8/18/2019 PROIECT CERAMICA

1/7

 

Universitatea Babeş-Bolyai

Facultatea de Chimie şi Inginere Chimică 

Specializarea : ŞIMON IV 

TEHNOLOGIA DE OBŢINERE ACERAMICII PE BAZĂ DE FORSTERIT 

Studentă : Giurgiu Dana Antonia 

Cluj-Napoca

2016

8/18/2019 PROIECT CERAMICA

2/7

2

CUPRINS

1.  Tema proiectului…………………………………………………………3 2.  Caracterizarea produsului…………………………………………….….4

2.1. 

Clasificarea biomaterialelor…………………………………………..5 2.2.  Ceramica forsteritică…………………………………………………. 

8/18/2019 PROIECT CERAMICA

3/7

3

1. 

TEMA PROIECTULUI

Calcularea şi proiectarea unei linii

tehnologice pentru obţinerea unei ceramici pe

 bază de forsterit, în scopul utilizării acesteia

 pentru fabricarea protezelor ortopedice, având

o productivitate de 500 kg/an. 

8/18/2019 PROIECT CERAMICA

4/7

4

2. CARACTERIZAREA PRODUSULUI

Un material care se află în strânsă legătură cu un sistem biologic şi care se

remarcă prin proprietăţile lui inedite de a susţine sau înlocui un anumit tip de ţesut,

organ sau funcţie al acelui biosistem, se numeşte biomaterial.

Performanţa unui astfel de material conceput, se poate evalua plecând de la trei

termeni importanţi şi anume: biocompatibilitate, biofuncţionalitate şi

biostabilitate. Astfel că, atunci când ne referim la biofuncţionalitatea unui astfel

de produs, spunem despre el că are toate caracteristicile necesare pentru a putea

îndeplini o funcţie precisă, atât din punct de vedere fizic, cât şi mecanic.

Biocompatibilitatea evidenţiază rezonanţa care se stabileşte între materialul

utilizat şi ţesutul cu care vine în contact, de aceea este vital ca legătura biomaterial-

ţesut să fie una cât mai pozitivă, lipsită de apariţia unor reacţii adverse. Din punct

de vedere al biostabilităţii, un biomaterial va fi fie permanent, fie temporar, fie

 biodegradabil, el nu include reacţii inflamatoare când vine în contact cu ţesuturilenaturale şi nu trebuie sa fie degradat în prezenţa enzimelor naturale din fluidele

 biologice.

Candidatele la biomateriale se aleg în funcţie de o serie de parametrii: grad

ridicat de puritate, geometria dispozitivului implantului sau componentului, gradul

de umflare la echilibru, gradul de reticulare, gradul de cristalinitate, proprietăţile

elastice, răspunsul la tensiune, forfecarea, propagarea ruperii, rezistenţa laoboseală, comportarea vasco-elastică în timp-temperatură şi nu în ultimul rând 

degradarea termică, care este mai puţin importantă datorită micilor fluctuaţii

relative ale temperaturii în majoritatea aplicaţiilor biomedicale. 

8/18/2019 PROIECT CERAMICA

5/7

5

2.1.  CLASIFICAREA BIOMATERIALELOR

Cele mai uzuale şi cunoscute sunt biomaterialele metalice (Fe, Cr, Co, Ti, Ni, Ta, Mo, W), care constituie majoritatea implanturilor utilizate în practica

medicală de zi cu zi. Însă, deşi unele elemente metalice sunt esenţiale pentru

funcţiile celulare ale biosistemului, ele sunt tolerate de către ţesuturile  vii în

cantităţi foarte mici. Biomaterialele ceramice, o categorie de materiale des

utilizată datorită aspectului estetic îmbunătăţit, rezistenţei mari la compresiune şi

mai ales datorită biocompatibilităţii deosebite cu ţesutul gazdă. O altă categorie de

 biomateriale o constituie biomaterialele composite, care sunt constituite din două

sau mai multe faze distincte şi care se prezintă sub diferite forme: particule

distribuite uniform în matrice(izotrope), fibre sau benzi(anizotrope). Ceea ce este

deosebit de important la aceste materiale este faptul ca fiecare component trebuie

sa fie biocompatibil, pentru a evita degradarea interfeţei dintre constituenţi de către

mediul corpului. Şi nu în ultimul rând, categoria biomaterialelor polimerice ce

cuprinde acel tip de materiale obţinute prin legarea moleculelor mici prin legături

covalente primare într-un lanţ principal.

În funcţie de bioactivitatea  lor, materialele bioceramice utilizate pentru

realizarea implanturilor se pot clasifica în:

  BIOINERTE

Termenul de bioinert se referă la orice tip de material, care odată introdus în 

corpul uman, prezintă o interacţiune minimă cu ţesutul gazdă si fluidele biologice.

Din această categorie fac parte oţelul inoxidabil, titanul, alumina. În general, în

 jurul implantului se formează o capsulă fibroasă, iar biofuncţionabilitatea lui se

rezumă la integrarea ţesutului prin implant. 

8/18/2019 PROIECT CERAMICA

6/7

6

  BIOACTIVE 

Acele materiale care interacţionează cu suprafaţa osoasă din jurul lor, iar în

unele cazuri chiar şi cu ţesuturile moi. Această interacţiune se bazează pe schimbul

de ioni dintre implant şi fluidele biologice, care determină apariţia unui strat pe

suprafaţa implantului, echivalent din punct de  vedere chimic şi cristalografic cu

faza mineral osoasă.(hidroxiapatită, sticlă ceramică, biosticlă)

  BIORESORBABILE 

Aceste biomateriale se remarcă prin capacitatea lor de a se dizolva în ţesutul

cu care se află în contact( se resorb), înlocuind zona respectivă. Câteva exempledin această categorie sunt: fosfatul tricalcic, carbonatul de calciu, gipsul.

Fig. 2.1. Clasificarea biomaterialelor în funcţie de bioactivitate 

a)  Material bioinert-alumină 

 b)  ;c) Material bioactiv- hidroxiapatită, biosticlă 

d)  Material bioresorbabil- fosfat tricalcic

8/18/2019 PROIECT CERAMICA

7/7

7

2.2 . CERAMICA FORSTERITICĂ 

Cuvântul ceramică îşi are originea în Grecia de la termenul keramos careînseamnă olărie şi care este, de asemenea, legat de un cuvânt mai vechi sanscrit, ce

înseamnă “a arde”. În antichitate, poporul grec a folosit acest cuvânt, cu referire la

un produs obţinut prin arderea materialelor natural brute(pământuri).În zilele

noastre, ceramica, este definită ca o categorie de solide anorganice, nemetalice,

obţinute la temperaturi înalte la care au loc procese de sinterizare, vitrifiere sau

topire a componenţilor. 

De-a lungul anilor, a fost folosită o gamă largă de materiale pentru înlocuirea

ţesuturilor osoase. În acest scop, materialele bioceramice au prezentat un interes

aparte datorită faptului că sunt uşor de produs, prezintă o biocompatibilitate bună şi

sunt mai puţin costisitoare. O serie de studii recente au dedus faptul că

 biomaterialele ceramice bogate în siliciu şi magneziu pot fi candidatele potrivite

 pentru realizarea unor implanturi, proteze ortopedice. Acest fapt se justifică:

siliciul este singurul element activ prezent în zonele ţesutului osos tânăr,

 participând astfel la procesele de creştere şi dezvoltare, iar prezeţa magneziului 

este de asemenea vitală organismului uman, influentând in mod indirect procesul

de mineralizare.