Wyniki wyszukiwania - BazTech

1

Thermal stability of the elastomeric anti-trauma pad

Olszewska K., Zielinska D., Struszczyk M. H., Wierzbicki Ł., Leonowicz M. K.

Polish Journal of Chemical Technology

|

2017

|

Vol. 19, nr 2

93--100

EN

The elastomeric anti-trauma pad (EA-TP) based on shear thickening fluid (STF) has been developed. Dynamic oscillatory shear experiment was conducted at constant strain amplitude of 5%. STF composed of 25% of volume fraction of 7 nm Fumed Silica, dispersed in polypropylene glycol with molar mass 400 gmol−1 shows elastic properties in entire investigated range of the frequency. Ballistic tests of EA-TP with 7.62 mm × 39 mm PS bullets were performed according to the PN-V-87000:2011 standard. The studies revealed about 60% reduction of the average backface signature depth (BSD) for the EA-TP, when compared to the nowadays commonly used soft insert. The ATR-FTIR analysis confirmed slight impact of the elevated temperature and air (oxygen) on the chemical degradation of the EA-TP surface. The UV-VIS spectroscopy has allowed to notice colour deviation of the aged samples towards green and yellow, as well as lack of dye resistance to accelerated aging process. Thermographic analysis has shown no visible changes of the EA-TP surface and sub-surface during accelerated aging process. The aforementioned small changes on the surface of EA-TP did not affect the ballistic properties of composite armour. EA-TP insert maintains ballistic properties after accelerated aging process which was simulating the period of 6 years according to ASTM F1980 – 07:2002 standard.

2

Structural Changes in the PACVD -Modified Para-Aramid, Ballistic Textiles During the Accelerated Ageing

Struszczyk M. H., Urbaniak–Domagała W., Puszkarz A. K., Wilbik-Hałgas B., Cichecka M., Sztajnowski S., Puchalski M., Miklas M., Krucińska I.

Fibres & Textiles in Eastern Europe

|

2017

|

Vol. 25, no. 1 (121)

36--41

EN

The process of textile modification using Plasma Assisted Chemical Vapour Deposition (PACVD) results in significant changes in surface properties with high effectivity. However, the main problem of the above-mentioned modification is to obtain a stable modification effect during standard use and storage. The aim of the study was to determine the stability of structural properties of PACVD-modified para-aramid ballistic woven fabrics during accelerated ageing using temperature or simultaneously temperature and humidity as the accelerated ageing factors. For identification of potential changes in the textile surface modified by PACVD with deposition of the polymer formed based on tetradecafluorohexane, the ATR-FTIR and SEM/EDS techniques were applied. The PACVD-modified textiles showed insignificant changes in structural properties after accelerated ageing using the above-men -tioned ageing factors. This confirms the stability of the PACVD-resulted modification during simulated conditions of standard use.

PL

Proces modyfikowania tekstyliów z wykorzystaniem technologii chemicznego osadzania z fazy gazowej ze wspomaganiem plazmowym, PACVD (eng. Plasma Assisted Chemical Vapour Deposition) skutkuje znaczącymi zmianami własności powierzchni o wysokiej wydajności. Jednakże głównym problemem wyżej wspomnianej modyfikacji jest uzyskanie stabilnego rezultatu modyfikacji w czasie normalnego użytkowania i przechowywania. Celem badań było wyznaczenie stabilności właściwości strukturalnych zmodyfikowanych poprzez PACVD para-aramidowych tkanin balistycznych w trakcie przyspieszonego starzenia z wykorzystaniem temperatury lub równocześnie temperatury i wilgotności jako czynników przyspieszających starzenie. Dla zidentyfikowania potencjalnych zmian w powierzchni tkanin modyfikowanych z wykorzystaniem PACVD poprzez naniesienie polimeru wytworzonego na bazie tetradekafluoroheksanu (TDFH), zastosowano techniki ATR-FTIR oraz SEM/EDS. Tekstylia zmodyfikowane metodą PACVD wykazały nieznaczne zmiany właściwości strukturalnych po starzeniu przyspieszonym z zastosowaniem wspomnianych powyżej czynników. To potwierdza stabilność modyfikacji w efekcie procesów PACVD, podczas symulowanych warunków normalnego użytkowania.

3

Stability of the Performance and Safety of the Ballistic Body Protections Used in Humanitarian Demining

Struszczyk M. H., Zielińska D., Miklas M., Grabowska G., Błaszczyk J., Kucińska K., Solińska E.

Fibres & Textiles in Eastern Europe

|

2017

|

Vol. 25, no. 2 (122)

88--92

EN

This paper focused on analysing actual state-of-the-art personal protective equipment (PPE) used in humanitarian demining for the determination of potential gaps to provide improvements to increase the safety and, simultaneously, performance of PPE. The essential requirements and technical standards for PPEs used in humanitarian demining operations were analysed as a basis for gap identification. Furthermore based on the defined gap and risk analysis, the effect of accelerated ageing and simulation of the use of soft ballistic inserts designed with p-aramid woven fabrics was performed. The research provided new inputs for improvements in the standardisation of PPE with respect to performance and safety validation in a laboratory environment. Moreover the gap analysis resulted in strictly identified gap areas for PPE improvement in usability, functionality and safety.

PL

Akcja humanitarnego rozminowywania jest bezpośrednio związana z ochroną ludności na terenach powojennych. Istotnym aspektem jest bezpieczeństwo personelu uczestniczącego w rozminowywaniu. Przedstawiona praca koncentruje się na analizie obecnie stosowanych ochron osobistych (PPE) stosowanych podczas humanitarnego rozminowywania celem określenia potencjalnych luk w celu zapewnienia poprawy i zwiększenia bezpieczeństwa, a jednocześnie wydajności PPE. Zasadnicze wymagania i standardy techniczne dla PPE wykorzystywanych w operacjach humanitarnego rozminowywania analizowano jako podstawę do identyfikacji luk. Ponadto, w oparciu o określone luki i analizę ryzyka, przeprowadzono proces przyspieszonego starzenia się i symulację zastosowania miękkiego wkładu balistycznego zaprojektowanego z tkaniny paramidowej. Przeprowadzone badania wprowadzają nowe dane wejściowe dla nowych ulepszeń w standaryzacji PPE w odniesieniu do weryfikacji skuteczności i bezpieczeństwa w środowisku laboratoryjnym. Ponadto analiza luk spowodowała określenie luk użyteczności, funkcjonalności i bezpieczeństwa PPE.

4

The Effect of Processing Conditions on the Performance of UHMWPE-Fibre Reinforced Polymer Matrix Composites

Fejdyś M., Łandwijt M., Kucharska-Jastrząbek A., Struszczyk M. H.

Fibres & Textiles in Eastern Europe

|

2016

|

Vol. 24, no. 4 (118)

112--120

EN

The aim of this study was to analyze the influence of the main pressing parameter, i.e. temperature of a ultra-high molecular weight polyethylene (UHMWPE) fibrous sheet Dyneema ® HB26, on the performance of resultant UHMWPE-fibre reinforced polymer matrix composites intended for the manufacturing of ballistic personal protection. The main goal of this research was to connect the pressing temperature of the initial polyethylene fibrous material and the main performance feature, i.e. the ballistic behaviour of the resultant composites. The polyethylene composites, designed at various temperatures, were subjected to testing of ballistic, mechanical, thermal (DSC) and structural (FTIR) properties, as well as the surface topography by means of scanning electron microscopy (SEM). Attempts were made to determine the correlation between ballistic and mechanical properties of the various types of polyethylene composites designed and their structural and surface properties. Phenomena accompanying the pressing process of the fibrous polyethylene composites at various temperatures are discussed along with attempts to estimate the mechanisms of changes. This research allowed for the determination of optimal pressing conditions for fibrous polyethylene material to obtain a composite with optimal features for ballistic and personal protection application.

PL

Celem pracy była analiza wpływu temperatury prasowania nietkanego wyrobu polietylenowego (UHMWPE) Dyneema® HB26 na właściwości wytworzonego kompozytu przeznaczonego do balistycznych ochron osobistych. Głównym celem było określenie współzależności miedzy temperaturą prasowania a odpornością balistyczną otrzymanych kompozytów. Wytworzone w różnych temperaturach kompozyty poddano badaniom odporności balistycznej oraz właściwości: mechanicznych, termicznych i strukturalnych, i także badaniom morfologii powierzchni. Podjęto próbę określenia zależności pomiędzy odpornością balistyczną, a właściwościami mechanicznymi zaprojektowanych kompozytów polietylenowych, jak również ich właściwościami strukturalnymi i powierzchniowymi. Przedyskutowano zjawiska towarzyszące prasowaniu kompozytów polietylenowych w różnych temperaturach, a nastepniepodjęto próbę określenia mechanizmów tych procesów oraz oszacowania zmian zachodzących w kompozytach. Badania pozwoliły na określenie optymalnej wartości temperatury prasowania tego wyrobu.

5

Structural Changes in Plasma Assisted Chemical Vapour Deposition-Modified Ultra-high Molecular Weight Polyethylene, Ballistic Textiles During Accelerated Ageing

Miklas M., Struszczyk M. H., Urbaniak–Domagała W., Puszkarz A. K., Wilbik-Hałgas B., Cichecka M., Sztajnowski S., Puchalski M., Krucińska I.

Fibres & Textiles in Eastern Europe

|

2016

|

Vol. 24, no. 5 (119)

63--67

EN

The aim of this study was to compare the susceptibility of the plasma assisted chemical vapour deposition (PACVD) - surface modification of ultra-high molecular weight polyethylene (UHMWPE) fibrous composite to conditions of use and storing simulated by accelerated aging. Aspects of heksametylodisiloksan (HMDSO) implementation as donor for deposited during PACVD modification nanolayer as well as the selection of a new textile carrier were discussed. For the identification of potential changes in PACVD - modified UHMWPE, with, the Attenuated Total Reflectance Fourier Transform Infrared (ATR-FTIR) and Scanning Electron Microscopy with X-ray microanalysis (SEM/EDS) techniques were applied. The PACVD surface modification of UHMWPE showed insignificant changes in structural properties after using temperature or simultaneously temperature and humidity ageing factors. The process of accelerated ageing confirmed the time-stable presence of silicon contained in the polymer layer in both cases: when temperature or simultaneously temperature and humidity were used as accelerated aging factors. No significant changes in the morphology nor topography of the fibrous materials tested were found, subjected or not to the process of PACVD - modification using the HMDSO as a substrate for the surface-deposited polymer.

PL

Weryfikację funkcjonalności modyfikacji powierzchni z wykorzystaniem technologii chemicznego osadzania z fazy gazowej ze wspomaganiem plazmowym (PACVD) polietylenu o ultra wysokiej masie cząsteczkowej (UHMWPE) przeprowadzono po procesie przyśpieszonego starzenia z wykorzystaniem temperatury lub równocześnie temperatury i wilgotności jako czynników przyspieszających starzenie. Modyfikację przeprowadzono przez naniesienie polimeru wytworzonego na bazie heksametylodisiloksanu (HMDSO). Celem prowadzonych badań było porównanie podatności zmodyfikowanych techniką PACVD włókien UHMWPE na symulowane warunki użytkowania i przechowywania w czasie przyśpieszonego starzenia. Do zidentyfikowania potencjalnych zmian w powierzchni zmodyfikowanych techniką PACVD włókien UHMWPE zastosowano techniki ATR-FTIR oraz SEM/EDS. Proces modyfikacji powierzchni UHMWPE z wykorzystaniem procesu PACVD wykazał nieznaczne zmiany właściwości strukturalnych po procesie przyspieszonego starzenia z wykorzystaniem temperatury lub równocześnie temperatury i wilgotności jako czynników przyspieszających starzenie. Proces przyspieszonego starzenia wykazał stabilność warstwy polimerowej w obu przypadkach: temperatury lub temperatury i wilgotności jako czynników użytych w procesie przyśpieszonego starzenia.

6

Performance Stability of Ballistic Para-Aramid Woven Fabrics Modified by Plasma-Assisted Chemical Vapour Deposition (PACVD)

Struszczyk M. H., Puszkarz A. K., Miklas M., Wilbik-Hałgas B., Cichecka M., Urbaniak–Domagała W., Krucińska I.

Fibres & Textiles in Eastern Europe

|

2016

|

Vol. 24, no. 4 (118)

92--97

EN

Plasma-assisted chemical vapour deposition (PACVD) is often used for the modification of the surface properties of a wide range of materials. The resulting effect of PACVD modification considerably changes the behaviour of the material. The process of surface modification by PACVD of a textile is significantly complex due to the topography resulting in the fabric structure. Taking ecology and economy into account, PACVD modification is more efficient as compared with traditional finishing processes. However, the stability of the PACVD effect gets lost during usage of the textile under standard conditions. The aim of the research was to verify in an enhanced accelerated ageing test the stability of PACVD modification of para-aramid woven fabrics applied for designing of soft ballistic inserts in body protectors. The simulated ageing yielded a significant change in the mechanical properties of non-modified textiles, whereas PACVD-modified samples showed prolonged stability of the properties obtained.

PL

Technika plazmy niskotemperaturowej (PACVD) jest często stosowana do modyfikacji właściwości powierzchni szerokiej gamy materiałów. Uzyskany efekt modyfikacji PACVD zmienia znacznie zachowanie się materiału. Proces modyfikacji PACVD wyrobów włókienniczych jest bardziej złożony ze względu na topografię wynikająca z ich struktury. Biorąc pod uwagę aspekty ekologii i ekonomii, modyfikacja PACVD jest bardziej efektywna, w porównaniu do tradycyjnych procesów wykończeniowych. Jednakże uzyskany efekt jest tracony w czasie użytkowania wyrobów włókienniczych w warunkach standardowych. Celem prowadzonych badań była weryfikacja w czasie przyspieszonego starzenia stabilności modyfikacji PACVD tkaniny ar amidowej stosowanej do projektowania miękkich wkładów balistycznych. W wyniku symulacji starzenia niezmodyfikowane tekstylia traciły swoje właściwości użytkowe szybciej niż w przypadku próbek modyfikowanych PACVD.

7

Effect of Accelerated Ageing on Ballistic Textiles Modified By Plasma-Assisted Chemical Vapour Deposition (PACVD)

Struszczyk M. H., Puszkarz A. K., Miklas M., Wilbik-Hałgas B., Cichecka M., Urbaniak–Domagała W., Krucińska I.

Fibres & Textiles in Eastern Europe

|

2016

|

Vol. 24, no. 1 (115)

83--88

EN

The functionalisation of textile products and materials using the low temperature plasma technique is increasingly used in industrial practice, mainly because of the many benefits, often unattainable with the use of other techniques. The study focused on the modification of the composite textile materials - sheets of Ultra High Molecular Weight Polyethylene (UHMWPE) fibres (Dyneema® SB51) by applying the surface deposition of silicone-like polymer in an environment of low temperature plasma. The aim of this study was to evaluate changes in the mechanical and physical properties of modified ballistic textiles under simulated storage conditions in accelerated time. Based on experiences in planning the research on accelerated aging, a test programme was developed for the assessment of changes during the aging process in ballistic fibrous materials under various environmental conditions. The process of low temperature plasma modification affected the mechanical properties of the ballistic composite textile materials during the accelerated ageing using temperature or temperature and humidity. The effect of the modification varied with the mechanical properties investigated.

PL

Funkcjonalizacja tekstylnych produktów i materiałów, przy zastosowaniu techniki plazmy niskotemperaturowej, jest coraz częściej stosowana w praktyce przemysłowej, głownie ze względu na wiele korzyści, często nieosiągalnych dla innych technik modyfikacji. W prezentowanych badaniach skupiono się na modyfikacji kompozytowych materiałów tekstylnych wykonanych z włókien polietylenowych o znaczącej masie cząsteczkowej (Dyneema® SB51) poprzez depozycję powierzchniową polimerów silanowych w środowisku plazmy niskotemperaturowej. Celem pracy była ocena zmian w właściwościach mechanicznych i fizycznych zmodyfikowanych tekstyliów balistycznych pod wpływem symulowanych warunków przechowywania w badaniach przyspieszonego starzenia. Program badań został opracowany na podstawie doświadczeń w planowaniu badań przyspieszonego starzenia, celem określenia zmian w włókienniczym materiale balistycznym zachodzących w czasie starzenia, w różnych warunkach środowiskowych. Proces modyfikacji plazmą niskotemperaturową wywoływał zmiany w właściwościach mechanicznych kompozytowych materiałach balistycznych podczas przyspieszonego starzenia przy zastosowaniu jako czynnika starzeniowego: temperatury lub temperatury i wilgotności. Obserwowane tendencje zmian w właściwościach różniły się w zależności od badanej cechy materiału.

8

Biological Dressings Based on Natural Polymers

Kucharska M., Brzoza-Malczewska K., Wiśniewska-Wrona M., Pałys B., Struszczyk M. H., Cichecka M., Wilbik-Hałgas B., Karuga-Kuźniewska E., Paluch D., Rybak Z.

Fibres & Textiles in Eastern Europe

|

2016

|

Vol. 24, no. 6 (120)

170--174

EN

The article presents a method for producing a IV generation hemostatic dressing in the form of powder consisted of fibrous, which ensures a high level of security in application. The dressing material was developed on the basis of natural polymers of the polysaccharide group such as chitosan and calcium sodium alginate in the form of micro- and nanofibrids. The dressing structure, utility properties and biocompatibility (cytotoxicity, irritation and sensitization) were studied.

PL

W artykule przedstawiono metodę wytwarzania hemostatycznego opatrunku IV generacji, który gwarantuje wysoki stopień bezpieczeństwa przy aplikacji. Opatrunek posiada formę proszku fibrydowego. Do opracowania materiału opatrunkowego wykorzystane zostały polimery naturalne z grupy polisacharydów takie jak chitozan i alginian sodowo-wapniowy. Opatrunek został poddany badaniom strukturalnym, właściwościom użytkowym oraz ocenie biozgodności (cytotoksyczność, właściwości drażniące i uczulające).

9

Hemostatic, Resorbable Dressing of Natural Polymers-Hemoguard

Wiśniewska-Wrona M., Kucharska M., Struszczyk M. H., Cichecka M., Wilbik-Hałgas B., Szymonowicz M., Paluch D., Guzińska K., Rybak Z.

Autex Research Journal

|

2016

|

Vol. 16, no. 1

29--34

EN

Investigations are presented for the preparation of a model hemostatic dressing that would exhibit an adequate hemostatic capacity in injuries and surgical wounds, an antibacterial activity to prevent primary and secondary infections, and offer safety in use. The Hemoguard dressing has been designed as a powder prepared from the complex chitosan/alginate Na/Ca in the form of micro- and nano-fibrids. Useful antibacterial and hemostatic properties of Hemoguard, which would qualify the material as first aid dressing and a temporary protection of injury wounds in field conditions, were assessed. Biocompatibility of the dressing was confirmed by biological in vitro examinations.

10

Structural Changes in Fibrous Ballistic Materials During PACVD Modification

Struszczyk M. H., Urbaniak-Domagała W., Puszkarz A. K., Wilbik-Hałgas B., Cichecka M., Sztajnowski S., Puchalski M., Miklas M., Krucińska I.

Fibres & Textiles in Eastern Europe

|

2015

|

Vol. 23, no. 6 (114)

102--115

EN

The modification of specialized textiles including ballistic textiles by an effective and ecological technique is the main objective for screening the optimal way to obtain multi-functionalised products. The aim of the research was to optimise the method of Plasma Assisted Chemical Vapour Deposition (PACVD) of ballistic textile: p-aramid fabrics and fibrous materials made of ultra-high molecular weight polyethylene to produce a functionalized surface supported by the various kinds of deposited polymers. The research was carried out to screen the several processing parameters of PACVD with the presence of low-molecular mass organic compounds containing fluoro- or silane moieties to obtain a change in the surface behaviour of ballistic textiles. The process of PACVD allowed to effectively steer the behaviour of the surface properties of modified ballistic textiles, such as the amount of the deposited polymer and its form as well as chemical characterisation depending on the processing parameters.

PL

Modyfikacja specjalistycznych tekstyliów balistycznych, w tym tkanin, dzięki zastosowaniu efektywnych i ekologicznych technik, stanowi główny cel selekcji optymalnych dróg uzyskania wielofunkcjonalnych produktów. Celem przeprowadzonych badań była optymalizacja plazmowej depozycji polimerów (Plasma Assisted Chemical Vapour Deposition - PACVD) na balistycznych materiałach włókienniczych: tkaninach p-aramidowych oraz włóknistych materiałach wykonanych z polietylenu o znacząco wysokiej masie cząsteczkowej (UHMWPE) do uzyskania sfunkcjonalizowanej powierzchni dzięki depozycji różnego typu polimerów. Badania przeprowadzono celem wykreowania zmian właściwości powierzchni balistycznych tekstyliów poprzez selekcję wielu parametrów procesowych PACVD w obecności niskocząsteczkowych związków organicznych zawierających fluor lub grupy silanowe. Proces PACVD umożliwił skuteczne sterowanie właściwościami powierzchni zmodyfikowanych tekstyliów balistycznych, poprzez: ilość deponowanego polimeru i jego postać, a także charakterystykę chemiczną, zależnych od parametrów procesowych.

11

Ballistic Helmet Development Using UHMWPE Fibrous Materials

Fejdyś M., Łandwijt M, Habaj W, Struszczyk M. H.

Fibres & Textiles in Eastern Europe

|

2015

|

Vol. 23, no. 1 (109)

89--97

EN

The main aim of the work was to develop a hybrid bullet- and fragment proof helmet protecting the user’s head against small arm ammunition and fragments as well as mechanical impacts. In the construction of the shell, the latest generation of ballistic materials were used, developed on the basis of para-amide fabric coated with a thermosetting resin and high molecular weight polyethylene (UHMWPE). The idea of the study was based on the thesis that the stable connection of two types of fibrous materials differing in their structure, topography as well as in the type of the polymer (para-aramid and polyethylene) will increase the ballistic resistance as well as allow to reduce the mass of the final products. The results of research in the field of the screening of fibrous materials, the process of elaboration as well as the design of bullet- and fragment-proof hybrid helmets are also presented. The ballistic helmets designed were verified within the wide scope of requirements described in PN-V-87001:2011 as well as in the NIJ Standards.

PL

Głównym celem pracy było opracowanie hybrydowego hełmu kulo- i odłamkoodpornego chroniącego głowę użytkownika przed pociskami małokalibrowej broni strzeleckiej oraz odłamkami i uderzeniami mechanicznymi. W konstrukcji czerepu zastosowano surowce balistyczne najnowszej generacji, na bazie których opracowano kompozyt składający się z preimpregnatu tkaniny para-amidowej powleczonej żywicą termoutwardzalną oraz polietylenu o bardzo dużym ciężarze cząsteczkowym (UHMWPE). Ideę badań oparto na tezie, że stabilne połączenie obu typów materiałów włóknistych, różniących się strukturą, topografią, jak również rodzajem polimeru (paraaramid oraz polietylen), zwiększy odporność balistyczną oraz pozwoli na zmniejszenie masy końcowych produktów. W pracy przedstawiono wyniki badań wytypowanych materiałów włóknistych, proces opracowania, jak również projektowania hybrydowego kulo- i odłamkoodpornego hełmu. Zaprojektowane hełmy balistyczne zweryfikowano w szerokim zakresie wymagań opisanych w normie PN-V-87001:2011, a także w normach NIJ Standards.

12

Safety and Labelling Requirements for Textile Products - Design and Use Aspects

Kosińska B, Czerwiński K., Struszczyk M. H.

Fibres & Textiles in Eastern Europe

|

2014

|

Vol. 22, no. 2 (104)

19--24

EN

This article presents an analysis of changes that have occurred in recent times in legislation relating to the safety and labelling of textile products in connection with the coming into force of harmonised Community regulations relating to products containing textile fibres intended for sale on the EU market, with a presentation of a range of issues which may be the subject of future Community legislation. The article discusses, mainly in terms of design, current safety requirements for textile products and also provides guidance for the design of new textile solutions in relation to the assessment of potential adverse effects on the human body.

PL

Artykuł przedstawia analizę zmian jakie zaistniały w ostatnim czasie w uregulowaniach prawnych związanych z bezpieczeństwem i znakowaniem produktów tekstylnych w związku z wejściem w życie zharmonizowanych przepisów wspólnotowych odnoszących się do wyrobów zawierających włókna tekstylne, a przewidzianych do udostępnienia na rynku Unii Europejskiej. W pracy zaprezentowano zakres zagadnień, które mogą być przedmiotem przyszłych wspólnotowych przepisów. W artykule omówiono, w aspekcie głownie projektowym obecnie funkcjonujące wymagania związane z bezpieczeństwem wyrobów włókienniczych oraz wytyczne w zakresie projektowania nowych rozwiązań włókienniczych także w odniesieniu do oceny potencjalnych i niekorzystnych efektów oddziaływań na organizm człowieka

13

Biomechanical Studies of Novel Hernia Meshes with Enhanced Surface Behaviour

Struszczyk M. H., Komisarczyk A., Krucińska I., Gutowska A., Pałys B, Ciechańska D.

Fibres & Textiles in Eastern Europe

|

2014

|

Vol. 22, no. 1 (103)

129--134

EN

Research on hernia implants, especially less-invasive implantation techniques, is an important focus of study around the world. Practitioners require that these elaborate structures, which are primarily designed using textile technology, possess biomimetic behaviour to significantly reduce post-implantation complications. Novel textile hernia implants are designed with surface modifications that prevent prosthesis migration after implantation. The specialised structural design and enhanced prosthesis surface with stitched loops enables increased surface contact with the fascia, which improves the integration of connective tissue with the prosthesis without overgrowth (thick scar formation). The main intra-operative clinical benefit of the novel implant is its potential utility in suture-less techniques. The aim of this study was to compare novel hernia implant designs to clinically proven, commercially available knitted hernia meshes in vitro. TEMA MOTION 3.5 software was used to analyse motion and estimate the tendency of the non-fixed implants to remain in a stable position at the sublay in a simulated hydrodynamic model of the abdominal wall hernia system. The mechanical resistance of the implant against simulated maximal intra-abdominal pressure, the height of the simulated abdominal wall in the reconstruction region and the curvature of the reconstructions were determined and compared with results obtained with commercial hernia meshes of low surface mass that differ in structure, stiffness and thickness.

PL

Badania nad konstrukcją implantów przepuklinowych, szczególnie stosowanych w zabiegach małoinwazyjnych, stanowią ważny obszar badawczy na całym świecie. Chirurdzy wymagają, aby struktury zaprojektowane przy zastosowaniu technologii włókienniczych charakteryzowały się biomimetyzmem, co w znaczący sposób obniża ryzyko powikłań po implantacji. Nowoczesne, włókiennicze implanty przepuklinowe zostały zaprojektowane w oparciu o modyfikację ich powierzchni, która przeciwdziałała migracji protezy po implantacji. Wysoce specjalistyczna struktura oraz rozwiniecie powierzchni implantu poprzez pętle wystające z jego powierzchni zwiększa powierzchnię kontaktu z powięzią, poprawiając integrację tkanki łącznej z protezą bez nadmiarowego przerostu tkanką łączną (formowanie grubej blizny pooperacyjnej). Główną zaletą nowych implantów dzianych jest ich potencjalne zastosowanie kliniczne w technikach wszczepiania bez szwu tzw. „suture-less”. Celem badań było porównanie nowych dzianych implantów przepuklinowych z klinicznie stosowanymi w warunkach in vitro (symulacja implantacji). Do analizy dynamicznej zachowania implantów pod wpływem stosowanej siły symulującej ciśnienie wewnątrzbrzuszne zastosowano oprogramowanie TEMA MOTION 3.5. Oceniono stabilność implantów przepuklinowych niemocowanych szwami w hydrodynamicznym modelu przepukliny brzusznej.

14

Textile Multilayered Systems with Magnetorheological Fluids for Potential Application in Multi-Threat Protections. Preliminary Stab - Resistance Studies

Olszewska K., Polak J., Zielińska D., Struszczyk M. H., Kucińska I., Wierzbicki Ł., Kozłowska J., Leonowicz M., Wiśniewski A.

Fibres & Textiles in Eastern Europe

|

2013

|

Vol. 21, no. 5 (101)

112--116

EN

The article presents the results of preliminary work carried out for flexible body armour systems designs which contained three types of magnetorheological fluid (MRFs). The stab resistance of the multilayered material systems with magnetorheological fluids were investigated. Tests were carried out on a newly built rig at the Faculty of Materials Science and Engineering, Warsaw University of Technology. Three different configurations of flexible body armour were made. It was found that samples of the multilayered material system containing MRF had lower depth of deformation by about 30% than the reference samples. The combination of MRFs with para-aramid woven fabrics in several usable forms and/or sheets of ultra-high molecular weight polyethylene fibres gives possibilities for obtaining new types of multi-layered systems protecting effectively against various kind of threats.

PL

W niniejszym artykule zaprezentowano wyniki wstępnych prac przeprowadzonych dla elastycznych pancerzy, zawierających 3 typy cieczy magnetoreologicznej. Zbadano odporności na przekłucie układów materiałowych z cieczami MR. Testy przeprowadzono na nowo powstałym stanowisku na Wydziale Inżynierii Materiałowej, Politechniki Warszawskiej. Wykonano konstrukcje elastycznych pancerzy o trzech różnych konstrukcjach. Na podstawie wstępnych wyników stwierdzono, iż próbki zawierające ciecz magnetoreologiczną miały mniejszą głębokość deformacji o ok. 30 % niż odpowiadające im wzorce. Połączenie cieczy MR z tkaninami z włókien para-aramidowych i/lub z nietkanymi wyrobami z włókien polietylenowych stwarza możliwość uzyskania nowego typu kompozytów skutecznie chroniących przed różnego rodzaju zagrożeniami.

15

Assessment of Modified Knitted Hernia Implants after Implantation: I. Biological Effect on the Structural and Usable Properties

Kostanek K., Struszczyk M. H., Chrzanowski M., Żywicka B., Paluch D., Szadkowski M., Gutowska A., Krucińska I.

Fibres & Textiles in Eastern Europe

|

2013

|

Vol. 21, no. 6 (102)

79--83

EN

The purpose of this article is to discuss the solution of the main clinical adverse events occurring in less invasive reconstruction of hernia. The study attempted to design the knitted implants, contributing to reduce the risk of adhesion to the viscera. Specially designed knitting structure of the hernia implant allowed to introduce the one-side enhancement of the surface in the form of loops stitched-out of the surface accelerated the connective tissue in-growth. The opposite side was modified the treatment in low-temperature plasma of low molecular weight fluorogenic compound resulted in the deposition of fluoropolymer nano-layer. The effect of the modification on the adhesion of implant to viscera was studied in vivo. Additionally, the influence of the implantation time on the structural properties, the connective tissue covering implants single monofilaments as well as the stability of the fluoropolymer layer formed during the implantation were detailed investigated.

PL

Artykuł omawia techniczną próbę rozwiązania głównych problemów występujących w rekonstrukcjach przepukliny, wykonywanych techniką małoinwazyjną. W badaniach podjęto próbę zaprojektowania dzianego implantu, którego właściwości wpływają na zmniejszenie ryzyka jego adhezji do narządów wewnętrznych. Specjalnie opracowana struktura dziewiarska implantu do zaopatrywania przepuklin pozwoliła na uzyskanie jednostronnego rozwinięcia powierzchni w postaci wystających z powierzchni pętelek wspomagających proces wgajania tkanką łączną. Druga powierzchnia implantu została poddana modyfikacji w środowisku plazmy niskotemperaturowej niskocząsteczkowego związku fluoroorganicznego prowadząc do uformowania nanowarstwy fluoropolimeru. Umożliwiło to obniżenie ryzyka adhezji implantu dzianego do narządów wewnętrznych, co potwierdzono w badaniach in vivo. Prowadzono także ocenę wpływu czasu implantacji na właściwości strukturalne implantu, stopień pokrycia tkanką łączną pojedynczych monofilamentów oraz stabilność uformowanej nanowarstwy fluoropolimeru.

16

Prototypes of Primary Wound Dressing of Fibrous and Quasi-Fibrous Structure in Terms of Safety of Their Usage

Kucharska M., Struszczyk M. H., Cichecka M, Brzoza-Malczewska K., Wiśniewska-Wrona M

Fibres & Textiles in Eastern Europe

|

2012

|

Vol. 20, no. 6B (96)

142--148

EN

The subject of this paper is the evaluation of the critical usability parameters and the parameters characterising the safety of selected prototypes of dressing materials on featuring fibrous, quasi-fibre and hybrid structures, developed at the Institute of Biopolymers and Chemical Fibres (IBWCh). Primary sterile dressing materials were evaluated for usability, which determines the user’s safety and physiological comfort according to a series of PN-EN 13726 standards, harmonised with the EU Directive on medical devices, before and after the accelerated ageing process. The scope of the research was developed based on identifying potential threats arising from the expected clinical application of the medical devices being designed. It allowed for the determination of the impact of selected physical and mechanical parameters, needed from a utility point of view, on the properties of the final medical devices, and the elaboration of the documentation of risk analysis, according to the guide described in Standard PN-EN ISO 14971:2011.

PL

Przedmiotem artykułu jest ocena krytycznych parametrów użytkowych i parametrów charakteryzujących bezpieczeństwo wybranych prototypów materiałów opatrunkowych o strukturach włóknistych, quasi-włóknistych i hybrydowych, opracowanych w Instytucie Biopolimerów i Włókien Chemicznych (IBWCh). Sterylne specjalistyczne materiały opatrunkowe zostały poddane ocenie właściwości użytkowych charakteryzujących bezpieczeństwo i komfort fizjologiczny użytkownika zgodnie z serią norm PN-EN 13726 zharmonizowanych z Dyrektywą UE o wyrobach medycznych przed i po procesie symulowanego starzenia. Przeprowadzone badania, których zakres został opracowany dzięki identyfikacji potencjalnych zagrożeń wynikających z przewidywanego klinicznego zastosowania projektowanych wyrobów medycznych, pozwoliły na ustalenie wpływu wybranych parametrów fizyko-mechanicznych, niezbędnych z użytkowego punktu widzenia, na właściwości gotowych wyrobów medycznych oraz przygotowanie dokumentacji analizy ryzyka zgodnie z wymogami normy PN-EN ISO 14971:2011.

17

Assessment of Prospect of Textile Technologies for Medical Devices

Struszczyk M. H., Olejnik M.

Fibres & Textiles in Eastern Europe

|

2012

|

Vol. 20, no. 6A (95)

28--36

EN

This article includes the assessment of fibrous medical devices as well as borderline products from the point of view of expenditures necessary for the realisation of research and implementation in industrial and clinical practices, the range of practice implementation benefits as well as potential barriers restricting studies and implementation. The scale of investment necessary for the realisation of research and implementation in industrial practices in relation to the benefits of implementing them in practice as well as the limitations that restrict the research and implementation of selected fibrous technologies for medical devices are discussed in detail.

PL

W artykule omówiono technologie włókienniczych wyrobów medycznych biorąc pod uwagę poziom koniecznych nakładów na realizację badań oraz wdrożenie rezultatów tych badań, skalę korzyści wdrożenia do praktyki oraz ewentualne, zidentyfikowane zgodnie z obecnym stanem wiedzy, bariery ograniczające procesy badawcze oraz komercjalizacyjne. Oszacowano także obecny stan zaawansowania badań nad włókienniczymi wyrobami medycznymi w kraju i za granicą wraz z próbą oceny stopnia ich gotowości do wdrożenia do praktyki i przewidywanego okresu komercjalizacji.

18

Aspects of Chemical Characterisation of Leachables Profile from Ultra-Light Knitting Textiles for Uses as Medical Implants in Urogynaecology and General Surgery

Jóźwicka J., Gzyra-Jagieła K, Struszczyk M. H., Gutowska A., Ciechańska D., Krucińska I

Fibres & Textiles in Eastern Europe

|

2012

|

Vol. 20, no. 6B (96)

128--134

EN

Ultra-light textiles (knitwear) designed as implantable medical devices for potential uses in urogynaecology (treatment procedures in women incontinence and vagina reconstructions) and general surgery (hernia treatments) are a response to the increasing demand for advanced medical devices in medicine. Chemical profile characterisation of leachable substances is an important factor in the use of the materials influencing their biocompatibility. The implant is made of undesired chemical substances in the main raw-material, and penetration into the tissue may cause local and/or systemic inflammation in the patient’s body. The characterisation and analysis of such substances is therefore essential to secure the safe use of implants. Most important is the characterisation of the matter that is extractable from the designed medical devices. To serve these purpose, ultra-light textile implants designed for potential use in urogynaecology and general surgery were examined concerning the chemical analysis of the undesired substance contained in the main material which constitutes the base of the implant. It was a goal of the work to set optimal parameters for the examination of chemical characterisation of the leachable implant’s material, bearing in mind their safe clinical use. Analysis of the chemical leachable profile was made in accordance with directives of standard PN-EN ISO 10993-18:2008 and some Polish and European testing procedures.

PL

Artykuł przedstawia innowacyjne ultra-lekkie implanty włókiennicze w postaci dzianiny z przeznaczeniem na implanty do potencjalnego zastosowania w urologinekologii i chirurgii ogólnej (procedury zaopatrywania przepuklin nietrzymania moczu u kobiet i plastyki pochwy). Badano własności?? charakterystyki substancji wymywalnych z projektowanych implantów. Ultralekkie dzianiny poddano ocenie czystości chemicznej pod kątem wpływu ewentualnych substancji wymywalnych na ich bezpieczeństwo kliniczne. Wyznaczono optymalne parametry badań czystości chemicznej implantowalnych wyrobów medycznych. Oceny czystości chemicznej wyselekcjonowanych dzianin dokonano w oparciu o metody badawcze opracowane na podstawie wytycznych normy PN-EN ISO 10993-18:2008: „Biologiczna ocena wyrobów medycznych – Część 18: Charakterystyka chemiczna materiałów” (ISO 10993-18:2009) oraz opracowanych procedur badawczych na bazie normatywów polskich i europejskich.

19

Accelerated Ageing of the Implantable, Ultra-Light, Knitted Medical Devices Modified by Low-Temperature Plasma Treatment – Part 1. Effects on the Physical Behaviour

Struszczyk M. H., Gutowska A., Pałys B, Cichecka M, Kostanek K, Wilbik-Hałgas B., Kowalski K., Kopias K., Krucińska I.

Fibres & Textiles in Eastern Europe

|

2012

|

Vol. 20, no. 6B (96)

121--127

EN

The aim of the research was to validate the effects of accelerated ageing on the physical properties of newly-designed ultra-light three dimensional (3-D) knitted implants undergoing one-sided modification by low-temperature plasma treatment using low molecular weight fluoroorganic donors. The influence of storing the knitted medical devices for 1 or 2 years at accelerated conditions was studied taking into account their selected physical properties in relation to key usable features. The presented study is a continuation of previous research for the elaboration of a new-idea of three-dimensional implants applied in hernioplasty (general surgery), vaginoplasty and urinary incontinence treatment (urologynaecology).

PL

Celem prowadzonych badań była walidacja wpływu przyspieszonego starzenia na fizyczne właściwości nowo opracowanej konstrukcji ultralekkich, trójwymiarowych dzianych implantów poddanych jednostronnej modyfikacji nisko temperaturową plazmą w obecności niskocząsteczkowego związku fluoroorganicznego. Ocenie poddano wybrane kluczowe z punktu widzenia aspektów użytkowych, właściwości fizyczne zaprojektowanych dzianych wyrobów medycznych poddanych procesowi przyspieszonego starzenia. Prezentowana praca stanowi kontynuację wcześniejszych badań dotyczących opracowania trójwymiarowych implantów stosowanych w rekonstrukcji przepuklin (chirurgia ogólna), plastyce pochwy lub do chirurgicznego leczenia nietrzymania moczu (urologinekologia).

20

Obecne i przyszłe trendy rozwojowe włókienniczych wyrobów balistycznych. Cz. 1

Struszczyk M. H., Olejnik M.

Techniczne Wyroby Włókiennicze

|

2011

|

Nr 1/2

20-27

PL

Artykuł analizuje stan obecny oraz oczekiwany popyt na włókiennicze wyroby balistyczne w zakresie ochron osobistych oraz dopancerzeń środków transportów oraz obiektów stałych. Oszacowano także i przeanalizowano dane dotyczące trendów w pracach badawczo-rozwojowych w zakresie projektowania nowoczesnych wyrobów balistycznych. Główny nacisk położono na analizę potencjału rynkowego, bariery oraz trendy w zakresie prac badawczych oraz rozwojowych związanych z włókienniczymi wyrobami balistycznymi w Polsce oraz, w oparciu o dostępne dane, w odniesieniu do zagranicy.

EN

The paper analyses current state and expected demand for textile ballistic products such as individual protection, and add-on armouring for transportation meansand solid object. The data regarding the trends of research and development works were also estimated and analyzed, concerning designing the modern ballistic products. The main focus was put on the analysis of market potential, barriers and trends in the research and development of textile products in Poland, as well as abroad - on a basis of available information.