Abstract
Cellulose–apatite composite fibres with a diameter of 22 μm were prepared by coextrusion of a cellulose slurry loaded with 10, 30 and 50 vol.-% (with respect to dry cellulose, (C6H10O5)n with n=400) hydroxyapatite (HA, Ca10(PO4)6(OH)2) powder with an average particle size of 4˙1 μm. The cellulose solution was prepared according to the Lyocell technique. In the dry state, the tensile strength σt and the ultimate strain εu of cellulose fibres decreased with increasing HA filler loading. In the wet state, however, intermolecular incorporation of water in the cellulose matrix resulted in an increase in the ultimate strain of the composite fibre containing 10 vol.-%HA from 5˙6% (dry) to 9˙9% (wet). Textile structures fabricated of cellulose–apatite composite fibres could serve as scaffolds for the regeneration of osseous defects.
Get full access to this article
View all access options for this article.
References
1.
Rose
F. R. A. J.
and
Oreffo
R. O. C.
Biochem. Biophys. Res. Comm. , 2002 , 292 , 1 –7 .
2.
Olivier
V.
,
Faucheux
N.
and
Hardouin
P.
DDT , 2004 , 9 , 803 –811 .
3.
Engelmeyer
G. C.
Jr
,
Rabkin
E.
,
Sutherland
F. W. H.
,
Schoen
F. J.
,
Mayer
J. E.
Jr
and
Sacks
M. S.
Biomaterials , 2005 , 26 , 175 –187 .
4.
Wiesmann
H. P.
,
Joos
U.
and
Meyer
U.
Int. J. Oral Maxillofac. Surg. , 2004 , 33 , 523 –530 .
5.
Campbell
J. H.
,
Walker
P.
,
Chue
W.-L.
,
Daly
C.
,
Cong
H.-L.
,
Xiang
L.
and
Campbell
G. R.
Int. Cong. Series , 2004 , 1262 , 118 –121 .
6.
Abukawa
H.
,
Terai
H.
,
Hannouche
D.
,
Vacanti
J. P.
,
Kaban
L. B.
and
Troulis
M. J.
J. Oral Maxillofac. Surg. , 2003 , 61 , 94 –100 .
7.
Marler
J. J.
,
Upton
J.
,
Langer
R.
and
Vacanti
J. P.
Adv. Drug Deliever. Rev. , 1998 , 33 , 165 –182 .
8.
Hench
L. L.
: J. Am. Ceram. Soc. , 1998 , 81 , 1705 –1728 .
9.
Rezwan
K.
,
Chen
Q. Z.
,
Blaker
J. J.
and
Boccaccini
A. R.
Biomaterials , 2006 , 27 , 3413 –3431 .
10.
Giesen
E. B. W.
,
Ding
M.
,
Dalstra
M.
and
van Eijden
T. M. G. J.
:
Biomech
J.
2001 , 34 , 799 –803 .
11.
Ohno
T.
,
Tanisaka
K.
,
Hiraoka
Y.
,
Ushida
T.
,
Tamaki
T.
and
Tateishi
T.
Mater. Sci Eng. C , 2004 407 –411 .
12.
Daamen
W. F.
,
Nillesen
S. T. M.
,
Hafmans
T.
,
Veerkamp
J. H.
,
van Luyn
M. J. A.
and
van Kuppevelt
T. H.
Biomaterials , 2005 , 26 , 81 –92 .
13.
Jin
H.-J.
,
Chen
J.
,
Karageorgiou
V.
,
Altman
G. H.
and
Kaplan
D. L.
Biomaterials , 2004 , 25 , 1039 –1047 .
14.
Segura
T.
,
Anderson
B. C.
,
Chung
P. H.
,
Webber
R. E.
,
Shull
K. R.
and
Shea
L. D.
Biomaterials , 2005 , 26 , 359 –371 .
15.
di Martino
A.
,
Sittinger
M.
and
Risbud
M. V.
Biomaterials , 2005 , 26 , 5983 –5990 .
16.
Lee
S. B.
,
Kim
Y. H.
,
Chong
M. S.
and
Lee
Y. M.
Biomaterials , 2004 , 25 , 2309 –2317 .
17.
Stevens
M. M.
,
Qamadilo
H. F.
,
Langer
R.
and
Shastri
V. P.
Biomaterials , 2004 , 25 , 887 –894 .
18.
Hofmann
I.
,
Müler
L.
,
Greil
P.
and
Müler
F. A.
Surf Coat Technot , 2006 , 201 , 2392 –2398 .
19.
Müller
F. A.
,
Müler
L.
,
Hofmann
I.
,
Greil
P.
,
Wenzel
M. M.
and
Staudenmaier
R.
Biomaterials , 2006 , 27 , 3955 –3963 .
20.
Cromme
P.
,
Zollfrank
C.
,
Müller
L.
,
Müller
F. A.
and
Greil
P.
Mater. Sci. Eng. C , 2007 1 –7 .
21.
Entcheva
E.
,
Bien
H.
,
Yin
L.
,
Chung
C.-Y.
,
Farrell
M.
and
Kostov
Y.
Biomaterials , 2004 , 25 , 5753 –5762 .
22.
Svensson
A.
,
Nicklasson
E.
,
Harrah
T.
,
Panilaitis
B.
,
Kaplan
D. L.
,
Brittberg
M.
and
Gatenholm
P.
Biomaterials , 2005 , 26 , 419 –431 .
23.
Fricain
J. C.
,
Granja
P. L.
,
Barbosa
M. A.
,
de Jéso
B.
,
Barthe
N.
and
Baquey
C.
Biomaterials , 2002 , 23 , 971 –980 .
24.
Märtson
M.
,
Viljanto
J.
,
Hurme
T.
and
Saukko
P.
Eur. Surg. Res. , 1998 , 30 , 426 –432 .
25.
Dias
G. J.
,
Peplow
P. V.
and
Teixeira
F.
:
Mater
J.
Sci. Mater. Med , 2003 , 14 , 739 –745 .
26.
Miyamoto
T.
,
Takahashi
S.
,
Ito
H.
,
Inagaki
H.
and
Noishiki
Y.
J. Biomed. Mater. Res. , 1989 , 23 , 125 –133 .
27.
Märtson
M.
,
Viljanto
J.
,
Hurme
T.
,
Laippala
P.
and
Saukko
P.
Biomaterials , 1999 , 20 , 1989 –1995 .
28.
Lu
H. H.
,
Tang
A.
,
Oh
S. C.
,
Spalazzi
J. P.
and
Dionisio
K.
Biomaterials , 2005 , 26 , 6323 –6334 .
29.
Yao
J.
,
Radin
S.
,
Leboy
P. S.
and
Ducheyne
P.
Biomaterials , 2005 , 26 , 1935 –1943 .
30.
Juhasz
J. A.
,
Best
S. M.
,
Brooks
R.
,
Kawashita
M.
,
Miyata
N.
,
Kokubo
T.
,
Nakamura
T.
and
Bonfield
W.
Biomaterials , 2004 , 25 , 949 –955 .
31.
Juhasz
J. A.
,
Best
S. M.
,
Bonfield
W.
,
Kawashita
M.
,
Miyata
N.
,
Kokubo
T.
and
Nakamura
T.
J. Mater. Sci. Mater. Med. , 2003 , 14 , 489 –495 .
32.
Wang
M.
,
Joseph
R.
and
Bonfield
W.
Biomaterials , 1998 , 19 , 2357 –2366 .
33.
Ho
E.
and
Marcolongo
M.
Dentl Mater. , 2005 , 21 , 656 –664 .
34.
McCorsley
C. C.
: US 4246221 , 1981 .
35.
International Standard, ISO/FDIS
23714 , 2006 .
36.
Jayme
G.
: Tappi , 1958 , 41 , 180A .
37.
Deutsche Normen
DIN
53814 , 1974 .
38.
Kong
K.
and
Eichhorn
S. J.
J. Macromol Sci. B , 2005 , 44B , 1123 –1136 .
39.
Northolt
M. G.
and
de Vries
H.
Angew. Makromot Chem. , 1985 , 133 , 183 –203 .
40.
Klemm
D.
,
Philipp
B.
,
Heinze
T.
,
Heinze
U.
and
Wagenknecht
W.
‘Comprehensive cellulose chemistry’ , Vol. I ; 1998 , Weinheim , Wiley-VCH .
41.
Khan
F.
and
Pilpel
N.
Powder TechnoL , 1987 , 50 , 237 –241 .
42.
Manabe
S.
,
Iwata
M.
and
Kamide
K.
Polym. 1 , 1986 , 18 , 1 –14 .
43.
Metin
D.
,
Tihminlioğlu
F.
,
Balköse
D.
and
Ülkü
S.
Compos. Part A — AppL S. , 2004 , 35 , 23 –32 .
44.
Liang
J. Z.
and
Li
R. K. Y.
Polym. Int. , 2000 , 49 , 170 –174 .
45.
Nicolais
L.
and
Narkis
M.
Polym. Eng. Sci. , 1971 , 11 , 194 –199 .
46.
Bigg
D. M.
: Polym. Composite. , 1987 , 8 , 115 –122 .
47.
Hinterholzer
P.
,
Zikeli
S.
,
Firgo
H.
,
Wolschner
B.
,
Eichinger
D.
,
Männer
J.
,
Astegger
S.
and
Weinzierl
K.
US 5189152 , 1993 .
48.
Botelho
C. M.
,
Lopes
M. A.
,
Gibson
I. R.
,
Best
S. M.
and
Santos
J. D.
J. Mater. Sci. Mater. Med. , 2002 , 13 , 1123 –1127 .
49.
Zhukov
A. N.
,
Baturenko
D. Y.
,
Chernoberezhskii
Y. M.
and
Lorentsson
A. V.
Colloid 1 , 2003 , 65 , 310 –313 .
50.
Lopes
M. A.
,
Monteiro
F. J.
,
Santos
J. D.
,
Serro
A. P.
and
Saramago
B.
J. Biomed. Mater. Res. , 1999 , 45 , 370 –375 .
51.
Padilla
S.
,
Sánchez-Salcedo
S.
and
Vallet-Regí
M.
J. Biomed Mater. Res. A , 2005 , 75A , 63 –72 .
52.
Kosmulski
M.
,
Gustafsson
J.
and
Rosenholm
B.
J. Colloid Interf Sci. , 1999 , 209 , 200 –206 .
53.
de Campos
A. M.
,
Sánchez
A.
and
Alonso
M. J.
Int. J. Pharm. , 2001 , 224 , 159 –168 .
54.
Maiti
S. N.
and
Sharma
K. K.
J. Mater. Sci. , 1992 , 27 , 4605 –4613 .