The analysis of changes of thermal properties and structures of the bone cements after ageing processes

• Autorzy: Szarek A. , Gnatowski A.

Warianty tytułu

PL

Analiza zmian właściwości termicznych i struktury cementu kostnego po procesach starzenia

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

This paper presents the results of the investigations of thermal properties and the structure of bone cements developed based on polymethyl methacrylate with addition of fillers and auxiliaries. DSC method was employed to determine glass transition temperature for the studied bone cements before and after the process of aging in water NaCl solution subject to electrolysis. The investigations were carried out for bone cements with different composition and different percentage share of the components. Two types of bone cements were used for the investigations: CMW1 manufactured by CMW and Palamed 40. Thermal properties were analysed using differential scanning calorimetry by means of Netzsch DSC 200 Phox equipment. The structure was examined by means of Nikon Eclipse E 200 optical microscope.

PL

W artykule określono metodą DSC wartości temperatury zeszklenia PMMA przed i po procesie starzenia w roztworze wodnym NaCl poddanym elektrolizie. Badania przeprowadzono dla PMMA o różnym składzie i udziale procentowym składników. Do badań zastosowano dwa rodzaje cementów kostnych: CMW1 oraz Palamed 40. Dla części materiału badawczego przeprowadzono proces przyspieszonego starzenia w celu określenia odporności chemicznej na czynniki powodujące korozję i degradację cementu kostnego. Badania właściwości termicznych wykonano metodą różnicowej kalorymetrii skaningowej, wykorzystując urządzenie DSC 200 Phox firmy Netzsch. Strukturę obserwowano pod mikroskopem optycznym firmy Nikon Eclipse E 200.

Słowa kluczowe

EN

bone cement; ageing; thermal properties; structure

PL

cement kostny; starzenie; własności termiczne; struktura

• Wydawca: Katedra Biomechatroniki, Wydział Inżynierii Biomedycznej Politechniki Śląskiej
• Czasopismo: Aktualne Problemy Biomechaniki
• Rocznik: 2011
• Tom: z. 5
• Strony: 153--158
• Opis fizyczny: Bibliogr. 16 poz.

Twórcy

autor

Szarek A.

• Department of Metal Working and Forming, Quality Engineering and Bioengineering, Czestochowa University of Technology, Czestochowa

autor

Gnatowski A.

• Department of Polymer Processing and Production Management, Czestochowa University of Technology, Czestochowa

Bibliografia

• [1] Kavanagh B.F, Wallrichs S, Dewitz M, Berry D, Currier B, Ilstrup D, Coventry MB., Charnley low-friction arthroplasty of the hip. Twenty-year results with cement, J Arthroplasty 10(1), 1995, 117-121.
• [2] Baleani M, Cristofolini L, Minari C, Toni A., Fatigue strength of PMMA bone cement mixed with gentamicin and barium sulphate vs pure PMMA, Proc. Inst. Mech. Eng. [H] 217(1), 2003, 9-12.
• [3] Pitto R.P, Spika I, Carstens A., Preheating of the femoral component in cemented total hip replacement, Orthopaedic Proceedings 86-B, 2004, 466-467.
• [4] Lewis G, Janna S, Bhattaram A., Influence of the method of blending an antibiotic powder with an acrylic bone cement powder on physical, mechanical, and thermal properties of the cured cement, Biomaterials 26(20), 2005, 4317-4324.
• [5] Data obtained on the ground descriptions of producers of bone cements.
• [6] Włodarski J., Szyprowski J. Więckowski W., Szarek A., Wpływ wypełniaczy na własności wytrzymałościowe kompozytowych cementów kostnych, Kompozyty (Composites) 5, 4, 2005, 78-82
• [7] Homsy Ch., Prothetic stabilisation with acrylic polymer, Clin. Othop. 83, 1972, 317-322.
• [8] Daniels A.U., Freeze-arrested polymerisation of PMMA bone cement, Biomed. Mat. Res. Symp. Trans. 2, 1978, 120-121.
• [9] McLaughlin R., Blood clearance and acute pulmonary toxicity of MMA in dogs, I. Bone It. Surgery 55A, 1973, 1621-1624.
• [10] Weissmann E., Intravenous methacrylate after THR, I. Bone It. Surgery 66A,1984, 443-448.
• [11] Muller S., .McCaskie A., Themechanics of cemented total hip replacement, Current Orthopaedics 16, 2002, 403-406.
• [12] Przygocki W., Włochowicz A., Fizyka polimerów, Wydawnictwo naukowe PWN, Warszawa 2001.
• [13] Blom H., Yeh R., Wojnarowski R., Ling M., Detection of degradation of ABS materials via DSC, Thermochimica Acta 442, 2006, 64 – 66.
• [14] Gnatowski A., Influence of the Polyvinylpyrrolidone Modification on Crystallines and Properties of Selected Thermoplastic Polymers, Journal of Polymer Engineering 27, 6-7, 2007, 507-524.
• [15] Typek J., Guskos N., Szymczyk A., Petridis D., FMR and DSC study of maghemite nanoparticles in PMMA polymer matrix, Journal of Non-Crystalline Solids 354, 2008, 4256–4261.
• [16] Pramoda K. P., Liu T., Effect of moisture on the dynamic mechanical relaxation of polyamide-6/clay nanocomposites, J. Polym. Sci., Part B: Polym. Phys. 42, 10, 2004, 1823–1830.