
podstawie obserwacji mikroskopowych SEM ( Joel
5400). Materiałem referencyjnym wykorzystanym do
badań była folia PCL.
dyskusja wyników
Wprowadzenie nanokompozytowych włókien krótkich
oraz produktów ich defragmentacji prowadzi do
wzrostu chropowatości powierzchni tworzyw. Średni
profil chropowatości wyższy jest od strony wyeksponowanych
włókien (góra próbki) niż od strony
spodniej materiału (FIG.1). Polimer pozbawiony fazy
włóknistej charakteryzuje się powierzchnia gładką
R a~1,1µm. Dodatek włókien do syntetycznej osnowy
powoduje obniżenie kata zwilżenia w porównaniu z
czystym polimerem (Ө~75,5 0 ). Wynosi on odpowiednio
dla kompozytu PVA z 5%wag. SiO 2 w PCL ok. 700
a dla kompozytu PVA z 5%wag HAp w PCL ok. 720.
Wzrost hydrofiowości powierzchni wiąże się z charakterem
chemicznym fazy włóknistej; również silnie
hydrofilowej (Ө~15 0 ), która w dłuższym kontakcie z
wodą ulega szybkiej resorpcji. Efektem biodegradacji
włókien i cząstek zdefragmentownych włókien jest
porowata powierzchnia kompozytu. W warunkach in
vitro z litego dotąd tworzywa powstaje materiał porowaty
którego średni rozmiar porów jest w zakresie
ok. 10-40µm (FIG.2). Ze względu na funkcje jaka ma
pełnić otrzymany materiał (membrana separująca i
selektywnie przepuszczająca substancje) przeprowadzono
również testy przepuszczalności tworzywa
w układzie woda/membrana/sól. W trakcie pracy
membrany stwierdzono ze wyższą przepuszczalnością
charakteryzuje się membrana PVA z 5%wag
HAp w PCL, która stabilność pracy osiąga już po 5s
(FIG.3). Inkubując badane materiały w warunkach in
vitro (7 dni/37 0 C) zaobserwowano zmiany stężenia
jonów odpowiedzialnych za nukleację apatytu (jony
wapniowe Ca2+, jony fosforanowe PO 4 3- ). Zmiany
stężenia jonów wskazywać mogły kierunek migracji:
przechodzenie modyfikatorów włókien (SiO 2, HAp)
do roztworu (osocza) a możliwy spadek stężenia jonów
wapniowych i fosforanowych wskazywal by na gromadzenie
się tych jonów na powierzchni tworzywa. Medium immersyjne
(SBF), w którym przetrzymywane były próbki został
poddany analizie ICP (FIG.4). Po 7 dniach inkubacji tworzyw
The polymer without the fibrous phase had smooth
surface with R a~1.1 µm. Addition of the fibres to the
polymer matrix decreased wetting angle comparing
to the pure polymer (Θ~75.5 o ). Wetting angle of
the composite containing PVA fibres modified with
5wt.% SiO 2 was c.a. 70 o , and of 72 o for the material
containing PVA fibres with 5 wt.% HAp, respectively.
Increase of the surface hydrophility was related to the
chemical character of the fibrous phase, which was
also highly hydrophilic (Θ~15 o ), which underwent
quick resorption in a long-term contact with water.
The effect of biodegradation of the fibres and products
of their fragmentation was porous surface of the
composites. In in vitro conditions bulk and non-porous
material become porous with mean pore sizes from
10 to 40µm (FIG.2). The composite materials were
designed to act like separating membranes with selective
permeability so their permeability was tested
in a water/membrane/salt system. The higher permeability
was observed in the case of the membrane
containing PVA fibres with 5wt.% HAp, which reached
stable work conditions just after 5s (FIG.3). During
incubation of the materials in in vitro conditions (7
rys.2. morfologia powierzchni membran kompozytowych: 5%
wag. PVa/sio 2 w matrycy Pcl (a) i 5% wag. PVa/Hap w matrycy
Pcl (b).
fig .2. surface morphology of the composite membranes: 5
wt.% PVa/sio 2 in Pcl matrix (a), and 5 wt.% PVa/Hap in Pcl
matrix (b).
rys .3. Przeszpuszczalnośc membran kompozytowych: 5%wag.
PVa/sio 2 w matrycy Pcl i 5%wag. PVa/Hap w matrycy Pcl
fig.3. Perameability of the composite membranes: 5 wt.% PVa/
sio 2 in Pcl matrix and 5 wt.% PVa/Hap in Pcl matrix.
days/37 o C) changes of concentration of ions responsible for
apatite nucleation, i.e. calcium ions Ca 2+ , and phosphate ions
PO 4 3- , were observed. Changes of the ions concentrations
might indicate direction of their migration; in the case of the
fibres modifiers i.e. SiO 2, HAp, into the solution (serum),
229