Osteoconduction and non-toxic bioresorbability can be achieved by combining Bioglass J particles and Poly (3-hydroxybutyrate) (P3HB) fibre meshes in novel composites for tissue engineering scaffolds. Bioglass J coatings readily induce hydroxyapatite (HA) formation on fibre surfaces in vitro, while biodegradable P3HB yields non toxic degradation products. In the present investigation, P3HB meshes were used, which were generated by means of an embroidery technology on the basis of yarns with 12 and 24 filaments with diameters of 30 lm. Bioglass J particles of average particle size < 5 lm were used to produce coatings on P3HB meshes by slurry dipping. By varying the concentration of Bioglass J particles in aqueous slurry, coating thickness and homogeneity could be controlled. Optimally coated meshes were incubated in simulated body fluid (SBF) for 3, 7, 14, and 21 days to detect formation of HA, as a qualitative assessment of bioactivity. Scanning electron microscopy (SEM) observations coupled with X-ray diffraction analyses revealed the presence of HA crystals on mesh surfaces following 3 days of incubation in SBF. The amount of HA crystals was shown to increase with incubation time in SBF. Minimal polymer degradation was seen after 21 days in SBF, suggesting a suitable time frame for tissue replacement. The novel Bioglass J / P3HB composite meshes developed here are potential materials for bone tissue engineering scaffold applications.
Keywords: bioactive glass, poly(3-hydroxybutyarate), surgical textiles, scaffolds, bone tissue engineering Osteoinduktion und nicht-toxische Biolo ¨slichkeit kann durch die Kombinierung von Bioglass J -Teilchen und poly(3-hydroxybuttersa ¨ure) (P3HB)-Textilmaterial erreicht werden, um so neuartige Verbundwerkstoffe als Scaffolds fu ¨r Tissue-Engineering herzustellen. Bioglass J -Beschichtungen ermo ¨glichen die Bildung von Hydroxylapatit (HA) auf der Oberfla ¨che der Fasern in vitro, wa ¨hrend das biolo ¨sliche P3HB resorbiert wird, ohne giftige Stoffe freizugeben. In dieser Studie wurden P3HB-Textilmaterialien benutzt, die mittels Stricktechnologie hergestellt wurden, mit Fa ¨den bestehend aus 12 and 24 Filamenten mit einem Durchmesser von 30 lm. Bioglass J -Teilchen mit einem durchschnittlichen Teilchendurchmesser von < 5lm wurden verwendet, um die P3HB Textilmaterialien mittels Tauchverfahren zu beschichten. Durch Variierung der Konzentration der Bioglass J -Teilchen in der wa ¨ssrigen Lo ¨sung konnte die Bioglass J -Schichtdicke und -homogenita ¨t kontrolliert werden. Die optimierten Proben wurden fu ¨r 3, 7, 14 und 21 Tage in simulierte Ko ¨rperflu ¨ssigkeit (SBF) eingetaucht, um die Bildung von HA zu besta ¨tigen, was als qualitativer Test der Bioaktivita ¨t eines Materials benutzt werden kann. REM-Untersuchungen und Ro ¨ntgenbeugungsanalyse (XRD) konnten die Bildung von HA-Kristallen auf der Oberfla ¨che des Textilmaterials nach 3 Tagen in SBF besta ¨tigen. Die Menge der HA-Kristalle nahm mit zunehmender Zeit in SBF zu. Der Beginn von Polymerdegradierung konnte nach 21 Tagen in SBF nicht festgestellt werden, was darauf hinweist, dass die neuartigen Verbundwerkstoffe eine angemessene Lo ¨slichkeitzeit in SBF besitzen. Die neuartigen Bioglass J /P3HB Verbundwerkstoffe haben Potential als Konstrukte fu ¨r Anwendungen in Tissue-Engineering von Hartgewebe.
Schlu ¨sselworte: bioaktives Glas, poly(3-hydroxybuttersa ¨ure), texile Fla ¨chengebilde, Scaffolds, Knochen-Tissue-Engineering