Materiale anorganice biocompatibile

Nicoleta Cornei, Constantin Vîrlan, Aurel Pui

Descriere Sumar Despre autori

Lucrarea de față propune o analiză a materialelor anorganice biocompatibile. Fără a avea pretenția de a fi exhaustivă, lucrarea tratează principalele aspecte privind biocompatibilitatea, biomaterialele metalice și ceramice și nanomaterialele magnetice.

I. BIOCOMPATIBILITATE. MATERIALE BIOCOMPATIBILE: I.1. Caracterizarea generală a materialelor biocompatibile; I.1.1. Biocompatibilitate; I.1.2. Materiale biocompatibile; I.2. Tipuri de materiale biocompatibile; I.2.1. Clasificarea materialelor biocompatibile; I.2.2. Cerinţele şi performanţele pe care trebuie să le îndeplinească un biomaterial; I.3. Proprietăţile biomaterialului; I.4. Compoziţia mediului biologic; I.4.1. Saliva; I.4.2. Sângele; I.4.3. Lichidul interstiţial; I.5. Influenţa biomaterialului asupra mediului biologic şi a mediului biologic asupra biomaterialului; I.6. Ţesuturi dure din organismul uman - structură şi proprietăţi; I.6.1. Osul; I.6.2. Dintele; I.7. Coroziunea; I.7.1. Tipuri de coroziuni; I.7.2. Factorii care influenţează și, respectiv, care inhibă coroziunea; I.7.3. Localizarea produşilor de coroziune în organism; I.8. Testarea biologică a biomaterialelor; I.9. Aplicații și utilizări ale biomaterialelor; II. BIOMATERIALE METALICE: II. 1. Titanul, zirconiul şi aliajele sale; II.1.1. Titanul şi zirconiul; II.1.2. Aliajele pe bază de titan; II.1.2.1. Tipuri de aliaje de titan; II.1.2.2. Proprietățile aliajelor de titan; II.1.2.3. Bicompatibilitatea elementelor de aliere utilizate în aliajele pe bază titan; II.1.2.4. Aplicații biomedicale ale aliajelor de titan; II.2. Criterii de clasificare a aliajelor; II.3. Aliaje nenobile, inoxidabile; II.3.1. Aliaje Ni-Cr; II.3.2. Aliaje Co-Cr; II.3.3. Oțel inoxidabil; II.3.4. Bicompatibilitatea elementelor de aliere; II.3.4.1. Bicompatibilitatea elementelor de aliere utilizate în aliajele pe bază cobalt; II.3.4.2. Bicompatibilitatea elementelor de aliere utilizate în oțelul inoxidabil; II.4. Aliaje nobile; II.4.1. Descrierea elementelor componente ale aliajelor nobile; II.4.2. Aliaje pe bază de aur; II.4.3. Aliaje pe bază de paladiu; II.5. Proprietățile aliajelor pentru tehnica metalo-ceramică; II.6. Loturi pentru aliaje nobile și nenobile; II.7. Argintul; II.8. Influența temperaturii asupra structurii aliajelor. Diagrame de echilibru termic; II.8.1. Interpretarea diagramelor de echilibru cu ajutorul legii fazelor; II.8.2. Diagrama de echilibru a unui aliaj binar cu componenți total miscibili atât în topitură cât și în stare solidă; II.8.3. Diagrame de echilibru a unui aliaj binar cu componenți total miscibili în topitură, dar insolubili în stare solidă; II.8.4. Diagrame de echilibru pentru aliaje cu componenții miscibili în stare lichidă, dar cu solubilitate parțială în stare solidă; II.8.5. Exemple de diagrame de echilibru pentru diverse aliaje binare utilizate în stomatologie; III. BIOMATERIALE CERAMICE: III.1. Generalităţi. Clasificarea biomaterialelor ceramice; III.2. Materiale ceramice pe bază de fosfaţi de calciu; III.2.1. Hidroxiapatita; III.2.1.1. Apatita naturală; III.2.1.2. Metode de sinteză a hidroxiapatitei; III.2.1.3. Diverse forme de hidroxiapatită; III.2.1.4. Hidroxiapatita deficientă în calciu (CDHA); III.2.1.5. Carbonatohidroxiapatita (CHA); III.2.1.6. Mecanismul care realizează legătura dintre implant şi os; III.2.1.7. Proprietățile fizico-chimice ale hidroxiapatitelor; III.2.1.8. Structura şi morfologia hidroxiapatitei; III.2.2. Fosfaţi de calciu; III.2.2.1. Metode de sinteză a fosfaţilor tricalcici; III.2.2.2. Diverse forme de fosfaţi de calciu; III.2.2.3. Proprietăţile fizico-chimice ale fosfaţilor de calciu; III.2.2.4. Structura şi morfologia fosfaţilor de calciu; III.2.3. Aplicații și utilizări ale biomaterialelor de HA şi fosfaţilor tricalcici; III.2.4. Biomateriale fosfatice dopate; III.3. Ceramica de alumină (Al2O3); III.3.1. Metode de sinteză a aluminei; III.3.2. Proprietăţi fizico-chimice ale ceramicii de alumină; III.3.3. Structura şi morfologia ceramicii de alumină; III.3.4. Aplicaţii şi utilizări ale bioceramicilor de alumină; III.4. Ceramica de dioxid de zirconiu ca biomaterial; III.4.1. Structura şi morfologia ceramicii de dioxid de zirconiu; III.4.2. Proprietăţi fizico-chimice ale ceramicii de dioxid de zirconiu; III.4.3. Diferite tipuri de materiale pe bază de dioxid de zirconiu pentru aplicații biomedicale; III.4.4. Biocompatibilitatea ceramicilor pe bază de dioxid de zirconiu; III.5. Ceramica de dioxid de titan ca biomaterial; III.5.1. Structura dioxidului de titan; III.5.2. Proprietăți fizico-chimice ale dioxidului de titan; III.5.3. Aplicații biomedicale ale dioxidului de titan; IV. NANOPARTICULE MAGNETICE: IV.1. Nanotehnologie, nanoştiinţă, nanoparticule. Generalități; IV.1.1. Impactul dimensiunii reduse; IV.1.2. Comportamentul magnetic a nanomaterialelor; IV.1.3. Comportamentul electric al nanomaterialelor; IV.1.3. Comportamentul dielectric al nanomaterialelor; IV.2. Metode de sinteză a nanoparticulelor magnetice; IV.2.1. Metoda ceramică ; IV.2.2. Sinteza prin reacția de coprecipitare; IV.2.3. Descompunerea termică în soluție; IV.2.4. Sinteza prin metoda hidrotermală; IV.2.5. Sinteza prin metoda sol-gel; IV.3. Funcționalizarea nanoparticulelor magnetice; IV.3.1. Introducere; IV.3.2. Funcționalizarea primară; IV.3.3. Acoperirea cu substanțe anorganice; IV.3.3.1. Nanocompozite cu silice; IV.3.3.2. Nanocompozite cu aur; IV.3.3.3. Nanocompozite cu argint; IV.3.3.4. Nanoparticule magnetice acoperite cu carbon; IV.3.4. Acoperirea cu substanțe organice; IV.3.4.1. Dextran; IV.3.4.2. Chitosan; IV.3.4.3. Polietilenglicol (PEG); IV.3.4.4. Poli(alcool vinilic) (PVA); IV.3.4.5. Alți compuși organici; VI.4. Aplicații în medicină; IV.4.1. Introducere; VI.4.2. Utilizarea nanoparticulelor în imagistica medicală; IV.4.3. Biosenzori cu nanoparticule magnetice; IV.4.4. Utilizarea nanoparticulelor magnetice în tratamentul prin hipertermie; IV.4.5. Utilizarea nanoparticulelor în transportul de medicamente și eliberarea controlată; IV.4.6.Theranostica. BIBLIOGRAFIE

Nicoleta Cornei a absolvit studiile universitare și postuniversitare la Facultatea de Chimie a Universității „Alexandru Ioan Cuza” din Iași. În anul 2003 a obținut titlul de Doctor în științe, domeniul Chimie. Începând din anul 2000 își desfășoară activitatea didactică și de cercetare în cadrul colectivului de chimie anorganică al Facultații de Chimie din Universitatea „Alexandru Ioan Cuza” din Iași, în prezent având gradul didactic de conferențiar. De-a lungul timpului a susținut cursuri, studenților de la licență și master, ce vizau aplicațiile în medicină ale compușilor anorganici și materialele anorganice biocompatibile.
Constantin Vîrlan a absolvit studiile de licență, master și doctorat la Facultatea de Chimie, Universitatea „Alexandru Ioan Cuza” din Iași. Primul nivel al studiilor universitare a fost încheiat cu susținerea lucrării de licență intitulată „Nanoparticule magnetice”, în anul 2012, iar cel de-al doilea cu lucrarea de disertație intitulată „Sinteza, caracterizarea și aplicații ale nanoferitelor”, în anul 2014. Cercetările în cadrul studiilor doctorale s-au axat pe obținerea și caracterizarea unor ferite cu aplicații în dezvoltarea de senzori de gaze și în tratamentul prin hipertermie, obținând titlul de Doctor în științe, domeniul Chimie, în anul 2017.
Aurel Pui este profesor universitar (2008), conducător de doctorat (2009) și își desfășoară activitatea didactică și de cercetare în cadrul Facultății de Chimie a Universității „Alexandru Ioan Cuza” din Iași, în cadrul colectivului de chimie anorganică, din anul 1990. De-a lungul timpului a abordat diverse domenii ale chimiei: chimie coordinativă, chimia materialelor oxidice și bioanorganice.