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¿Qué tan sensible es la elasticidad del compuesto de quitosano reforzado con nanopartículas de hidroxiapatita a los cambios en la concentración de partículas y la temperatura de cristalización?

Autores: Wang, Kean; Liao, Kin; Goh, Kheng Lim

Idioma: Inglés

Editor: MDPI

Año: 2015

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Acceso abierto

Artículo científico
2015

¿Qué tan sensible es la elasticidad del compuesto de quitosano reforzado con nanopartículas de hidroxiapatita a los cambios en la concentración de partículas y la temperatura de cristalización?


Categoría

Ciencias de los Materiales

Subcategoría

Materiales para aplicaciones biomédicas

Palabras clave

Composites de hidroxiapatita y quitosano
Propiedades mecánicas
Concentración de HA
Temperatura de cristalización
Ingeniería de tejidos

Licencia

CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual

Consultas: 20

Citaciones: Sin citaciones


Descripción
Los compuestos de quitosano reforzados con nanopartículas de hidroxiapatita (HA) son materiales estructurales biocompatibles y biodegradables que se utilizan como biomateriales en la ingeniería de tejidos. Sin embargo, para que estos materiales funcionen de manera efectiva como se pretende, es necesario analizar y optimizar los parámetros de procesamiento del material que afectan las propiedades mecánicas relevantes. Aquí nos ocupamos de la resistencia, rigidez y tenacidad de las fibras de quitosano reforzadas con HA. A diferencia de estudios anteriores que han abordado cada uno de estos parámetros como tratamientos aplicados de forma aislada, hemos llevado a cabo un experimento diseñado utilizando un análisis de varianza de dos factores para estudiar los efectos principales de dos parámetros clave de procesamiento del material, a saber, la concentración de HA y la temperatura de cristalización, y sus interacciones sobre las respectivas propiedades mecánicas de las fibras compuestas. El análisis revela que ocurre una interacción significativa entre la temperatura de cristalización y la concentración de HA. Comenzando con un nivel bajo de concentración de HA, la magnitud de las respectivas propiedades mecánicas disminuye significativamente con el aumento de la concentración de HA hasta que se alcanza una concentración crítica de HA, alrededor de 0.20-0.30 (fracción de masa de HA), más allá de la cual la magnitud de las propiedades mecánicas aumenta significativamente con la concentración de HA. La sensibilidad de las propiedades mecánicas a la temperatura de cristalización está enmascarada por la interacción entre los dos parámetros; un análisis adicional revela que la dependencia de la temperatura de cristalización es significativa en al menos algunos niveles de concentración de HA. La magnitud de las propiedades mecánicas de la fibra compuesta de quitosano correspondiente a 40 grados C es mayor que la de 100 grados C a baja concentración de HA; lo contrario se aplica a alta concentración de HA. En conclusión, la elasticidad de la fibra compuesta de quitosano reforzada con nanopartículas de HA es sensible a la concentración de HA y a la temperatura de cristalización, y existe un nivel crítico de concentración en el cual la magnitud de la propiedad mecánica es mínima.

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