Mg- und Zn-substituierte bioaktive Gläser und ihre Glasionomerzemente

Aufgrund der steigenden Lebenserwartung müssen in Zukunft neue Materialien für neue biomedizinisch Anwendung entwickelt werden. Mit Hilfe dieser soll der Wunsch der physischen Mobilität auch im Alter erfüllt werden. Zahlreiche Untersuchungen zeigen, dass Bioglas 45S5 ein Material mit hohem Potential ist. Trotz seiner hervorragenden bioaktiven Eigenschaften besitzt es jedoch, vor allem in Bezug auf die Kristallisationsneigung und Sintereigenschaften, noch deutliche Schwächen. Ziel dieser Arbeit war es, mit Hilfe der Substitution von CaO durch MgO oder ZnO die thermischen Eigenschaften zu verbessern ohne die hervorragenden Löslichkeitseigenschaften von Bioglas 45S5 zu verlieren. Hierfür wurde der Einfluss auf die Glaseigenschaften beider Glasreihen mit Substitutionsgehalten zwischen 2.5 und 100% charakterisiert. Während ein vergleichbarer Einfluss der Substitution von MgO und ZnO auf die thermischen Eigenschaften wie den Glasübergang, die Kristallisationsneigung oder die Sintereigenschaften der Glasreihen erkennbar ist, lässt sich dieser Trend in Hinblick auf die Löslichkeitseigenschaften nicht feststellen. Während die Mg-Glasreihe keine signifikante Änderung der Glaslöslichkeit zum Ausgangsglas 45S5 aufwies, sorgte die Substitution des CaO durch ZnO für eine drastische Abnahme der Löslichkeit bereits bei sehr geringen Substitutionsanteilen. Im zweiten Teil der Arbeit wurden unterschiedliche Glasionomerzementzusammensetzungen charakterisiert und ihre Aushärteeigenschaften sowie ihre mechanischen Kennwerte untersucht. Hierbei zeigte sich, dass eine Substitution des CaO durch MgO im einfachen Glassystem CaO-CaF2-SiO2 in einer Festigkeitssteigerung resultiert, die jedoch durch die Glaslöslichkeit limitiert wird. Des Weiteren wurde der Einfluss der Architektur der Polymerkomponente analysiert. Hierbei zeigte sich, dass verzweigte PAA zu einer beschleunigten Aushärtung der Zemente führte. DIe erhaltenen Zemente jedoch drastisch geringere Druckfestigkeiten aufwiesen.