Wyniki wyszukiwania - BazTech

1

Polymer and composite materials used in medicine – an overview

Oleksy Małgorzata, Dynarowicz Klaudia, Aebisher David

Polimery

|

2023

|

Vol. 68, nr 7-8

363--370

EN

The article is a review of the literature on the use of polymers in medicine as biomaterials. Examples of the preparation of the most commonly used synthetic polymers in medicine, such as: polylactide (PLA), polyglycolide (PGA), polyhydrobutyrate (PHB), polycaprolactone (PCL) are described. The characteristics of ceramic materials: hydroxyapatite (HAp) and tricalcium phosphate (TCP) are also presented in terms of the use of synthetic biodegradable polymers as biofillers. The last part of article is devoted to the functional properties of composites based on PLA with the addition of HAp and TCP.

PL

Artykuł stanowi przegląd literatury dotyczący zastosowania polimerów w medycynie jako biomateriałów. Opisano przykłady otrzymywania najczęściej stosowanych syntetycznych polimerów w medycynie takich jak: polilaktyd (PLA), poliglikolid (PGA), polihydromaślan (PHB), polikaprolakton (PCL). Przedstawiono także charakterystykę materiałów ceramicznych: hydroksyapatytu (HAp) i trójfosforanu wapnia (TCP) pod kontem stosowania jako bionapełniacze syntetycznych biodegradowalnych polimerów. Ostatnia część artykułu jest poświęcona właściwościom użytkowym kompozytów na osnowie PLA z dodatkiem HAp i TCP.

2

Formulating delamination-fretting wear failure predictive equation in HAp coated hip arthroplasty using multiple linear regression model

Nagentrau M., Ibrahim N.H., Jamian S., Mohd Tobi A.L.

Archives of Materials Science and Engineering

|

2022

|

Vol. 115, nr 2

76--85

EN

Purpose: Present paper addresses the formulation of delamination-fretting wear failure predictive equation in HAp-Ti-6Al-4V interface of hip arthroplasty femoral stem component using multiple linear regression model. Design/methodology/approach: A finite element computational model utilising adaptive meshing algorithm via ABAQUS/Standard user subroutine UMESHMOTION is developed. The developed FE model is employed to examine effect of different HAp-Ti-6Al-4V interface mechanical and tribological properties on delamination-fretting wear behaviour. The FE result is utilised to formulate predictive equations for different stress ratio conditions using multiple linear regression analysis. Findings: Delamination-fretting wear predictive equations are successfully formulated with significant goodness of fit and reliability as a fast failure prediction tool in HAp coated hip arthroplasty. The robustness of predictive equations is validated as good agreement is noted with actual delamination-fretting wear results. Research limitations/implications: The influence of different mechanical and tribological properties such as delamination length, normal loading, fatigue loading, bone elastic modulus and cycle number under different stress ratio on delamination-fretting wear failure is analysed to formulate failure predictive equations. Practical implications: The formulated predictive equation can serve as a fast delamination-fretting wear failure prediction tool in hip arthroplasty femoral stem component. Originality/value: Limited attempt is done to explore the potential of utilizing multiple linear regression model to predict failures in hip arthroplasty. Thus, present study attempt to formulate delamination-fretting wear failure predictive equation in HAp -Ti-6Al-4V interface of hip arthroplasty femoral stem component using multiple linear regression model.

3

Preparation and characteristics of polyurethane-based composites reinforced with bioactive ceramics

Złocista-Szewczyk Natalia, Szatkowski Piotr, Pielichowska Kinga

Engineering of Biomaterials

|

2020

|

Vol. 23, no. 154

22--29

EN

The purpose of the study was to synthesize and characterize a series of porous polyurethane-based composites modified with β-tricalcium phosphate (TCP) and hydroxyapatite (HAp). The composites were obtained by the one-step bulk polyaddition method using poly(ethylene glycol) (PEG) as a soft segment, 4,4’-diphenylmethane diisocyanate (MDI), 1,4-butanediol (BDO) as a chain extender and selected bioactive bioceramics. The obtained composites were characterized using FTIR, DSC, TG and SEM/EDX methods. Moreover, in vitro chemical stability and wettability tests were performed. The preliminary assessment of mechanical properties, porosity and in vitro chemical stability was performed. The test results showed that the best pore distributions, as well as Young’s modulus, were found for the hydroxyapatite--modified composites and PU/20% TCP. The wettability investigations revealed that the contact angle of PU composites was in the range 50-80°, which indicates the hydrophobic nature of the materials. The in vitro biostability studies confirmed that all tested compo-sites were chemically stable during incubation in the simulated body fluid. By using infrared spectroscopy the presence of urethane bonds and completion of reaction were evidenced. The results showed that the bioactivity of the materials was improved, which makes good perspectives for the obtained materials to be considered as potential scaffolds in bone tissue regeneration.

4

Kondycjonowanie powierzchni ceramicznych powłok funkcjonalnych na elementach wytworzonych metodami technologii przyrostowych

Kobiela K., Smolina I., Frankiewicz M.

Aktualne Problemy Biomechaniki

|

2016

|

z. 11

59--66

PL

W pracy przedstawiono analizę użyteczności natryskiwania plazmowego ceramicznych powłok z HAp na elementach przetworzonych ze stopu tytanu Ti6Al4V metodą elektronowej mikrometalurgii proszków (EBM). Badania obejmowały ocenę wpływu sposobu kondycjonowania powierzchni na właściwości funkcjonalne wytworzonych powłok.

EN

Paper presents assessment of the usefulness of atmospheric plasma sprayed ceramic coatings with HAp on elements made of titanium alloy Ti6Al4V using electron beam melting (EBM). Tests included an evaluation of the effect of surface preparation on the functional properties of the produced coatings.

5

In vitro biocompatibility study of biodegradable hybrid composites based on polylactidenanofibres and calcium alginate nanocomposite fibres

Menaszek E., Szparaga G., Król P., Stodolak-Zych E., Boguń M.

Engineering of Biomaterials

|

2013

|

Vol. 16, no. 122-123 spec. iss.

69--70

6

Biocomatibility study of BOC polymer mesh enriched with HAp and TCP covered by PCL fibres

Menaszek E., Ścisłowska-Czarnecka A., Draczyński Z., Bogun M., Stodolak-Zych E.

Engineering of Biomaterials

|

2012

|

Vol. 15, no. 116-117 spec. iss.

151--152

EN

The study was conducted in order to determine the biocomatibility of polimer mesh based on BOC and enriched with HAp or TCP coverd by PCL sub-micrometric fibres. Human osteoblast cell line NHOst was cultured in standard conditions on disk-shaped polymer samples. Interactions between materials and cells were examined through microscopic observation of cells' adhesion and morphology, and tests of viability/proliferation and cytotoxicity. The study proved the biocompatibility of all examined materials, though the surface of TCP enriched polymer didn't promote the adhesion of cells.

7

Influence of sintering temperature on morphology of dense bioceramics based on hydroxyapatite derived from porcine bones

Janus A. M., Major R., Faryna M.

Inżynieria Materiałowa

|

2010

|

Vol. 31, nr 3

767-769

EN

Hydroxyapatite (Ca10(PO4)6(OH)2) is a major constituent of the mineral phase of human bones. It is considered as an attractive material for filling the bone defects. Synthetic hydroxyapatites and hydroxyapatites derived from the bovine bones and corals have been successfully commercialized. Hydroxyapatite coming from porcine bones seems to be an attractive field of research because there are still opened questions associated with its proper biological interaction, due to which it has not been commercialized yet. A procedure for the hydroxyapatite preparation from porcine bones was presented in the work. The presented results deal with morphological characterization of powders and bioceramics as well as in vitro biocompatibility investigations.

PL

Hydroksyapatyt (Ca10(PO4)6(OH)2) jest głównym składnikiem mineralnej części kości ludzkich. Jest uważany za atrakcyjny materiał do wypełnienia ubytków kostnych. Do tej pory udało się skomercjalizować hydroksyapatyty syntetyczne oraz otrzymywane z takich surowców naturalnych, jak kości wołowe oraz korale. Hydroksyapatyt otrzymywany z kości wieprzowych stanowi atrakcyjny kierunek badań, gdyż ten materiał nie został jeszcze skomercjalizowany. Przedstawiono sposób otrzymywania hydroksyapatytu z kości wieprzowych oraz wytwarzania z niego gęstej ceramiki. Zaprezentowano wyniki charakteryzacji morfologicznej proszków oraz ceramiki hydroksyapatytowej. Przedstawiono wyniki badań biokompatybilności in vitro wybranych odmian gęstej ceramiki hydroksyapatytowej.

8

Kompozyty węglowe modyfikowane ceramiką

Gumuła T., Mikociak D., Błażewicz S., Michałowski J.

Karbo

|

2009

|

Nr 1

49-52

PL

Celem pracy było wytworzenie kompozytów C/C modyfikowanych dodatkami ceramicznymi do zastosowań cieplnych i medycznych. Jako materiał na osnowę wykorzystano pak węglowy pochodzenia krajowego, a elementem wzmacniającym były włókna węglowe (Torayca). Wykonano elementy instalacji mikrotechnologicznej do wytwarzania kompozytów. Włókna węglowe nasycano pakiem w specjalnie do tego celu skonstruowanym urządzeniu umożliwiającym w sposób ciągły otrzymywanie taśmy typu prepreg. Szerokość otrzymanej taśmy odpowiadała szerokości formy służącej do ciśnieniowej karbonizacji kompozytów pak/włókno węglowe. Warunki otrzymywania kompozytów C/C ustalano w trakcie procesu optymalizacji opierając się na wynikach badań właściwości mechanicznych próbek kompozytowych. Próbki kompozytu C/C stanowiły materiał wyjściowy do wytwarzania kompozytów węglowo-ceramicznych. Próbki te dosycano żywicą olimetylofenylosiloxanową i analizowano właściwości mechaniczne. Kompozyty C/C modyfikowano nanocząstkami hydroksyapatytu z przeznaczeniem na materiały dla chirurgii kostnej.

EN

The aim of the work was to elaborate C/C composites modified with ceramic additives designed for thermal and medical applications. The composites were studied in view of their mechanical properties. Coal tar pitch was used as a matrix precursor, and carbon fibers (Torayca) as the reinforcement. The elements of microtechnological system for the fabrication of carbon composites have been made. The fibers tow was impregnated with liquid pitch in special unit allowing for continuous forming the prepreg in the shape of tape of suitable width corresponding to the size of mould to realize the pressure carbonization. The processing variables were chosen on the basis of evaluation of the mechanical properties of the resulting composite samples. Pure C/C composites were then modified with various ceramic components depending on final destination. Carbon composites for thermal application were impregnated with polysiloxane resin followed by heat treatment to transform the polymeric precursor into silicon carbide. Carbon composites designed for bone surgery materials were modified with hydroxyapatite in the form of nanoparticles.

9

Rusztowania hydroksyapatytowe do zastosowań medycznych wykonane metodą “Robocasting” – wstępne testy

Gryń K., Chłopek J.

Engineering of Biomaterials

|

2008

|

Vol. 11, no. 76

13--16

PL

Artykuł prezentuje wyniki wstępnych badań przeprowadzonych na przestrzennych porowatych strukturach bioceramicznych - rusztowaniach hydroksyapatytowych - wykonanych metodą „Robocasting”. Badaniom poddano próbki o różnych wariantach geometrii strukturalnej przy zachowaniu tych samych wymiarów zewnętrznych. Własności wytrzymałościowe wyznaczono w próbie trójpunktowego zginania. Złożoną mikro i makro strukturę pokazano na zdjęciach wykonanych przy użyciu mikroskopu skaningowego i optycznego. Wykonano testy w środowisku SBF. Analiza wyników pokazała, że pomimo niskich własności wytrzymałościowych drukowane struktury przestrzenne mogą służyć do zastosowań medycznych. Wystarczająca sztywność, odpowiednia porowatość, a także biozgodność, pozwala na ich zastosowanie jako rusztowań dla komórek – skafoldów.

EN

Preliminary results on three-dimensional porous bioceramic structures - hydroxyapatite scaffolds - are presented in this article. “Robocasting” was used as a fabrication method. Sets of prepared samples had the same outer diameter but different structure of macroporosity. 3-pts bending test was applied to reveal mechanical properties. Optical microscope and scanning electron microscope (SEM) pictures were taken for structural analysis of printed and sintered samples. Biological activity was tested in simulated body fluid (SBF). Analyses show that low mechanical properties of three-dimensional porous structures are not decisive and do not exclude such structures from medical applications. Sufficient stiffness, appropriate porosity and biocompatibility allow using them as scaffolds for bone cells growth.