Assessment of nickel oxide substituted bioactive glass-ceramic on in vitro bioactivity and mechanical properties

• Autores: Vikash Kumar Vyas, Arepalli Sampath Kumar, Akher Ali, Sunil Prasad, Pradeep Srivastava, Sarada Prasanna Mallick, Md Ershad, Saryoo Prasad Singh, Ram Pyare
• Localización: Boletín de la Sociedad Española de Cerámica y Vidrio, ISSN 0366-3175, Vol. 55, Nº. 6, 2016, págs. 228-238
• Idioma: inglés
• Títulos paralelos:
  • Evaluación del efecto de la sustitución de SiO2 por NiO sobre la bioactividad y las propiedades mecánicas de vitrocerámico bioactivos
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• Resumen
  • español

    La sustitución de óxidos en la composición de vitrocerámicos bioactivos por otros como son los de estroncio, cobalto, barrio y titanio han demostrado bioactividad con una mejora de sus propiedades mecánicas. En el presente trabajo se muestra el efecto de la sustitución de SiO2 por NiO, en vitrocerámicos basados en la composición del biovidrio 45S5, sobre la bioactividad y las propiedades mecánicas, comparándose los resultados obtenidos. Los vitrocerámicos se obtuvieron mediante cristalización controlada de los respectivos biovidrios. Las fases cristalizadas se identificaron mediante Difracción de Rayos X (DRX). La formación de una capa de hidroxiapatita se evaluó mediante inmersión, durante varios periodos de tiempo, en Suero Fisiológico Artificial (SFA). La formación de dicha capa se confirmó mediante Espectroscopia Infrarroja con Transformada de Fourier (FTIR), Microscopía Electrónica de Barrido (SEM) y medidas de pH. Tanto la densidad como las propiedades mecánicas de las muestras aumentan al aumentar la concentración de NiO, a la vez que se produce una disminución de la temperatura de transición vítrea (Tg). Estudios en cultivos celulares con células osteoblásticas demostraron que las muestras que contienen baja concentración de NiO (0 a 1,65%) en moles no son citotóxicas. Por último, esta investigación concluye claramente que estos biovidrios dopados con NiO son potenciales biomateriales para aplicaciones biomédicas.

  • English

    Many type of oxide substituted glass-ceramics like strontium, cobalt, barium and titanium have shown bioactivity with improved mechanical properties. The present work reports the in vitro bioactivity and mechanical properties of nickel oxide substituted in bioactive glass-ceramic and results were compared with 45S5 bioactive glass-ceramic. Bioactive glass ceramics were processed through controlled crystallization of their respective bioactive glasses. The formed crystalline phases in bioactive glass-ceramics were identified using X-ray diffraction (XRD) analysis. The formation of HA layer was assessed by immersing them in the simulated body fluid (SBF) for different soaking periods. The formation of hydroxyapatite was confirmed by FTIR spectrometry, SEM and pH measurement. Densities and mechanical properties of the samples were found to increase considerably with an increasing the concentration of nickel oxide. A decrease in glass transition temperature (Tg) with NiO addition showed that the nickel oxide had acted as an intermediate in smaller quantities in the bioactive glass. The cell culture studies demonstrated that the samples containing low concentration of NiO from 0 to 1.65mol% were non-cytotoxic against osteoblast cells. Finally, this investigation clearly concluded that NiO doped bioactive glass would be potential biomaterials for biomedical applications.