Quantitative analysis of the polyurethane composites with non-organic nanofiller for use in implants of intervertebral disc

• Autorzy: Waśniewski B. , Ryszkowska J. , Skalski K. , Pawlikowski M.

Warianty tytułu

PL

Ilościowa analiza kompozytów poliuretanowych z nieorganicznym napełniaczem do zastosowań na implanty krążka międzykręgowego

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

The aim of this research was to develop a composite material to be used as an elastomeric core of the artificial intervertebral disc. Two types of polyurethane composites with non-modified SiO2 and SiO2 modified NH2 group were obtained. The composites made of these materials have different filler content. The effect of modifying fillers for the structure and properties of these materials were investigated.

PL

Celem pracy było opracowanie kompozytu do zastosowań na elastomerowy rdzeń sztucznego krążka międzykręgowego. Wytworzono dwa rodzaje kompozytów poliuretanowych zawierających niemodyfikowany SiO2 jak również SiO2 modyfikowany grupami NH2. W ramach pracy przeanalizowano wpływ modyfikacji napełniacza na strukturę i właściwości wytworzonych materiałów.

Słowa kluczowe

EN

polyurethane; nanosilica; amine group; nanocomposites; artificial intervertebral disc

PL

poliuretan; nanokrzemionka; grupa aminowa; nanokompozyty; implant krążka międzykręgowego

• Wydawca: Komitet Budowy Maszyn PAN
• Czasopismo: Archive of Mechanical Engineering
• Rocznik: 2012
• Tom: Vol. LIX, nr 2
• Strony: 137--153
• Opis fizyczny: Bibliogr. 27 poz., fot., rys., tab.

Twórcy

autor

Waśniewski B.

autor

Ryszkowska J.

autor

Skalski K.

autor

Pawlikowski M.

• Warsaw University of Technology, The Faculty of Material Science, 02-507 Warsaw, Woloska 141, Poland,

Bibliografia

• [1] Bistricic L., Baranovic G., Leskovac M., Govorcin Bajsic E.: Hydrogen bonding and mechanical properties of thin films of polyether-based polyurethane-silica nanocomposites, European Polymer Journal 46 (2010) 1975-1987.
• [2] Lafuente J., Casey Α. Τ. H., Petzold Α., Brew S.: The Bryan cervical disc prosthesis as an alternative to arthrodesis in the treatment of cervical spondylosis, The Journal of bone & joint surgery, 87-B, 4, 2005, 508-512.
• [3] Sasso MR.C., Best N.M.: Cervical Kinematics After Fusion and Bryan Disc Arthroplasty, J. Spinal Disord Tech, 2008 21(1), 19-22.
• [4] Anderson P.A., Rouleau J.P., Bryan V.E., Carlson C.S.: Wear Analysis of the Bryan Cervical Disc Prosthesis, SPINE, 28, 20S, S186-S194, 2003, Lippincott Williams & Wilkins, Inc.
• [5] Lelah M.D., Cooper S.L.: Polyurethanes in medicine authors, CRC Press, Boca Raton, 1986.
• [6] Lambda N.M.K., Woodhouse K.A., Cooper S.L.: Polyurethanes in Biomedical Applications, CRC Press, 1998.
• [7] Ryszkowska J.L., Auguścik Μ., Sheikh Α., Boccaccini A.R.: Biodegradable polyurethane composite scaffolds containing Bioglass® for bone tissue engineering Comp. Sci, Technol., 70, 13, 2010, 1894-1908.
• [8] Oprea S.: Wpływ struktury na stabilność termiczną usieciowanych poli(estro-uretanów), Polimery, 2, 2009, 120-125.
• [9] Hepburn С.: Polyurethane Elastomers, Elsev. Sci. Publ., London 1992.
• [10] Brzeska J., Dacko P., Janeczek Η., Kowalczuk Μ., Janik Η., Rutkowska Μ.: "Wpływ syntetycznego polihydroksymaślanu na wybrane właściwości nowych, otrzymanych z jego udziałem poliuretanów do zastosowań medycznych. Cz. I Poliuretany z aromatycznym diizocyjanianem w segmencie sztywnym", Cz. II "Poliuretany z cykloalifatycznym diizocyjanianem w segmencie sztywnym", Polimery, 2010, 55, 11-12, 41-46.
• [11] Janik H.: Postępy w badaniach struktur nadcząsteczkowych segmentowych poliuretanów, Polimery, 55 (6), 421-430.
• [12] Geceler K.E., Rosenberg E.: Functional Nanomaterials, American Scientific Publishers, North Lewis Way Stevenson Ranch, 2006.
• [13] Mai Y.-W., Yu Z.-Z.: Polymer nanocomposites, CRC Press, Boca Raton, 2006.
• [14] Vega-Baudrita J., Sibaja-Ballesteroa M., Vazquezb P., Torregrosa-Maciac R., Martin-Martinez J.M.: Properties of thermoplastic polyurethane adhesives containing nanosilicas with different specific surface area and silanol content, Int. J. Adhesion & Adhesives 27 (2007) 469-479.
• [15] Ryszkowska J., Waśniewski В., Pytel Α., Zielecka Μ.: Kompozyty poliuretanowe z nanokrzemionką modyfikowaną grupami izocyjanianowymi, Polimery, 2009, 54 (10), 657-666.
• [16] Ryszkowska J., Zawadzak E., Łojkowski W., Opalińska Α., Kurzydłowski K.J.: Structure and properties of polyurethane nanocomposites with zirconium oxide including Eu3+, Materials Science and Engineering С 27, 2007, 994-997.
• [17] Ryszkowska J., Zawadzak E., Hreniak D., Stręk W., Kurzydłowski K.J.: Structure and properties of polyurethane/YAG:Tb3+, Polimery 52, 2007, 20-24.
• [18] Ryszkowska J., Jurczyk-Kowalska M., Dębowski Μ., Florjańczyk Z., Kurzydłowski K.J.: Wpływ modyfikacji bemitu na dyspersję w poliuretanowej osnowie, Inżynieria Materiałowa, 6 (154), 28, 2006, 1315-1318.
• [19] Strange D.G.T., Fisher S.T., Boughton P.C., Kishen T.J., Diwan A.D.: Restoration of compressive loading properties of lumbar discs with a nucleus implant - a finite element analysis study, The Spine Journal 10 (2010) 602-609.
• [20] Hafeman A.E., Li В., Yoshii Т., Zienkiewicz K., Davidson J.M., Guelcher S.A.: Injectable biodegradable polyurethane scaffolds with release of platelet-derived growth factor for tissue repair and regeneration. Pharm Res 2008; 25, 2387-99.
• [21] Wang S., Lu L., Wang C., Gao C., Wang X.: Polymeric Biomaterials for Tissue Engineering Applications, Int. J. Polym Sci, 2010 (2010), Article ID 148513.
• [22] International Organization for Standardization 18192-1:2008. Implants for surgery: wear of total intervertebral spinal disc prostheses - part 1: loading and displacement parameters for wear testing and corresponding environmental conditions for test.
• [23] Król P., Pilch-Pitera В.: Mechanical properties of crosslinked polyurethane elastomers based on well-defined prepolymers, J. Appl. Polymer Sci, Vol. 107, 1439-1448 (2008).
• [24] Hallab N., Link H.D., McAfee P.C.: Biomaterial optimization in total disc arthroplasty. Spine 2003, 28, S139-52.
• [25] Meakin J.R.: Replacing the nucleus pulposus of the intervertebral disk: prediction of suitable properties of a replacement material using finite element analysis. J Mater Sci Mater Med 2001, 12, 207-13.
• [26] Yao J., Turteltaub S.R., Ducheyne P.: A three-dimensional nonlinear finite element analysis of the mechanical behavior of tissue engineered intervertebral discs under complex loads. Biomaterials 2006, 27, 377-87.
• [27] Bahattab M.A., Donate-Robles J., Garcia-Pacios V., Martin-Martinez J.M.: Characterization of polyurethane adhesives containing nanosilicas of different particle size, Int. J. Adhesion & Adhesives 31 (2011) 97-103.