Thermal characteristics and recycling of bolus – a polyurethane-based material used in radiotherapy

• Autorzy: Worzakowska Marta , Szajnecki Łukasz , Tarasiuk Bogdan , Kozłowska Aleksandra , Podkościelna Beata

Identyfikatory

DOI

10.14314/polimery.2024.9.3

Warianty tytułu

PL

Charakterystyka termiczna i recykling bolusa – materiału na bazie poliuretanu stosowanego w radioterapii

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

The thermal resistance was investigated and the potential for recycling of a polyurethane-based polymer material (bolus) in the form of a gel constituting medical waste after irradiation with ionizing energy was indicated. The same gel, which was not subjected to radiotherapy, was used as a reference material. Thermal stability, the course of oxidative decomposition and the type of volatile substances released during heating in an oxidizing atmosphere were examined using the TG/FT-IR method. The glass transition temperature (Tg) of the tested materials before and after irradiation was determined using the DSC method. It was found that irradiation caused a slight change in Tg and increased thermal stability. However, the irradiation time had no effect on the type of gaseous decomposition products released during heating in an oxidizing atmosphere. The used polyurethane material (bolus) was recycled to obtain new composite materials with different physicochemical properties.

PL

Zbadano odporność termiczną i wskazano możliwości recyklingu materiału polimerowego na bazie poliuretanu (bolus) w postaci żelu stanowiącego odpad medyczny po ekspozycji na promieniowanie jonizujące. Jako materiał odniesienia zastosowano ten sam żel, który nie był poddany działaniu promieniowania. Zbadano stabilność termiczną, przebieg rozkładu w warunkach utleniających oraz rodzaj wydzielanych substancji lotnych podczas ogrzewania w atmosferze utleniającej, stosując metodę TG/FT-IR. Metodą DSC wyznaczono temperaturę zeszklenia (Tg) badanych materiałów przed i po napromienianiu. Stwierdzono, że napromienianie spowodowało nieznaczną zmianę Tg i zwiększyło stabilność termiczną. Czas napromieniania nie miał jednak wpływu na rodzaj gazowych produktów rozkładu wydzielających się podczas ogrzewania w atmosferze utleniającej. Zużyty materiał poliuretanowy (bolus) został poddany recyklingowi - stanowił jeden ze składników w syntezie nowych materiałów kompozytowych o odmiennych właściwościach fizyko-chemicznych.

Słowa kluczowe

EN

polyurethane; DSC; thermogravimetric analysis; radiotherapy; bolus; recycling

PL

poliuretany; DSC; analiza termograwimetryczna; radioterapia; bolus; recykling

• Wydawca: Sieć Badawcza Łukasiewicz – Instytut Chemii Przemysłowej
• Czasopismo: Polimery
• Rocznik: 2024
• Tom: Vol. 69, nr 9
• Strony: 492--499
• Opis fizyczny: Bibliogr. 13 poz., rys., tab., wykr.

Twórcy

autor

Worzakowska Marta

• Maria Curie-Skłodowska University, Faculty of Chemistry, Institute of Chemical Sciences, Department of Polymer Chemistry, ul. Gliniana 33, 20-614 Lublin, Poland

• https://orcid.org/0000-0002-2620-8614

autor

Szajnecki Łukasz

• Maria Curie-Skłodowska University, Faculty of Chemistry, Institute of Chemical Sciences, Department of Polymer Chemistry, ul. Gliniana 33, 20-614 Lublin, Poland

• https://orcid.org/0000-0002-3043-7663

autor

Tarasiuk Bogdan

• Maria Curie-Skłodowska University, Faculty of Chemistry, Institute of Chemical Sciences, Department of Polymer Chemistry, ul. Gliniana 33, 20-614 Lublin, Poland

• https://orcid.org/0000-0002-1114-9770

autor

Kozłowska Aleksandra

• Department of Radiotherapy, University Clinical Hospital No. 1, ul. Radziwiłłowska 13, Lublin, Poland

• https://orcid.org/0009-0006-6900-2196

autor

Podkościelna Beata

• Maria Curie-Skłodowska University, Faculty of Chemistry, Institute of Chemical Sciences, Department of Polymer Chemistry, ul. Gliniana 33, 20-614 Lublin, Poland

• https://orcid.org/0000-0002-0267-5402

Bibliografia

• [1] Vermette P., Griesser H.J., Laroche G. et al.: “Biomedical Applications of Polyurethanes”, Landes Bioscience, Georgetown 2001.
• [2] Azarmgin S., Torabinejad B., Kalantarzadeh R. et al.: ACS Biomaterials Science and Engineering 2024. https://doi.org/10.1021/acsbiomaterials.4c01352
• [3] Szycher M.: “Szycher’S handbook of Polyurethanes”, CRC Press, Boca Raton 2013. https://doi.org/10.1201/b12343
• [4] Sobczak M., Kędra K: International Journal of Molecular Sciences 2022, 23(15), 8181. https://doi.org/10.3390/ijms23158181
• [5] Joseph J., Patel P.M., Wenham A. et al.: Transactions of the IMF 2018, 96(3), 121. https://doi.org/10.1080/00202967.2018.1450209
• [6] Cui M., Chai Z., Lu Y. et al.: Resources Chemicals and Materials 2023, 2(4), 262. https://doi.org/10.1016/j.recm.2023.07.004
• [7] Wang W., Wang C.: “Polyurethane for biomedical applications: A review of recent developments” in “The Design and Manufacture of Medical Devices”, Woodhead Publishing, Cambridge 2012, p. 115. https://doi.org/10.1533/9781908818188.115
• [8] Theron J.P., Knoetze J.H., Sanderson R.D. et al.: Acta Biomaterialia 2010, 6(7), 2434. https://doi.org/10.1016/j.actbio.2010.01.013
• [9] Burke A., Hasirci N.: “Polyurethanes in biomedical applications” in “Biomaterials. From Molecules to Engineered Tissue”, (editors Hasirci N., Hasirci V.), Springer, New York 2004. p. 83. https://doi.org/10.1007/978-0-306-48584-8
• [10] Feldman D.: Biointerfaces Research in Applied Chemistry 2021, 11(1), 8179. https://doi.org/10.33263/BRIAC111.81798189
• [11] Vyas V., Palmer L., Mudge R. et al.: Medical Dosimetry 2013, 38(3), 268. https://doi.org/10.1016/j.meddos.2013.02.007
• [12] Tarasiuk B., Podkościelny W.: Molecular Crystals and Liquid Crystals Science and Technology. Section A. Molecular Crystals and Liquid Crystals 2000, 354(1), 49. https://doi.org/10.1080/10587250008023601
• [13] Podkościelna B., Worzakowska M.: Journal of Thermal Analysis and Calorimetry 2010, 101(1), 235. https://doi.org/10.1007/s10973-009-0574-6

Uwagi

Opracowanie rekordu ze środków MNiSW, umowa nr POPUL/SP/0154/2024/02 w ramach programu "Społeczna odpowiedzialność nauki II" - moduł: Popularyzacja nauki (2025).