building of synthetic bone. This chapter describes natural bone structure, polymer
blends, and recent advances in polymer/(nano)HAp nanocomposites for application
as synthetic bone
Keywords Chitosan Á Nanocomposite Á Nanohydroxyapatite Á Synthetic bone Á
Synthetic polymer
Contents
1 Introduction . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 137
2 Structure of Natural Bone . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 138
2.1 Organic Phase of Bone . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 138
2.2 Inorganic Phase of Bone . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 139
2.3 Physical and Mechanical Characteristics of Bone . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 140
2.4 Bone Remodeling and Bone Cells . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 141
2.5 Current Scenario of Bone Grafting . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 143
3 Hydroxyapatite . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 146
4 Polymers . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 149
4.1 Synthesis of Polymers . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 149
4.2 Classification of Polymers . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 152
5 Polymers in Bone Tissue Engineering . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 152
6 Polymer/HAp Composites in Bone Tissue Engineering . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 153
6.1 Nondegradable Polymer/HAp Nanocomposites . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 153
6.2 Degradable Polymer/HAp Nanocomposites . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 155
7 Conclusions . . . . . . . . . . . . . . . .. . . . . . . . . . . . . .. . . . . . . . . . . . . . .. . . . . . . . . . . . . .. . . . . . . . . . . . . .. . . . . . . . . 160
References . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 161
Abbreviations
μm
Micro meter
BMA
Bone marrow aspirate
BMU
Bone modeling unit
CTS
Chitosan
DP
Degree of polymerization
HAp
Hydroxyapatite
MW
Molecular weight
NP
Nanoparticle
PA
Polyamide
PBMA
Poly(n-butyl methacrylate)
PC
Polycarbonate
PCM
Phase change material
PE
Polyethylene
PEEK
Poly(ether ether ketone)
PET
Poly(ethylene terephtalate)
PHEMA
Poly(hydroxyethyl methacrylate)
PMMA
Poly(methyl methacrylate)
POM
Polyoxymethylene
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A. Bhowmick et al.