Membranowe materiały kompozytowe na potrzeby medyczne - podstawowe badania materiałowe i biologiczne

• Autorzy: Stodolak E. , Zaczynska E. , Błażewicz M. , Wołowska-Czapnik D. , Leszczyński R.

Warianty tytułu

EN

Membrane composite materials for medical application -primary material and biological study

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

Badaniu poddano serie próbek kompozytowych: włókno z alginianu sodu w osnowie polimeru syntetycznego, różniących się udziałem procentowym włókien (1, 1,5, 2; 2,5 i 3% włókien). Za osnowę kompozytów posłużył terpolimer PTFE-PYDF-PP o zawartości procentowej poszczególnych merów: 56% PTFE, 27% PVDF i 17% PP. Czysta folia polimerowa niezawierająca włókien stanowiła odniesienie w stosunku do próbek kompozytowych. Wprowadzenie włókien z biopolimeru do hydrofobowego materiału polimerowego miało na celu poprawę biozgodności kompozytu. Dodatkowo spodziewano się, że włókna z alginianu sodu, rozpuszczanie w wodzie, ulegną w trakcie inkubacji rozpuszczeniu i wymyciu z osnowy polimerowej, a tym samym utworzą nowy rodzaj materiału: membranę, której średnica porów równa będzie przekrojowi pojedynczego włókna. Badaniu poddano zestaw kompozytów, dla których określono: wielkość kąta zwilżania przed i po wypłukiwaniu włókien, wyznaczono procentowy ubytek masy, a także zmianę grubości kompozytu przed i po inkubacji. Wykonano również test przepuszczalności otrzymanych membran kompozytowych, określając zmianę stężenia soli NaCl po przejściu przez membranę. Test prowadzono przez 14 dni w temperaturze 37 stop. C. Teksturę powierzchni i wzrost udziału porów obserwowano w skaningowym mikroskopie elektronowym (SEM). Membrany kompozytowe do zastosowań medycznych poddano ocenie cytotoksyczności. Próbki kontaktowano z ludzką linią komórek nabłonkopodobnych raka płuc po 24 i 72 godz. kontakcie komórka--materiał (ATCC CCL 185 - A549) określano zmiany ilościowe i morfologiczne komórek (odwrócony mikroskop kontrastowo--fazowy). W celu określenia przeżywalności komórek zastosowano metodę kolorymetryczną - barwienie błękitem trypanu.

EN

Polymer implant materials have been widely applied in medicine within the past several years. Polymers defined as biostable find use as vascular implants, surgical threads and elements of various types of endoprostheses. They are also useful as laryngological, dental, cardiosurgical and neurological implants. Recently, composites made of polymers combined with such materials as bioactive ceramics, ceramic or carbon fibres, are being increasingly used in clinical practises. Fibrous polymer implants become an alternative to pure ceramic or metal implants in biomaterials engineering. The distribution of fibers in polymer matrix affects not only its mechanical parameters, but also the surface properties, such as wettability, roughness, etc. It seems necessary to examine the effects of fibers on polymer matrix before commencing works on design of composite materials for medical applications. It is also important to define whether composites based on polymer matrix would not be toxic for living cells. The experiments were carried out on polymer membranes made of polymer and soluble alginate fibres. The aim of the work was the analysis of cellular response to polimer matrix, functionalized with use of resorbable (soluble) fibres. Materials in form of membranes and fibre/polymer composites of different microstructures were put in contact with one type of cell under in vitro conditions (viability of cells presented in Tables 2-3). The surface morphology of composite materials was observed using scaning electron microscope Jeol, JSM-5400. Figure 2 AI-EI shows surface images of polymer sample (foil), and surface of composite materials before dissolved the alginate fibres. Figure 2 AII-EII presents the photomicrographs of membrane surfaces. Changes of masses and thickness of composites material during dissolved biopolimer fibres (32 h/80°C) are shown in Table 1. Polymer membranes produced by washing out of alginate fibres have surfaces showing pores of irregular as well as spheroidal shape. This study suggests, that the composite materials which is compounds with biostable matrix and alginate fibres (biopolymer) may be used like membrane in ophthalmology (cornea implants).

Słowa kluczowe

PL

membrana kompozytowa; membrana biomedyczna; materiał polimerowy

EN

composite membrane; biomedical membrane; polymer material

• Wydawca: Wydawnictwo Politechniki Częstochowskiej
• Czasopismo: Kompozyty
• Rocznik: 2006
• Tom: R. 6, nr 4
• Strony: 47--51
• Opis fizyczny: Bibliogr. 11 poz., rys., tab.

Twórcy

autor

Stodolak E.

autor

Zaczynska E.

autor

Błażewicz M.

autor

Wołowska-Czapnik D.

autor

Leszczyński R.

• AGH University Science and Technology, Department of Biomaterials, Faculty of Material Science and Ceramics, Mickiewicza 30, 30-059 Kraków,

Bibliografia

• [1] Bączyk K., Draber W., Ocena epidemiologiczna przewlekłej niewydolności nerek, Nefrologia i Dializoterapia Polska 1999, 4.
• [2] Ye Sang Ho, Watanabe Junji, Takai Madoka, Iwasaki Yasuhiko, Ishihara Kazuhiko, Design of functional hollow fiber membranes modified with phospholipid polymers for application in total hemopurification system, Biomaterials 2005, 26, 24, August, 5032-5041.
• [3] Krasteva N., Seifert B., Albrecht W., Weigel T., Schossig M., et. al., Influence of polymer membranę porosity on C3A hepatoblastoma cell adhesive interaction and function, Biomaterials 2004, 25, 13, June, 2467-2476.
• [4] Kikuchi Masanori, Koyama Yoshihisa, Yamada Takeki, Imamura Yukari, Okada Takao, Shiahama Noriaki, et. al., Development of guided bone regeneration membrane com-posed of b-tricalcium phosphate and poly (l-lactide-co-glycolide-co-?-caprolactone) composites, Biomaterials 2004, 25, 28, December, 5979-5986.
• [5] Fujihara K., Kotaki M., Ramakrishna S., Guided bone regeneration membrane made of polycaprolactone/calcium carbonate composite nano-fibers, Biomaterials 2005, 26, 19, July, 4139-4147.
• [6] Gogolewski S., Pineda L., Michael Busing Carl, Bone regeneration in segmental defects with resorbable polymeric membranes: IV. Does the polymer chemical composition affect the healing process? Biomaterials 2000, 21, 24, December, 2513-2520.
• [7] Dai N.-T., Williamson M.R., Khammo N., Adams E.F., Coombes A.G.A., Composite cell support membranes based on collagen and polycaprolactone for tissue engineering of skin, Biomaterials 2004, 25, 18, August, 4263-4271.
• [8] Zhang Kai, Wu Xiao Yu, Temperature and pH-responsive polymeric composite membranes for controlled delivery of proteins and peptides, Biomaterials 2004, 25, 22, October, 5281-5291.
• [9] Gerkowicz M., Pożarowska D., Wybrane techniki chirurgiczne stosowane w leczeniu jaskry, Magazyn Okulistyczny 2004, 2.
• [10] Mikołajczyk T., Domagała J., Water-solube alginate fibers for medical applications, Fibers and testils in ekstern Europe, June-September, 2001, 20-23.
• [11] Berry C.C., Campbell G., Spadiccino A., Robertson M., Curtis A.S.G., The influence of microscale topography on fibroblast attachment and motility, Biomaterials 2004, 25, 5781-5788.