Kompozyty w medycynie

• Autorzy: Chłopek J.

Warianty tytułu

EN

Composite materials for medicine

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

W pracy omówiono czynniki decydujące o właściwościach biologicznych i mechanicznych kompozytów stosowanych jako implanty w medycynie. Analizowano trzy typy kompozytów: wegiel-wegiel, włókno weglowe-polisulfon oraz włókno weglowe--polilaktyd. Jak wykazały przeprowadzone badania in vitro i in vivo, kompozyty te wykazują różne zachowanie w środowisku biologicznym i odmienny mechanizm fiksacji z tkanką kostną. W zależności od materiału osnowy możliwe jest otrzymanie kompozytów inertnych, biodgradalnych oraz ulegających resorpcji. Do materiałów inertnych w środowisku biologicznym można zaliczyć kompozyty włókno weglowe-polisulfon. Dla tych kompozytów określono wpływ technik otrzymywania i powiązanych z nimi sposobów ułożenia włókien na właściwości mechaniczne śrub do zespalania kości. W przypadku kompozytów wegiel-wegiel pokazano możliwości doboru właściwości biologicznych i mechanicznych dla spełnienia określonych funkcji biomechanicznych. Dotyczy to głównie śrub i płytek zespalających oraz trzpieni endoprotez stawu biodrowego. Dla kompozytu włókno weglowe-polilaktyd wykazano, że wprowadzenie włókien węglowych zmienia zarówno właściwości mechaniczne, jak i zachowanie biologiczne, w tym czas resorpcji i mechanizm tworzenia tkanki kostnej po procesie resorpcji polimeru.

EN

The paper presents the results of manufacturing and properties of different carbon fibers-based composites used as hard tissue implants. The problem of the choice of biocompatible carbon fibers and the matrix precursor is discussed. There were analyzed composites made of resorbable and inert matrices. Three types of composites were developed: carbon--carbon, carbon fibers-polysulfone and carbon fibers-polylactide. Depending on the type of matrix the composite were either absorbed by the organism or they behaved as inert materials. Studies were conducted to establish the effect of preparation methods and type of reinforcement on mechanical properties and biological behavior of the load-bearing composite implants used for internal fixation of cancellous bone fractures. The mechanical properties of the composite implants in the form of screws and plates have been compared. In the case of resorbable composites it has been shown that carbon reinforcement altered biological behavior of polymer matrix including resorption time and mechanism of bone defect regeneration in the implant site. The examples of medical application of composites in the form of screws and plates are shown.

Słowa kluczowe

PL

kompozyty; implanty; medycyna

EN

composite material; medicine; implants

• Wydawca: Wydawnictwo Politechniki Częstochowskiej
• Czasopismo: Kompozyty
• Rocznik: 2001
• Tom: R. 1, nr 1
• Strony: 50--54
• Opis fizyczny: Bibliogr. 10 poz., wykr., rys.

Twórcy

autor

Chłopek J.

• Akademia Górniczo-Hutnicza, Wydział Inżynierii Materiałowej i Ceramiki, al. Mickiewicza 30/A3, 30-059 Kraków

Bibliografia

• [1] Hench L., Bioceramics: From concept to clinic, J. Am. Ceram. Soc. 2000, 74(7), 1487-1510.
• [2] Vert M., Li S.M., Spenlehauer G., Guerin P., Bioresorbability and biocompability of alyphatic polyesters, J. Mat. Sci., Materials in Medicine 1992, 3, 432-446.
• [3] Chłopek J., Błażewicz S., Pamuła E., Błażewicz M., Wajler C., Staszków E., Carbon and polymer composites in bone surgery, Materials for Medical Engineering Euromat 1999, 2, 103-109.
• [4] Majola A., Vainionpää S., Rokkanen P., Mikkola H.-M., Törmälä P., Absorbable self-reiforced polylactide (SR-PLA) composite rods for fracture fixation: strength and strength retention in the bone and subcutaneous tissue of rabbits, J. Mat. Sci., Materials in Medicine 2000, 3, 43-47.
• [5] Suchanek W., Yashima M., Kakihana M., Yoshimura M., Processing and mechanical properties of hydroxyapatite reinforced with hydroxyapatite whiskers, Biomaterials 1996, 17, 1715-1723.
• [6] Błażewicz M., Błażewicz S., Chłopek J., Staszków E., Structure and properties of carbon materials for medical applications, Ceramics in Substitutive and Reconstructive Surgery, Elsevier, Amsterdam 1991.
• [7] Błażewicz M., Carbon materials in the treatment of hard and soft tissue injuries, Cells and Materials 2000 (w druku).
• [8] Bohem H.P., Advances in Catalysis, ed. D.D. Eley, H. Pines, P.B. Weiss, New York 1966, 179.
• [9] Chłopek J., Kompozyty węgiel-węgiel. Otrzymywanie i zastosowanie w medycynie, Ceramika 52, Polski Biuletyn Ceramiczny nr 4, Kraków 1997.
• [10] Chłopek J., Piekarczyk J., Błażewicz S., Wpływ procesu zwęglania na właściwości mechaniczne kompozytów węgiel-węgiel o jednokierunkowym ułożeniu włókien, Ceramika - Materiały ogniotrwałe 200, 1.