Calcium phosphate-based systems doped with bioactive ions for applications as bone substitutes
| datacite.contributor.RelatedPerson | Δάσιος, Κωνσταντίνος | |
| datacite.contributor.RelatedPerson | Δασκαλάκης, Βαγγέλης | |
| datacite.contributor.Supervisor | Κουτσούκος, Πέτρος | |
| dc.contributor.author | Στολίδου, Δέσποινα | |
| dc.contributor.other | Stolidou, Despoina | |
| dc.date.accessioned | 2025-03-26T06:32:39Z | |
| dc.date.available | 2025-03-26T06:32:39Z | |
| dc.date.issued | 2024-07-11 | |
| dc.degree | graduateThesis | |
| dc.description.abstract | Throughout history, surgeons have strived to discover efficient methods for bone restoration, even in the absence of the required tools and materials for durable prosthetics. An early milestone in the field of bone grafting was achieved in the 17th century by van Meekeren[1], who successfully used a bone graft using a dog skull. After World War II, there were important developments in bio-materials, which led to their progression through three generations. The first generation focused on providing mechanical stability, the second generation aimed at integrating bioactivity for long-termprostheses, and the third generation specifically focused on biodegradability for bone regeneration.Advances in biomaterials technology are in progress, however, the problem of antimicrobial re-sistance (AMR) is still a major challenge. This issue is caused by the improper use of antibiotics andpresents significant hazards to public health. By the year 2050, infections associated with microbialresistance (AMR) are estimated to result in 10 million deaths per year and have significant eco-nomic consequences. This matter is of utmost importance for orthopedic procedures, requiring the use of alternatives to standard antibiotics. The research undertaken at the CIRIMAT laboratory(Toulouse, France) focused on synthesizing and improving the properties of nanocrystalline apatites, based on stoichiometric hydroxyapatite in which the constitutent ions were partly substitutedby one or more foreign ions. The ultimate objective was the enhance the antibacterial and bioactive properties of the apatitic minerals, as well as their ability to promote angiogenesis and osteogenesis. The present thesis aims to demonstrate the properties of doped core-shell biomimetic apatite particles with more than one metals, obtained using the three-fluid nozzle spray drying technique. This technique offers several functionalities to the prepared materials past their implantation and improves bone regeneration by controlling bioactivity. Moreover, it seemed to improve antimicrobial properties as well. Understanding the behavior of the novel biomineral compositions, necessities their as thorough as possible physicochemical and biological characterization. | |
| dc.description.translatedabstract | Διαχρονικά, οι χειρουργοί προσπαθούσαν να ανακαλύψουν αποτελεσματικές μεθόδους για την αποκατάσταση των οστών, ακόμη και όταν δεν υπήρχαν τα απαιτούμενα εργαλεία και υλικά για ανθεκτικές προσθετικά. Ένα πρώιμο ορόσημο στον τομέα των οστικών μοσχευμάτων επιτεύχθηκε τον 17ο αιώνα από τον van Meekeren, ο οποίος δημιούργησε με επιτυχία ένα οστικό μόσχευμα χρησιμοποιώντας ένα κρανίο σκύλου. Μετά τον Δεύτερο Παγκόσμιο Πόλεμο σημειώθηκαν σημαντικές εξελίξεις στα βιοϋλικά, οι οποίες οδήγησαν στην εξέλιξή τους στο χρονικό διάστημα τριών γενεών. Η πρώτη γενιά επικεντρώθηκε στην παροχή μηχανικής σταθερότητας, η δεύτερη γενιά στόχευε στην ενσωμάτωση βιοδραστικότητας για μακροχρόνια ενσωμάτωση πρόσθετων βιοϋλικών και η τρίτη γενιά επικεντρώθηκε ειδικά στη βιοαποικοδομησιμότητα κατά την οστική αναγέννηση. Η τεχνολογία των βιοϋλικών βρίσκεται σε εξέλιξη, ωστόσο το πρόβλημα της μικροβιακής αντοχής (AMR) παραμένει. Το ζήτημα αυτό προκαλείται από την ακατάλληλη χρήση αντιβιοτικών και παρουσιάζει σημαντικούς κινδύνους για τη δημόσια υγεία. Μέχρι το 2050, οι λοιμώξεις που συνδέονται με την αντιμικροβιακή αντοχή (AMR) εκτιμάται ότι θα προκαλέσουν 10 εκατομμύρια θανάτους ετησίως και σημαντικές οικονομικές συνέπειες. Το θέμα αυτό είναι υψίστης σημασίας για τις ορθοπεδικές επεμβάσεις, που απαιτούν τη χρήση εναλλακτικών λύσεων αντί των συνήθων αντιβιοτικών. Η έρευνα που διεξάγεται στο εργαστήριο CIRIMAT (Τουλούζη, Γαλλία) επικεντρώνεται στη σύνθεση και τη βελτίωση των ιδιοτήτων νανοκρυσταλλικών απατιτών, με βάση τον στοιχειομετρικό υδροξυαπατίτη, τα δομικά ιόντα του οποίου είναι υποκατεστημένοι με ένα ή περισσότερα διαφορετικά ιόντα . Στόχος των ιοντικών αυτών υποκαταστάσεων, είναι η ενίσχυση των αντιβακτηριακών και βιοδραστικών ιδιοτήτων τους, καθώς και της ικανότητάς τους να προάγουν την αγγειογένεση και την οστεογένεση. Η παρούσα εργασία στοχεύει στη διερεύνηση των ιδιοτήτων του υποκατεστημένου με δύο διαφορετικά ιόντα μετάλλων (Cu, Ag , Zn) στοιχειομετρικού απατίτη, τα οποία αποτελούν σχηματισμούς τύπου πυρήνα-κελύφους, τα οποία συνετέθησαν με την τεχνική ξήρανσης με ψεκασμό τριών ρευστών. Τα στερεά που συντέθηκαν με τον τρόπο αυτό, τα οποία χρησιμοποιήθηκαν ως οστικά εμφυτεύματα, παρουσίασαν βελτιωμένη λειτουργικότητα, όπωςβελτιωμένη οστική αναγέννηση, ελεγχόμενη βιοδραστικότητα και αντιμικροβιακή δραστικότητα.Προκειμένου να αποκτηθεί η πληρέστερη δυνατή εικόνα των ιδιοτήτων των υλικών τα οποίασυντέθηκαν απαραίτητη προϋπόθεση είναι ο κατά το δυνατόν πληρέστερος φυσικοχημικός και βιολογικός χαρακτηρισμός τους με διάφορες τεχνικές, οι οποίες και παρουσιάζονται. | |
| dc.identifier.uri | https://hdl.handle.net/10889/29385 | |
| dc.language.iso | en | |
| dc.subject | Bones substitutes | |
| dc.subject | Calcium phosphate | |
| dc.subject | Bioactive ions | |
| dc.subject.alternative | Αποκατάσταση των οστών | |
| dc.subject.alternative | Βιοϋλικά | |
| dc.title | Calcium phosphate-based systems doped with bioactive ions for applications as bone substitutes | |
| dc.title.alternative | Συστήματα με βάση τα φωσφορικά άλατα του ασβεστίου εμπλουτισμένα με βιοδραστικά ιόντα για εφαρμογές ως υποκατάστατα οστού |
Files
License bundle
1 - 1 of 1
No Thumbnail Available
- Name:
- license.txt
- Size:
- 5.02 KB
- Format:
- Item-specific license agreed upon to submission
- Description: