Wpływ domieszki materiału ceramicznego na właściwości fizykochemiczne cementu chirurgicznego

• Autorzy: Balin A. , Myalski J. , Pucka G. , Toborek J.

Warianty tytułu

EN

The influence of ceramic admixture on physical and chemical properties of surgical cement

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

Przedstawiono wyniki badań dotyczących modyfikacji dwóch handlowych gatunków powszechnie stosowanego w praktyce klinicznej cementu chirurgicznego z osnową z poli(metakrylanu) metylu, zmierzających do zmniejszenia jego skurczu liniowego i obniżenia temperatury polimeryzacji. Oceniano wpływ wprowadzanych do cementów domieszek ceramiki (Al2O3 o różnym stopniu granulacji oraz węgiel szklisty) na zmianę tych parametrów. Określano też właściwości mechaniczne domieszkowanych cementów, mianowicie wytrzymałość na ściskanie (Rc), wytrzymałość na zginanie (Rg) oraz moduły sprężystości (Ec, Eg, Er). Ze względu na zmęczeniowy charakter oddziaływań w trakcie użytkowania cementu stosowanego do mocowania endoprotez stawów, ocenę jego cech wytrzymałościowych realizowano metodą badań zmęczenia małocyklowego prowadzącą do wyznaczenia trwałości (Nf). Stwierdzono, że ceramiczne domieszki do cementu zmniejszają skurcz liniowy próbek oraz obniżają maksymalną temperaturę układu polimeryzującego. Najkorzystniejszy zespół ocenianych właściwości uzyskano w przypadku modyfikacji cementu węglem szklistym.

EN

The results of modification of two commercial grades of poly(methyl methacrylate) based surgical cements, widely used in clinical practice, focused on lowering of its linear contraction and polymerization temperature (Fig. 1) were presented. The effects of admixtures: Al2O3 of various granulations and glassy like coal, introduced into the cements, on the changes of these parameters (Fig. 2-6) were evaluated. Mechanical properties of cements admixed, namely compressive strength (Rc), flexural strength (Rg) and moduli of elasticity (Ec, Eg, Er) (Fig. 7-10) were determined as well. Because of fatigue character of the interactions during the cement use for fixing of joint endoprostheses, the strength features of the materials were evaluated using low-cycle fatigue method, leading to durability (Nf) determination (Fig. 11). It was found that ceramic admixtures decreased both the linear contraction of the cement samples and maximal polymerization temperature. Modification of a cement with glassy like coal gave the best set of the properties evaluated.

Słowa kluczowe

PL

cement kostny; ceramika; temperatura polimeryzacji; skurcz liniowy; właściwości mechaniczne; zmęczenie małocyklowe

EN

bone cement; ceramics; polymerization temperature; linear contraction; mechanical properties; low-cycle fatigue

• Wydawca: Sieć Badawcza Łukasiewicz – Instytut Chemii Przemysłowej
• Czasopismo: Polimery
• Rocznik: 2006
• Tom: T. 51, nr 11-12
• Strony: 852--858
• Opis fizyczny: Bibliogr. 27 poz.

Twórcy

autor

Balin A.

autor

Myalski J.

autor

Pucka G.

autor

Toborek J.

• Politechnika Śląska, Katedra Mechaniki Materiałów, ul. Krasińskiego 8, 40-019 Katowice,

Bibliografia

• 1. Zimmer K., Pradellok W.: „Cementy kostne" w monografii „Problemy biocybernetyki i inżynierii biomedycznej" (red. Nałęcz M.), t. 4, „Biomateriały” (red. Kuś H.), Wydawnictwo Komunikacji i Łączności, Warszawa 1990, str. 251— 263.
• 2. „Campbell's Operative Orthopaedics", t. IV, The C. V. Mosby Company, St. Louis, Washington, D. C. Toronto 1987.
• 3. Lu Z., Mc Kellop H.: J. Biomed. Mater. Res. 1997, 34, 221.
• 4. Toborek J., Balin A., Nowara T., Parafiniuk W., Szewczyk P: „Zdolność komponentów sztucznego stawu biodrowego do tłumienia drgań jako jeden z czynników determinujących jego biofunkcjonalność”, „Biomechanika 95", Kraków 1995, str. 265—269.
• 5. Verdonschot N., Huiskes R.: Clin. Orthop. Rel. Res. 1996, 329, 326.
• 6. Łukaszczyk J.: Polimery 2004, 49, 79.
• 7. Polesiński Z., Karaś J.: „Cementy kostne i stomatologiczne" w monografii „Biocybernetyka i inżynieria biomedyczna 2000" (red. Nałęcz M.), t. 4, „Biomateriały" (red. Błażewicz S. W., Stoch L.), Akademicka Oficyna Wydawnicza EXIT, Warszawa 2003, str. 179—209.
• 8. Graham J., Pruitt L., Ries M., Gundian N.: J. Arthroplasty 2000, 15, 1028.
• 9. Lewis G., Mladsi S.: Biomaterials 2000, 21, 775.
• 10. Lewis G., Nyman J., Trieu H. H.: Biomaterials 1998, 19,961.
• 11. Gierzyńska-Dolna M.: „Rola procesów tribologicznych w utracie stabilności endoprotez", Annales Academiae Medicae Silesiensis, supl. 32, Katowice 2001, str. 75—80.
• 12. Chłopek J.: Polimery 2005, 50,182.
• 13. Marciniak J.: „Biomateriały w chirurgii kostnej", Wyd. Politechniki Śląskiej, Gliwice 1992.
• 14. Salamon Ż., Ratomski R.: „Kierunki rozwoju alloplastyki cementowej stawu biodrowego", Pamiętnik XXVII Zjazdu PTO i Tr., Warszawa 1988, str. 31—37.
• 15. Bishop N. E., Ferguson S., Tepic S.: J. Bone joint Surg. 1996, 78-B, 349.
• 16. Oczoś K. E.: „Kształtowanie ceramicznych materiałów technicznych", Oficyna Wydawnicza Politechniki Rzeszowskiej, Rzeszów 1996.
• 17. Błażewicz S., Chłopek J., Błażewicz M., Pamuła E.: „Biomateriały węglowe i kompozytowe" w monografii „Biocybernetyka i inżynieria biomedyczna 2000" (red. Nałęcz M.), t. 4, „Biomateriały" (red. Błażewicz S. W., Stoch L.), Akademicka Oficyna Wydawnicza EXIT, Warszawa 2003, str. 331—423.
• 18. Śleziona J.: „Podstawy technologii kompozytów", Wydawnictwo Politechniki Śląskiej, Gliwice 1998.
• 19. Rymuza Z.: „Trybologia polimerów ślizgowych", Wydawnictwa Naukowo-Techniczne, Warszawa 1986.
• 20. Kuhn K.-D.: „Bone Cements", Springer-Verlag, Berlin—Heidelberg 2000.
• 21. Praca zbiorowa: „Bone Cements and Cementing Technique" (red. Walenkamp G. H. I. M., Murray D. W.), Springer-Verlag, Berlin—Heidelberg 2001.
• 22. Pucka G.: „Zastosowanie metody ATSD w analizie krzepnięcia i skurczu liniowego wybranych stopów aluminium", III Kongres Odlewnictwa Polskiego, Zeszyty Naukowe Politechniki Warszawskiej, Warszawa 2001.
• 23. Balin A.: „Materiałowo uwarunkowane procesy adaptacyjne i trwałość cementów stosowanych w chirurgii kostnej”, Zeszyty Naukowe Politechniki Śląskiej, nr 1610, Hutnictwo z. 69, Gliwice 2004.
• 24. Kocańda S.: „Zmęczeniowe pękanie metali", Wydawnictwa Naukowo-Techniczne, Warszawa 1985.
• 25. „Kształtowanie właściwości kompozytów polimerowych stosowanych w ortopedii", Sprawozdanie z projektu badawczego KBN Nr 4 T08E 016 22 (kierownik projektu: Alicja Balin), 2002—2004.
• 26. Broniewski T., Iwasiewicz A., Kapko J., Płaczek W.: „Metody badań i ocena własności tworzyw sztucznych", WNT, Warszawa 1970.
• 27. Hyla L: „Tworzywa sztuczne. Własności — przetwórstwo — zastosowanie", Wydawnictwo Politechniki Śląskiej, Gliwice 2004.