Synthesis and characterization of calcium phosphate compounds with strontium and magnesium ionic substitutions / Síntetis y caracterización del compuestos de fosfato de calcio con substituto iónico de estroncio y magnesio

Bioceramics offer advantages in the repair and regeneration of hard tissues and are used as bone void fillers and particulate fillers in bone cements with surgical applications. Regeneration and osteosynthesis stimulation via the release of essential ions such as strontium (Sr2+) and magnesium (Mg2+) is a relatively new field. Therefore, there is great interest in investigating various ionic substitutions on crystallographic structure and characteristics for use in osteoporosis prevent and increase bone formation and decrease bone resorption. In this study, we synthesize calcium phosphate samples with Sr2+ and Mg2+ ionic substitutions. The samples are characterized using X-ray diffraction, Fourier transform infrared spectroscopy, and inductively coupled plasma mass spectroscopy. Hydroxyapatite, beta tricalcium phosphate, and amorphous phases were observed. Depending on the ionic substitution, the crystal size and crystallinity varied from 22 nm to 130 nm and from 84% to 99.6%, respectively. The Ca/P ratio ranged from 0.72 to 1.82. The results demonstrated the effect of Sr2+ and Mg2+ inclusions in calcium phosphate on important parameters used in several bioceramic applications.

Los biocerámicos ofrecen ventajas en la reparación y regeneración de tejidos duros utilizándose como relleno en cavidades óseas y como relleno particulado en cementos óseos de aplicaciones quirúrgicas. Regeneración y estimulación de la osteosíntesis a través de la liberación de iones esenciales, como el estroncio (Sr) y magnesio (Mg) es un campo relativamente nuevo. Por lo tanto, existe un gran interés en la investigación de diversas sustituciones iónicos sobre la estructura cristalográfica y las características para su uso en la prevención de osteoporosis y aumento de la formación ósea con disminuir la resorción ósea. En este estudio, se sintetizó muestras de fosfato de calcio con sustituciones iónicos Sr y Mg. Las muestras se caracterizaron usando difracción de rayos X, espectroscopia infrarroja por transformada de Fourier, y la espectroscopia de masas con plasma acoplado inductivamente. Se observó hidroxiapatita, fosfato tricálcico beta, y las fases amorfas. Dependiendo de la sustitución iónica, el tamaño del cristal y cristalinidad variaron de 22 nm a 130 nm y de 84% a 99,6%, respectivamente. La relación Ca/P varió desde 0,72 hasta 1,82. Los resultados demostraron el efecto de las inclusiones de Sr y Mg en fosfato de calcio en parámetros importantes que se utilizan en varias aplicaciones de biocerámicos.

Estudo in vitro da biocompatibilidade da hidroxiapatita utilizada em Implantodontia / An in vitro study on the biocompatibility of hydroxyapatite used as an implant material

A hidroxiapatita é uma substância que apresenta propriedades de natureza física e que säo determinantes dos níveis da sua biocompatibilidade. Säo poucos os trabalhos que analisaram essa biocompatibilidade in vitro. Portanto, propusemo-nos a estudar in vitro o crescimento e a viabilidade de fibroblastos (NIH 3T3) crescidos sobre substrato contendo hidroxiapatita. Os fibroblastos foram cultivados nas mesmas quantidades sobre placas de Petri cobertas com colágeno (n=18, controles) e placas cobertas com colágeno e hidroxiapatita (n=18, tratadas). Três culturas de cada grupo foram contadas diariamente após o plaqueamento durante seis dias. Durante a contagem, foi obtida a porcentagem de viabilidade celular. A morfologia das células foi observada em microscopia de luz e eletrônica de varredura. As células cresceram em íntimo contato com os cristais de hidroxiapatita. Até o terceiro dia após o plaqueamento, o crescimento das duas culturas foi semelhante. A partir do quarto dia, houve um atraso de 24 horas nas culturas tratadas em relaçäo às controles. A viabilidade celular das culturas tratadas (64,38 ñ 2,24 por cento) foi significantemente menor (p<0,01) que a das culturas controles (94,80 ñ 0,10 por cento) durante todo o experimento. Entre tanto, no sexto dia de cultivo, näo havia mais diferença estatística entre o número de células tratadas e controles. Nossos achados comprovam, in vitro, que a hidroxiapatita é uma substância biocompatível. O atraso no crescimento celular e a menor viabilidade provavelmente foram conseqüências da presença física dos cristais de hidroxiapatita, que competiram pelo espaço cultivável das placas

Avaliaçäo da taxa de dissoluçäo de hidroxiapatias preparadas em diferentes condiçöes / Evaluation of dissolution rate of hidroxyapatite prepared in different conditions

A solubilidade dos vários compostos da família dos fosfatos de cálcio no meio fisiológico é uma das principais características utilizadas para a escolha do composto mais adequado para cada aplicação. Para um mesmo composto, entretanto, a solubilidade pode variar devido a variação da concentração de defeitos, a área superficial. a razão Ca/P, o tamanho de particulas, outros tipos e quantidade de fases presentes e porosidade. O objetivo do presente trabalho foi estudar um método que permite avaliar comparativamente a solubilidade de hidroxiapatitas com caracteristicas diferentes. Os resultados obtidos demonstram a eficácia do método proposto para avaliar a solubilidade da hidroxiapatita e confirmam a interrelação entre a solubilidade, a razão Ca/P e a presença de grupos CO3**-2 detectada pela espectroscopia de infravermelho

Abstract - The solubility of the various compounds of the calcium phosphate family in the physiological medium is one of the main characteristics used to identify the most suitable compound for each application. However. for one single compound the solubility may vary due to the concentration of defects. The objective of this work was to develop a method which would allow us to evaluate comparatively the solubility of hydroxyapatites with different characteristics. The results obtained have shown that the proposed method is suitable to evaluate the solubility of hydroxyapatite and have confirmed the relationship between solubility, the Ca/P ratio and the presence of CO/ groups detected by infrared spectroscopy