Ocena wybranych właściwości mechanicznych i fizycznych akrylowych cementów kostnych o niskiej lepkości

• Autorzy: Zając Zuzanna , Łagan Sylwia , Liber-Kneć Aneta

Warianty tytułu

EN

Evaluation of the mechanical and physical properties of low viscosity acrylic bone cements

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

Celem pracy było porównanie właściwości mechanicznych i fizycznych powierzchni cementów kostnych stosowanych w ortopedii. Właściwości mechaniczne określono za pomocą statycznej próby jednoosiowego ściskania, kąt zwilżania wyznaczano przy użyciu goniometru optycznego, a swobodną energię powierzchniową obliczono według modelu Owensa-Wendta. Rozpatrzono dwa stany materiału (początkowy i po inkubacji). Proces inkubacji zmienił charakter powierzchni na hydrofilowy i spowodował wzrost wartości składowej polarnej swobodnej energii powierzchniowej. Otrzymane krzywe ściskania dla badanych stanów są podobne, ukazując obszar liniowy, jak i plastyczny, z umowną granicą plastyczności.

EN

The aim of this work was comparison mechanical and physical properties of bone cements used in human and animal orthopedics. The mechanical properties were determined by compression tests, a contact angle was observed with a goniometer and the surface free energy was calculated by Owens-Wendt model. Two states of material (initial and after incubation) were considered. The incubation process changed the nature of the surface to hydrophilic and caused an increase in the polar component of the surface free energy. The obtained compression curves are similar, showing both linear and plastic regions, with an conventional yield point.

Słowa kluczowe

PL

cement kostny; wytrzymałość na ściskanie; zwilżalność

EN

bone cement; compressive strength; wettability

• Wydawca: Katedra Biomechatroniki, Wydział Inżynierii Biomedycznej Politechniki Śląskiej
• Czasopismo: Aktualne Problemy Biomechaniki
• Rocznik: 2023
• Tom: z. 23
• Strony: 35--42
• Opis fizyczny: Bibliogr. 19 poz.

Twórcy

autor

Zając Zuzanna

• Studenckie Koło Naukowe Inżynierii Medycznej CANCRICAT przy Katedrze Mechaniki Stosowanej i Biomechaniki, Politechnika Krakowska im. T. Kościuszki, Kraków

autor

Łagan Sylwia

• Katedra Mechaniki Stosowanej i Biomechaniki, Politechnika Krakowska im. T. Kościuszki, Kraków

autor

Liber-Kneć Aneta

• Katedra Mechaniki Stosowanej i Biomechaniki, Politechnika Krakowska im. T. Kościuszki, Kraków

Bibliografia

• [1] Bistolfi A., Ferracini R., Albanese C., Vernè E., Miola M.: PMMA-based bone cements and The problem of joint arthroplasty infections: status and new perspectives, Materials, vol. 12, no. 4002, 2019, p. 1-16.
• [2] Cai, S., Wu, C., Yang, W., Liang, W., Yu, H. & Liu, L.: Recent advance in surface modification for regulating cell adhesion and behaviors, Nanotechnology Reviews, vol. 9, no. 1, 2020, p. 971-989.
• [3] Comelles J., Estévez M., Martínez E., Samitier J.: The role of surface energy of technical polymers in serum protein adsorption and MG-63 cells adhesion, Nanomedicine: Nanotechnology, Biology and Medicine, vol. 6, no. 1, 2010, p. 44-51.
• [4] Fada R., Babadi N.F., Azimi R., Karimian M., Shahgholi M.: Mechanical properties improvement and bone regeneration of calcium phosphate bone cement, Polymethyl methacrylate and glass ionomer, Journal of Nanoanalysis, vol. 8, no. 1, 2021, p. 60-79.
• [5] Gizer S.G., Bhethanabotla V.R., Ayyala R.S, Sahiner N.: Low-pressure plasma treated polycarbonate and polymethyl methacrylate (PMMA) sheets with different surface patterns to change their surface properties, Surfaces and Interfaces, vol. 37:102646, 2023, p. 1-16.
• [6] Harb S.V., Bassous N.J., Souza T.A.C., Trentin A., Pulcinelli S.H., Santilli C.V., Webster T.J., Lobo A.O., Hammer P.: Hydroxyapatite and β-TCP modified PMMA-TiO2 and PMMA-ZrO2 coatings for bioactive corrosion protection of Ti6Al4V implants, Materials Science and Engineering, vol. 116: 111149, 2020.
• [7] ISO 19403-2:20127 - Determination of The surface free energy of solid surfaces by measuring The contact angle.
• [8] ISO 5833:2002 - Implants for surgery - Acrylic resin cement.
• [9] Muzzio N., Moya S. Romero G.: Multifunctional scaffolds and synergistic strategies in tissue engineering and regenerative medicine. Pharmaceutics, vol. 13, no. 792, 2021, p. 1-38.
• [10] Nakamura M., Hori N., Ando H., Namba S., Toyama T., Nishimiya N., Yamashita K.: Surface free energy predominates in cell adhesion to hydroxyapatite through wettability, Materials Science and Engineering: C, vol. 62, 2016, p. 283-292.
• [11] Öhman-Mägi C., Holub O., Wu D., Hall R.M., Persson C.: Density and mechanical properties of vertebral trabecular bone -A review, JOR Spine, vol. 4:1176, 2021, p. 1-15.
• [12] Robu A., Antoniac A., Grosu E., Vasile E., Raiciu A.D., Iordache F., Antoniac V.I., Rau J.V., Yankova V.G., Ditu L.M. et al.: Additives Imparting Antimicrobial Properties to Acrylic Bone Cements. Materials, vol. 14, no. 22, 2021, p. 1-18.
• [13] Sobczyk-Guzenda A., Boniecka P., Laska-Lesniewicz A., Makowka M. Szymanowski H.: Micro- and Nanoparticulate Hydroxyapatite Powders as Fillers in Polyacrylate Bone Cement - a Comparative Study, Materials, vol. 13:2736, 2020, p. 1-18.
• [14] Świeczko-Żurek B., Zieliński A., Bociąga D., Rosińska K., Gajowiec G.: Influence of different nanometals implemented in PMMA bone cement on biological and mechanical properties, Nanomaterials, vol. 12, no. 5, 2022, p. 1-17.
• [15] Wekwejt M., Michalska-Sionkowsk M., Bartmański M., Nadolska M., Łukowicz K., Pałubicka A., Osyczka A.M., Zieliński A.: Influence of several biodegradable components added to pure and nanosilver-doped PMMA bone cements on its biological and mechanical properties, Materials Science & Engineering: C, vol. 117:111286, 2020, p. 1-15.
• [16] Zheng Z., Chen S., Liu X., Wang Y., Bian Y., Feng B., Zhao R., Qiu Z., Sun Y., Zhang H., Cui F., Yang X., Weng X: a bioactive polymethylmethacrylate bone cement for prosthesis fixation in osteoporotic hip replacement surgery, Materials & Design, vol. 209:109966, 2021.
• [17] Zhu J., Yang S., Cai K., Wang S., Qiu Z., Huang J., Jiang G., Wang X., Fang X.: Bioactive poly (methyl methacrylate) bone cement for The treatment of osteoporotic vertebral compression fractures, Theranostics, vol. 10, no. 14, 2020, p. 6544-6560.
• [18] www.tecres.pl, Cemex RX, Ulotka informacyjna, Tecres S.p.A. (15.03.2023).
• [19] www.biocomposites.com, Synicem, Instructions for use, caution and warnings, Synergie Ingenierie Medicale S.A.R.L (15.03.2023).