Kompozyty ceramika korundowa-polimer bioresorbowalny otrzymywane metodą infiltracji

• Autorzy: Domańska A. , Boczkowska A. , Jaegermann Z. , Biesiada K. , Kurzydłowski K. J.

Warianty tytułu

EN

Alumina ceramics-bioresorbable polymer composites obtained by infiltration method

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

Przedstawiono wyniki badań nad kompozytami ceramika korundowa-polimer bioresorbowalny, otrzymywanymi w wyniku infiltracji porowatej ceramiki prepolimerem, który krystalizowano, a następnie poddawano reakcji wydłużania makrocząsteczek wodą. Tak otrzymane kompozyty cechują się ponad 6-krotnie wyższą wytrzymałością na ściskanie niż porowata ceramika, a także znacznie wyższą od kompozytów, w których pory ceramiki wypełnione są poliuretanem bioresorbowalnym uzyskanym powszechnie stosowaną metodą poliaddycji łańcuchów prepolimeru glikolem etylenowym. W celu oszacowania stopnia wypełnienia porów przeprowadzono obserwacje mikrostruktury kompozytów za pomocą skaningowego mikroskopu elektronowego. Zbadano także wytrzymałość na ściskanie porowatej ceramiki korundowej, poliuretanu na bazie poli( -kaprolaktono)diolu otrzymanego z krystalicznego prepolimeru wydłużanego wodą oraz kompozytów ceramika-polimer. Badania wykazały, że pory ceramiki są dobrze wypełnione poliuretanem, a wytworzone kompozyty cechują się bardzo dobrą wytrzymałością na naprężenia ściskające.

EN

During the past two decades significant advances have been made in the development of materials for biomedical applications. Deragadable polymeric biomaterials are preferred candidates for developing therapeutic devices such as temporary prostheses, three-dimensional porous structures as scaffolds for tissue engineering and as controlled/sustained release drug delivery vehicles. The paper presents the results of studies on alumina ceramics-bioresorbable polymer composites. The idea of biocomposite is that the polymer degrades and in the empty space tissue will grow. The biocomposites were obtained by infiltration of porous ceramics with prepolymers, solidified in the final stage due to crystallization. The prepolymer was crystalized at various temperatures, and subsequently chain-extended with water. Such composites have higher compressive strength in comparison to porous ceramics itself (over 6x) and to composites obtained with the application of polyurethanes in which ethylene glycol was used as chain extender. Scanning electron microscopy (SEM) was used to investigate the composites microstructure and to determine whether or not the pores were fully filled with polymer. Compressive strength of porous alumina ceramics, of poly( -caprolactono)diol polyurethanes obtained from crystalline prepolymers extended by water and of the composites fabricated by infiltration method was tested. The results showed that pores of ceramics were fully filled with polyurethanes. The obtained alumina ceramics-bioresorbable polymer composites also exhibit higher resistance for compressive stresses. Researched composites give new perspectives for medical applications, because it assembles with biocompatible components and have higher compressive strength and fracture toughness in comparison with porous ceramic.

Słowa kluczowe

PL

biokompozyt ceramika-polimer; infiltracja; wytrzymałość na ściskanie; polimer bioresorbowalny; krystaliczne prepolimery; porowata ceramika korundowa

EN

ceramic-polymer biocomposites; infiltration; compressive strength; bioresorbable polymer; crystalline prepolymers; porous alumina ceramic

• Wydawca: Wydawnictwo Politechniki Częstochowskiej
• Czasopismo: Kompozyty
• Rocznik: 2008
• Tom: R. 8, nr 3
• Strony: 252--257
• Opis fizyczny: Bibliogr. 16 poz., rys.

Twórcy

autor

Domańska A.

autor

Boczkowska A.

autor

Jaegermann Z.

autor

Biesiada K.

autor

Kurzydłowski K. J.

• Politechnika Warszawska, Wydział Inżynierii Materiałowej, ul. Wołoska 141, 02-507 Warszawa,

Bibliografia

• [1] Szafran M., Boczkowska A., Konopka K., Kurzydłowski K., Rokicki G., Batorski K., Kompozyt ceramiczno-polimerowy i sposób wytwarzania kompozytu ceramiczno-polimerowego, Zgłoszenie patentowe nr P.353130, 2002.
• [2] Boczkowska A., Konopka K., Schmidt J., Kurzydłowski K.J., Badanie wpływu budowy elastomeru i adhezji na wytrzymałość na ściskanie kompozytów ceramika-polimer, Kompozyty (Composites) 2004, 9, 41.
• [3] Konopka K., Boczkowska A., Batorski K., Szafran M., Kurzydłowski K.J., Microstructure and properties of novel ceramic-polymer composites, Materials Letters 2004, 58, 3857.
• [4] Jaegermann Z., Ślósarczyk A., Gęsta i porowata bioceramika korundowa w zastosowaniach medycznych, Kraków 2007.
• [5] Szymański A., Biomineralizacja i biomateriały, Warszawa 1991.
• [6] Nałęcz M., Biocybernetyka i inżynieria biomedyczna 2000, 4, Warszawa 2003.
• [7] Rynek Chemiczny 2004, 7-8.
• [8] Grosvenor M.P., Staniforth J.N., The effect of molecular weight on the rheological and tensile properties of poly(e-caprolactone), International Journal of Pharmaceutics 1996, 135, 103.
• [9] Shimao M, Biodegradation of plastics, Current Opinion in Biotechnology 2001, 12, 242.
• [10] Olkowski R.M., Filipczak K., Ułański P., Lewandowska-Szumieł M., Wpływ modyfikacji powierzchni poli(e-kaprolaktonu) na adherencję osteoblastów w hodowli, Inżynieria Biomateriałów 2005, 47-53, 175.
• [11] Szlezyngier W., Tworzywa sztuczne, T. 3, Rzeszów 1999.
• [12] Filipczak K., Woźniak M., Olah L., Ułański P., Rosiak J.M., Olkowski R.M., Lewandowska-Szumieł M., Radiacyjna sterylizacja poli(e-kaprolaktonu) (I), Inżynieria Biomateriałów 2005,47-53, 110.
• [13] Gruin I. i in., Know-how nr WP/20/93 z 26.03.93, Politechnika Warszawska, 1993.
• [14] Jaegermann Z., Boczkowska A., Paszewska A., Michałowski S., Ceramiczno-polimerowy materiał gradientowy do zastosowań w endoprotezoplastyce stawów - doniesienie wstępne, Ceramika/Ceramics 2008, 101, 41.
• [15] Domańska A., Boczkowska A., Bioresorbable polymers used for infiltration of alumina ceramics (w przygotowaniu).
• [16] Kweon H.Y., Yoo M.K., Park I. K., Kim T.H., Lee H. C, Lee H.-S., Oh J.-S., Akaike T., Cho C.-S., A novel degradable polycaprolactone networks for tissue engineering, Biomaterials 2003, 24, 801.