Wybrane aspekty spajania biomateriałów

• Autorzy: Nowacki J. , Sajek A.

Warianty tytułu

EN

Selected aspects of biomaterials bonding

• Konferencja: 51 Krajowa Naukowo-Techniczna Konferencja Spawalnicza Postęp w Spawalnictwie: Bezpieczeństwo Techniczne, Materiały, Urządzenia, Technologie, Dębe k. Warszawy, 22-24 października 2009
• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

Przedstawiono wybrane aspekty spajania biomateriałów. W obszarze eksperymentu określono mikrostrukturę i wytrzymałość domieszkowanego cementu kostnego, traktowanego jako spoiwo w implantacji endoprotezy w tkance kostnej. Domieszkowanie wodnym roztworem hormonu stymuluje wzrost kości w miejscu implantacji endoprotezy stawu biodrowego. Wykonano badania mikrostruktury domieszkowanych cementów. Badania te są podstawą do opisu statystycznego uzyskanej w wyniku domieszkowania porowatości. Dane statystyczne zostały wykorzystane do utworzenia modeli mikrostruktury w programie w konwencji MES. Symulacje prowadzono na strukturach dwóch typów porów: zawierających wodę i pustych. Wykazano, że domieszkowanie wodnymi roztworami modyfikatorów ma wpływ na strukturę i właściwości cementów kostnych. Spowodowane jest to tworzeniem porów wypełnionych wodnymi roztworami modyfikatorów. Ten rodzaj porowatości w mniejszym stopniu niż pory wypełnione powietrzem zmniejsza właściwości mechaniczne. Przeprowadzone symulacje mikrostruktury potwierdziły sposób pękania domieszkowanego cementu zaobserwowanego na przełomach. Ukazały powstawanie aglomeracji porów, w których koncentrujące się naprężenia mogą powodować pojawianie się groźnych mikropęknięć.

EN

Selected aspects of biomaterials bonding have been presented. In the range of the experiment, microstructure and strengths of doped bone cement treated as a binding material in implantation of an endoprothesis in osseous tissue have been determined. Doping with the water solution of a hormone stimulates growth of a bone in the place of implantation of a hip joint endoprothesis. Tests of microstructure of cements doped have been executed. Those tests make a base for statistical description of porosity obtained as a result of doping. Statistical data have been used to create microstructure models in the program in the MES convention. Simulations have been performed on structures of two types of pores: pores containing water and empty pores. It has been pointed out that doping with water solutions of modifying agents affected the structure and properties of bone cements. It is caused by formation of pores filled with water solutions of modifying agents. That type of porosity decreases mechanical properties in lower degree than pores filled with air. Microstructure stimulations, which have been performed, confirmed a way of cracking of doped cements observed in fractures. They showed arising of pores agglomerations, were concentrating stresses may cause occurring of dangerous microcracks.

Słowa kluczowe

PL

spajanie; biomateriał; cement kostny; implantacja

EN

bonding; biomaterial; bone cement; implantation

• Wydawca: Stowarzyszenie Inżynierów i Techników Mechaników Polskich
• Czasopismo: Przegląd Spawalnictwa
• Rocznik: 2009
• Tom: R. 81, nr 11
• Strony: 8--14
• Opis fizyczny: Bibliogr. 12 poz., il.

Twórcy

autor

Nowacki J.

autor

Sajek A.

• Zachodniopomorski Uniwersytet Technologiczny, Szczecin

Bibliografia

• [1] Nowacki J., Chudziński M., Zmitrowicz P.: Lutowanie w budowie maszyn, WNT, Warszawa, 2007.
• [2] http://www.lutronic.com
• [3] Miguel A.: Custom made laser-welded titanium implant prostethic abutment, The Journal of Prosthetic Dentistry 10 (2005).
• [4] Liu J., Watanabe I., Yosida K., Atsuta M.; Joint strength of laser-welded titanium, Dental Materials 18 (2002).
• [5] Hart Ch. N., Wiison P. R.; Evaluation of welded titanium joints used with cantilevered implant-supported prostheses, The Journal of Prosthesis Dantistry 7 (2006).
• [6] Passuti N., Gouin F.: Antibiotic-loaded bone cement in orthopedic surgery, Joint Bone Spine 70 (2003).
• [7] Castleman L.S., Motzkin S.M., Alicandri F.P., Banavit V.L., Johnson A.A.: Biocompatibility of Nitinol alloy as an implant material, Journal of Biomedical Materials Research 10 (1976).
• [8] Dunne N. J., Orr J. F.: Influence of mixing techniques on the physical properties of acrylic bone cement, Biomaterials 22 (2001)1819-1826.
• {9] Lautenschlager E. P., Marshall G. W., Marks K. E., Schwartz J., Nelson C. L.: Mechanical strength of acrylic bone cements impregnated with antibiotics, Journal of Biomedical Materials Research 10(1976).
• [10] Mousa W. F., Kobayashi M., Shinzato S., Kamimura M., Neo M., Yoshihara S., Nakamura T.: Biological an mechanical properties of PMMA-based bioactive bone cements, Biomaterials 21 (2000).
• [11] Sajek A., Nowacki J.: Zmiany struktury i właściwości mechanicznych domieszkowanych cementów kostnych, Inżynieria Materiałowa 6 (2003).
• [12] Sajek A,: Właściwości mechaniczne domieszkowanych cementów kostnych, praca doktorska, Szczecin 2008.