Kompozytowe trzpienie dla endoprotez stawu biodrowego psa

• Autorzy: Chłopek J. , Degórska B. , Stoch A. , Kmieciński W. , Brożek A. , Kmita G.

Warianty tytułu

EN

Composite stems for dog’s hip joint endoprosthesis

• Języki publikacji: PL EN

Abstrakty

PL

W pracy przedstawiono wyniki badań nad otrzymaniem polimerowo-ceramicznych endoprotez stawu biodrowego psa. Na główki protez stosowano ZrO2, natomiast trzpienie otrzymano z kompozytu włókna węglowe-żywica epoksydowa i włókna węglowe-polisulfon. Badano właściwości mechaniczne trzpieni oraz określono zdolność do łączenia z tkanką kostną. Wytrzymałość statyczna kompozytowych trzpieni obciążonych zgodnie z kierunkiem działania sił na staw biodrowy psa wynosi dla trzpieni z kompozytu polisulfonowego ok. 1000N, natomiast dla kompozytu epoksydowego 3000N. Kompozyty te poddano także badaniom in vivo implantując je do kości. Po okresie 3 miesięcy po implantacji badano wytrzymałość złącza kość-implant oraz przy pomocy badań mikroskopowych i mikrosondy rentgenowskiej charakter granicy złącza. W badaniach tych stosowano także włókno węglowe żywica epoksydowa pokryte hydroksyapatytem. Porównanie wytrzymałości na ścinanie złącza kość-implant wskazuje, że największą wartość osiąga ona dla kompozytu pokrytego hydroksyapatytem. Obserwacje mikroskopowe wskazują na bezpośredni kontakt między implantem i kością z obecnością na granicy złącza oprócz węgla i tlenu także wapnia i fosforu. Takich efektów brak w przypadku kompozytów bez warstwy z hydroksyapatytem. Uzyskane wyniki wskazują na możliwość zastosowania jako trzpienia endoprotez stawu biodrowego psa kompozytów polimerowych pokrytych hydroksyapatytem o korzystnych właściwościach mechanicznych (duża wytrzymałość, niska sprężystość) z możliwością tworzenia więzi naturalnej pomiędzy kością a implantem.

EN

The paper presents the investigations on manufacturing polymer-ceramic endoprostheses of dog's hip joint: Prosthesis heads were made of ZrO2, the stems-from carbon fibre-epoxy resin composite or carbon fibre-polysulphone composite. Mechanical strength of the stem and capability of its bonding with the bone tissue were tested. Static strength of the composite stems, loaded in the direction of forces operating in the hip joint of a dog, was about 1000 N and 3000 N for the polysulphone and epoxy composite, respectively. The composites were additionally tested in the in vivo conditions, i.e: they were implanted in. bones. After three months the strength of bone-implant interface was evaluated. Its structure and composition were examined by means of microscopic observations and electron probe microanalysis. Carbon-fibre/epoxy resin composites coated with hydroxyapatite were also investigated. Shear strength measurements of the bone- implant interface showed that the highest values were obtained when the epoxy composite was coated with hydroxyapatite. According to microscopic observations good contact was developed between the bone and the implant. The interfacial region contained calcium and phosphorus along with carbon and oxygen. These effects were not observed in the case of implants with- out the hydroxyapatite coating. The results obtained in this work indicate that it is possible to produce the hip joint endoprosthesis stems from polymeric composites with hydraxyapatite and that these elements have good mechanical properties (high strength, low elasticity) and can develop natural bond at the bone-implant interface.

Słowa kluczowe

PL

endoprotezy stawu biodrowego; trzpienie; kompozyty

EN

hip joint endoprosthesis; stems; composites

• Wydawca: Polskie Stowarzyszenie Biomateriałów
• Czasopismo: Inżynieria Biomateriałów
• Rocznik: 2000
• Tom: R. 3, nr 10
• Strony: 8--17
• Opis fizyczny: Bibliogr. 13 poz., rys., tab., wykr., zdj.

Twórcy

autor

Chłopek J.

• Wydział Inżynierii Materiałowej i Ceramiki, Akademii Górniczo-Hutniczej w Krakowie

autor

Degórska B.

• Katedra Chirurgii Zwierząt SGGW w Warszawie

autor

Stoch A.

• Wydział Inżynierii Materiałowej i Ceramiki, Akademii Górniczo-Hutniczej w Krakowie

autor

Kmieciński W.

• Wydział Inżynierii Materiałowej i Ceramiki, Akademii Górniczo-Hutniczej w Krakowie

autor

Brożek A.

• Wydział Inżynierii Materiałowej i Ceramiki, Akademii Górniczo-Hutniczej w Krakowie

autor

Kmita G.

• Wydział Inżynierii Materiałowej i Ceramiki, Akademii Górniczo-Hutniczej w Krakowie