Calcium phosphate-based materials have become the first choice for surgeons when they look for a synthetic material for the repair and augmentation of bone. Numerous studies and commercial use over the last three decades have made these materials popular options. These materials are not without their negative aspects, and properties such as poor in vivo resorption and low setting pH are well documented. Magnesium phosphates represent a poorly investigated group of materials with chemical structures similar to those of the calcium phosphates.In this thesis we investigate magnesium phosphates for use as inorganic materials for bone repair. We demonstrated that heat-treatment of magnesium phosphate created a cement reactant, which upon mixing with citric acid or sodium phosphate solutions set to form a cement. Investigation into alternate applications for the cement showed the cement could be dip-coated onto titanium rods. The dip coating formulations were also tested for their ability to release bioactive compounds, showing a relationship between initial burst and sustained release with powder-to-liquid ratio. In vitro testing of the cement showed good biocompatibility with osteoblast-like cells, inducing the expression of osteoblast markers. Preliminary in vivo data showed good material resorption and osteoconduction compared to brushite by four weeks time.Our results demonstrate that magnesium phosphate can be used in bone repair applications. Further study and development may lead to them becoming a viable alternative to calcium phosphates. / Les matériaux à base de phosphate de calcium sont devenus le premier choix pour les chirurgiens quand ils choisissent un matériau synthétique pour la réparation et l'augmentation osseuse. De nombreuses études et d'utilisation commerciale au cours des trois dernières décennies ont fait de ces matériaux une option populaire. Ces matériaux ne sont pas sans désavantages, et les propriétés telles que une résorption lente in vivo et une faible mise en pH sont bien documentés. Les phosphates de magnésium représente un groupe de matériaux peu étudié avec des structures chimiques similaires à celles des phosphates de calcium. Dans cette thèse, nous avons examine les phosphates de magnésium pour l'utilisation en taut que matériaux inorganiques pour la réparation osseuse. Nous avons démontré que le traitement thermique du phosphate de magnésium crée un réactif de ciment, qui apres mélange avec de l'acide citrique ou de solutions de phosphate de sodium forment un ciment. Enquête sur les demandes de remplacement pour le ciment ont démontré que le ciment pourrait être enduit (revêti) sur des tiges de titane. Les formulations de revêtement ont également été testés pour leur capacité à libérer des composés bioactifs, démontrant une relation entre l'éclatement initial et à la libération prolongée avec un rapport poudre-liquide. Des essais in vitro ont démontré que ce ciment a une bonne biocompatibilité avec des cellules ostéoblastiques, ce qui induit l'expression des marqueurs ostéoblastiques. Les données préliminaires in vivo ont montré une bonne résorption du matériel et une ostéoconduction comparable par rapport à brushite par quatre semaines. Nos résultats démontrent que le phosphate de magnésium peut être utilisé dans des applications de réparation osseuse. Une étude plus poussée et le développement de ce matériau pourra le conduire à une alternative viable aux phosphates de calcium.
| Identifer | oai:union.ndltd.org:LACETR/oai:collectionscanada.gc.ca:QMM.104548 |
| Date | January 2011 |
| Creators | Flynn, Andrew |
| Contributors | Jake Barralet (Internal/Supervisor) |
| Publisher | McGill University |
| Source Sets | Library and Archives Canada ETDs Repository / Centre d'archives des thèses électroniques de Bibliothèque et Archives Canada |
| Language | English |
| Detected Language | French |
| Type | Electronic Thesis or Dissertation |
| Format | application/pdf |
| Coverage | Master of Science (Faculty of Dentistry) |
| Rights | All items in eScholarship@McGill are protected by copyright with all rights reserved unless otherwise indicated. |
| Relation | Electronically-submitted theses. |
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