Wyniki wyszukiwania - BazTech

1

Obtaining of Functional Product by Mechanical Processing of Secondary Fish Raw Materials

Fatykhov Yuriy, Ageev Oleg, Ivanov Alexander, Jakubowski Marek, Dutkievicz Daniel, Dowgiallo Andrzej

Rocznik Ochrona Środowiska

|

2020

|

Tom 22, cz. 1

51--59

EN

The most competitive fish product is fresh or frozen fillets. The yield of the finished product is 40...50%. Waste from production is sent to livestock, birds for feeding and other purposes, as well as disposed of, which does not correspond to environmental safety. The bone components of fish are valuable secondary raw materials containing a wide range of macro nutrients and minerals. Their most rational use is to obtain biologically active additives on their basis. The object of research is cod bone tissue. The technology of obtaining a natural mineral additive from bone tissue is substantiated. After boiling, the bone tissue is cleared of muscle tissue, while the content of minerals remains high. Vacuum drying of the grinded product allows it to be stored for a long time without compromising its quality. The rational values for vacuum drying of bone waste are given. The conditions of storage of finely grinded mineral bone additive are considered. The ways of its rational industrial use as a biologically active additive are determined.

PL

Najbardziej konkurencyjnym rodzajem produktu rybnego jest świeży lub mrożony filet. W takim przypadku wydajność produktu końcowego wynosi 40...50%. Odpady z produkcji są kierowane na paszę dla zwierząt gospodarskich, ptaków i innych celów, a także są usuwane, co nie odpowiada bezpieczeństwu środowiska. Składniki kostne ryb są cennym surowcem wtórnym zawierającym bogate spektrum makroskładników i minerałów. Najbardziej racjonalnym zastosowaniem jest uzyskanie biologicznie aktywnych dodatków na ich bazie. Jako przedmiot badań wybrano tkankę kostną dorsza. Technologia uzyskiwania naturalnego suplementu mineralnego z tkanki kostnej jest uzasadniona. Po ugotowaniu tkanka kostna uwalnia się od tkanki mięśniowej, a zawartość minerałów pozostaje wysoka. Suszenie próżniowe pokruszonego produktu pozwala przechowywać go przez długi czas bez pogorszenia wskaźników jakości. Podano racjonalne wartości parametrów suszenia próżniowego odpadów kostnych. Uwzględniono warunki przechowywania drobno zmielonych mineralnych suplementów kostnych. Określono sposoby jego racjonalnego zastosowania przemysłowego jako biologicznie aktywnego dodatku.

2

Titania nanotubes as scaffolds with optimal nanotopography for adipose-derived stem cells

Radtke Aleksandra, Ehlert Michalina, Piszczek Piotr, Roszek Katarzyna, Jędrzejewski Tomasz

Engineering of Biomaterials

|

2019

|

Vol. 22, no. 153 spec. iss.

49

3

Short calcium phosphate whiskers as reinforcement of polymer composites for bone tissue regeneration

Biernat Monika, Jaegermann Zbigniew, Oziębło Artur

Engineering of Biomaterials

|

2019

|

Vol. 22, no. 153 spec. iss.

38

4

Selenium – enriched brushite: a promising material for potential use in bone impairments treatment

Laskus A., Kolmas J.

Engineering of Biomaterials

|

2018

|

Vol. 21, no. 148

16

5

Impact of human serum on HAp-glucan composite

Borkowski L., Lübek T., Jojczuk M., Nogalski A., Belcarz A., Pałka K., Hajnos M., Ginalska G.

Engineering of Biomaterials

|

2018

|

Vol. 21, no. 148

10

6

Formation of functional coatings on Ti-6Al-7Nb alloy surface

Nosol A., Simka W., Kazek-Kęsik A.

Engineering of Biomaterials

|

2017

|

Vol. 20, no. 143 spec. iss.

82

7

Acrylic bone cements modified with PEG/alginic acid shape stabilized phase change materials

Sobota D., Król-Morkisz K., Pielichowska K.

Engineering of Biomaterials

|

2017

|

Vol. 20, no. 143 spec. iss.

57

8

Identification of mechanical parameters of bone tissue as a base of numerical simulation in medicine

John A., Kokot G.

Archives of Materials Science and Engineering

|

2017

|

Vol. 83, nr 2

49--67

EN

Purpose: The aim of the paper is to show the new possibility of evaluation of bone tissues properties in experiment and next the numerical simulation and verification of selected problems. Design/methodology/approach: The lifestyle that has been favored lately has led to unfavorable changes in the human body. This is manifested mainly by joint anomalies and changes in the structure of bone tissue. The scientists try to aid the healing and rehabilitation systems. It is possible to prepare a numerical model of complex biomechanical structures using advanced FE systems. The process of modeling is one of the most important steps of this research and assignment of material data influences on the precision of obtained results. The classic measurement methods with particular emphasis on their application in the study of bone, taking into account the advanced methods for measuring displacement are applied (DIC, nanoindentation). Also QCT combined with evolutionary methods gives interesting results in identification of material parameters Numerical simulations are verified in experiment. Findings: Obtained results allow to compare the displacement and strain from experiment and numerical simulation. From numerical simulation, after FEM analysis we obtained full set of mechanical parameters useful in planning of surgical intervention (THA, pelvis reconstruction), aided the diagnostic in risky state and design of prosthesis. Research limitation/implications: The precision of identification of material parameters depend on many parameters and influences on the precision of the results from numerical simulation. Research is conducted mainly on preparations and not on living tissue. The target should be in-vivo noninvasive measurement. Originality/Value: Combination of numerical simulation and experimental research is needed to obtain correct results and broaden the spectrum of relevant parameters necessary to support surgical and rehabilitation. Both approaches require modern equipment and advanced testing methods.

9

Digital Image Correlation and nanoindentation in evaluation of material parameters of cancellous bone microstructure

Kokot G., Skalski K., Makuch A., Ogierman W.

Archives of Materials Science and Engineering

|

2017

|

Vol. 83, nr 1

10--16

EN

Purpose: Purpose of this paper is to present the possibilities of the application of the two methods: Digital Image Correlation and nanoindentation in porous bone tissues testing. Firstly, as a tool in the evaluation process of material parameters for porous microstructures, such as bone tissues or other foams and, secondly, as validation and verification tools for finite element analysis of bone or foams structures. Those methods are helpful when the high accuracy of the mechanical parameters of porous microstructures is required. Design/methodology/approach: Two methods: Digital Image Correlation (DIC) and nanoindentation are used as an efficient approach in the evaluation process of material parameters or constitutive relationship of porous structures like bone tissues. Digital image correlation enlarges the accuracy of classical mechanical tests and the nanoindentation allows to look inside the microstructure. Findings: The proposed methods were found to be effective in experimental testing and material parameters evaluation process of some special materials. Among them are porous structures, such as bone tissue. Additionally, the DIC is an excellent tool for finite element model validation and results verification. Practical implications: The presented method based on the combination of the Digital Image Correlation and nanoindentation presents new possibilities in material testing fields, material behavior and parameters evaluation. They have great advantages, among others, in the field of testing of porous bone structure or determining the mechanical parameters of bone tissue. Originality/value: The paper presents methods for testing the complicated porous bone structures: evaluating mechanical behavior of the whole structure and evaluating mechanical properties of the single element of the structure. The mechanical parameters of human cancellous bone structures are presented as the preliminary research results.

10

Recording of basal calcium levels in cells on geometric structures

Staehlke S., Moerke C., Nebe J. B.

Engineering of Biomaterials

|

2016

|

Vol. 19, no. 138 spec. iss.

42

11

Osteoinductive properties of gel-derived binary CaO-SiOo2 and ternary CaO-P2O5-SiO2 bioactive glasses

Andrysiak K., Cholewa-Kowalska K., Łączka M., Osyczka A. M.

Engineering of Biomaterials

|

2016

|

Vol. 19, no. 138 spec. iss.

86

12

Hyaluronic electrospun membranes as active scaffolds for bone and cartilage tissue

Menaszek E., Stodolak-Zych E., Boguń M.

Engineering of Biomaterials

|

2016

|

Vol. 19, no. 138 spec. iss.

93

13

Full Contoured Tooth-Implant Supported 3-Pointic All-Ceramic Denture During Occlusal Load Transfer in Lateral Region

Żmudzki J., Malara P., Chladek G.

Archives of Metallurgy and Materials

|

2016

|

Vol. 61, iss. 2A

843--846

EN

Implant and a tooth supported dentures are avoided by dentists because of uneven distribution of occlusal loads between a stiffer implant and a more pliable tooth. The hypothesis was that a 3-point all-ceramic bridge supported on a natural second premolar tooth and a two-pieces typical implant bears safely mastication loads. The finite element analysis showed that the implant splinted by all-ceramic zirconium bridge with the second premolar was safe under lateral mastication load, but there was found an overload at wide zone of bone tissue around the implant under the load of 800 N. The patients can safely masticate, but comminution of hard food should be avoided and they should be instructed that after such an indiscretion they need to contact a dental professional, because, in spite of integrity of the prosthesis, the bone tissue around the implant may fail and there is a hazard of intrusion of the tooth.

14

Wybrane zagadnienia współpracy UHMW PE z tkanką kostną

Sobociński M.

Przetwórstwo Tworzyw

|

2015

|

T. 21, Nr 3 (165)

294--296

PL

Praca obejmuje tematykę zastosowania endoprotez połowicznych obejmujących skojarzenie: głowa metalowa - naturalna panewka lub też głowa wykonana z UHMWPE i naturalna panewka. W pracy podano wyniki przeprowadzonych analiz mające na celu określenie parametrów współpracy tkanki z materiałami stosowanymi w implantologii. Określano opory tarcia w zamodelowanych układach oraz krzywe zużycia dla tych par trących.

EN

The paper includes the subject areas of application of partial endoprostheses composed of either metal head and natural cup, or UHMWPE head and natural cup. The paper includes empirical results of the analysis conducted to designate parameters of cooperation between the tissue and implanted materials. Friction resistances in modelled sets as well as curves of the wear have been assigned for the friction pairs.

15

Porowate poliuretanomoczniki do zastosowania jako podłoża w inżynierii tkankowej, wytwarzane metodą bezrozpuszczalnikową

Auguścik M., Ryszkowska J.

Elastomery

|

2015

|

T. 19, nr 3

17--25

PL

Przedmiotem badań były biodegradowalne poliuretanomoczniki do wykorzystania jako podłoża do hodowli tkanek kostnych. Badane materiały wytwarzano metodą prepolimerową z zastosowaniem wody jako środka przedłużającego makrocząsteczkę. Jako poroforu użyto NaCl oraz CO2. Zastosowana bezrozpuszczalnikowa metoda wytwarzania umożliwia otrzymanie podłoży o dużych rozmiarach i odpowiedniej strukturze porów. Materiały podłoży wytworzono z udziałem trzech rodzajów izocyjanianów: alifatycznego i dwóch cykloalifatycznych. Zastosowanie różnych izocyjanianów doprowadziło do uzyskania materiałów o zróżnicowanej strukturze i właściwościach. Największą sztywnością cechowały się poliuretanomoczniki z diizocyjanianu izoforonu. Materiały te zawierały największą ilość fazy krystalicznej. Podłoża z alifatycznego izocyjanianu cechowała najmniejsza toksyczność. Wszystkie materiały były bioaktywne.

EN

Biodegradable polyurethane ureas for use as substrates for bone tissue were studied. The test materials were prepared by using a prepolymer with water as a macromolecule extender. NaCl and CO2 were used as a porogen. The applied solvent-free method for the preparation of substrates makes it possible to obtain substrates of large size and a suitable pore structure. Substrate materials were prepared from three types of isocyanates, namely one aliphatic and two cycloaliphatic. The use of various isocyanates afforded the materials with different structures and properties. The highest rigidity was demonstrated by polyurethane ureas of isophorone diisocyanate. These materials contain the largest amount of crystalline phase. Aliphatic isocyanate substrates are characterized by the lowest toxicity. All materials are bioactive.

16

BoneCreo: a novel approach for generating a geometric model of the bone structure

Wrona A.

Acta of Bioengineering and Biomechanics

|

2015

|

Vol. 17, no. 3

3--12

EN

Bones, the fundamental part of the skeleton, are constantly subjected to many biological processes including growth, feeding and remodelling. Remodelling causes changes in bone structure that may be difficult to notice on a day-to-day basis but become significant over the longer time span. It acts on the cancellous and cortical bone tissue, causing alterations in thickness and spatial arrangement in the first and alternations in pore size in the second. In healthy individuals such changes are a part of the natural bone remodelling process explained by Wolff’s law. However, the direction of such changes is difficult to predict in patients in various pathological states in which bone health is affected. Here, we present a method to generate a computer based geometric model of the bone structure based on the cancellous tissue structure images. As a result we obtained a geometric model of the structure corresponding to the physical model of the cancellous bone. Such a model can be used in computer simulation to predict the remodelling changes in the healthy and pathological bone structures.

17

Zastosowanie analogii biologicznej do kształtowania postaci konstrukcyjnej elementów nośnych urządzenia egzoszkieletowego

John M., Skarka W.

Aktualne Problemy Biomechaniki

|

2014

|

z. 8

63--68

PL

W pracy omówiono jeden z problemów pojawiających się przy konstruowaniu egzoszkieletu. Omówiono możliwość zastosowania konstrukcji lekkich. Dokładniej skupiono się na strukturze opartej na budowie kości, strukturze typu sandwicz z rdzeniem typu pianoaluminium oraz na strukturze typu plaster miodu. Przedstawiono przeprowadzone już badania numeryczne oraz planowane. Na podstawie otrzymanych wyników zaproponowano wprowadzenie wzmocnień każdej ze struktur.

EN

This paper discusses one of the problems emerging in the design of the exoskeleton. Discussed the possibility of lightweight construction. More specifically focuses on the structure based on the bone structure, a sandwich-type structure with a core foam aluminum and type honeycomb structure. The paper presents numerical studies have been carried out and planned. On the basis of the results proposed the introduction of reinforcements for each property.

18

Zol-żelowe rusztowania biokompozytowe dla regeneracji tkanki kostnej

Bałtrukiewicz M., John Ł., Sobota P.

Engineering of Biomaterials

|

2013

|

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

46--48

PL

W ciągu ostatniej dekady nastąpił gwałtowny rozwój inżynierii biomateriałów, inspirowany rosnącym zapotrzebowaniem na materiały zastępujące chory bądź uszkodzony organ oraz stymulujące regenerację tkanek. Tematyka naszych badań, z pogranicza chemii oraz inżynierii materiałowej, dotyczy funkcjonalnych materiałów kompozytowych, należących do III generacji biomateriałów - materiałów bionicznych, które mogą być stosowane jako protezy układu kostnego człowieka. Naszych celem było opracowanie optymalnej metody funkcjonalizowania organiczno-nieorganicznych biomimetycznych materiałów kompozytowych, wcześniej otrzymanych i scharakteryzowanych w naszym zespole. [1] Materiały kompozytowe otrzymano techniką zol-żel, która zapewnia równomierną dystrybucję wprowadzonych substancji w matrycy, a następnie formowano w trójwymiarowe rusztowania (skafoldy, ang. scaffolds) techniką odlewania połączonego z wymywaniem cząstek, z użyciem cukru i węglanu amonu, jako porogenu i czynnika modyfikującego powierzchnię. [1] Trójwymiarowe skafoldy (RYS.1a i b) posiadają morfologię analogiczną do kości gąbczastej – system połączonych, otwartych porów o wielkości 150–300 μm oraz chropowatość w zakresie 0.2–7 μm - cechy te stwarzają możliwość adhezji i proliferacji komórek oraz stwarzają możliwość funkcjonalizowania. Wprowadzanie do matrycy czynników funkcjonalizujących, głównie cząsteczek organicznych, ma na celu wzbogacanie lub zmianę charakteru wyjściowego materiału np. zmianę rozpuszczalności materiału, lub efektywniejsze wiązanie czynników wzrostu czy leków. Najbardziej ciekawe z punktu widzenia medycyny regeneracyjnej są badania nad wprowadzaniem substancji farmakologicznie czynnych do matrycy kompozytowej, co prowadzi do otrzymywania układów o kontrolowanym dostarczaniu leków do miejsca przeznaczenia (DDS–ang. drug delivery system), a trójwymiarowe biomateriały układu kostnego wydają się być doskonałym nośnikiem dla cząsteczek leków. Biokompozyty zostały otrzymane techniką zol-żel z wykorzystaniem komponentów organicznych: poli(metakrylanu 2-hydroksyetylu) (HEMA) i etenylotrietoksysilanu (TEVS). Substraty zostały wybrane ze względu na obecność ugrupowań winylowych, które oprócz polimeryzacji z utworzeniem wiązań C-C, mogą tworzyć połączenia typu cross-linking –(-O-CH2-Si-O-)n, odpowiedzialne są za powstawanie mezoporowatej matrycy kompozytowej. Z kolei, obecność grup alkoksylowych w związku krzemu umożliwia hydrolizę i polikondensację z utworzeniem sieci połączeń –Si-O-Si– oraz grup silanolowych ≡Si-OH. Obecność tych ugrupowań inicjuje wymianę jonów pomiędzy płynem biologicznym a materiałem, co także umożliwi krystalizację związków bogatych w wapń i fosfor na amorficznej powierzchni kompozytu (głównie HAp) (RYS.2). Biorusztowania materiałów kompozytowych zostały także poddane procesowi syntetycznego pokrywania hydroksyapatytem (HAp), reakcja typu „one-pot” przeprowadzona była w nieskomplikowany i efektywny sposób. [4] Obrazy SEM (RYS.3) przedstawiają materiał równomiernie pokryty kryształami o kształcie przypominającym kwiaty („flower like shape”) - określenie to odnosi się do syntetycznego hydroksyapatytu. [3] Obecność grup ≡Si-OH na powierzchni badanych materiałów jest niezbędna dla procesu funkcjonalizowania, ponieważ grupy te oddziałują z cząsteczkami organicznymi, posiadającymi takie grupy funkcyjne jak aminowa czy hydroksylowa (R), tworząc wiązania wodorowe lub słabe oddziaływania (typu π-stacking). Matryca kompozytowa funkcjonalizowana była techniką współkondensacji („one-pot”) oraz sillilowania (RYS.4) z użyciem 3-aminopropylotrimetoksysilanu (APTMS) w atmosferze inertnej. Następnie wprowadzano substancje farmakologicznie czynne należące do grupy Niesteroidowych Leków Przeciwzapalnych (NLPZów) tj. ibuprofen i meloksykam (RYS.5). Wybór tych leków podyktowany był faktem występowania stanów zapalnych w miejscach implementowania protez. Otrzymane skafoldy kompozytowe scharakteryzowane zostały za pomocą rentgenowskiej dyfraktometrii proszkowej (PXRD), Spektroskopii w Podczerwieni (FT-IR), Spektroskopii UV-VIS, Skaningowej Mikroskopii Elektronowej (SEM-EDS) oraz Transmisyjnej Mikroskopii Elektronowej (TEM-EDS).

EN

Over the last decade there has been a rapid development of bio-engineering, inspired by the growing demand for materials to replace damaged parts of the body and stimulate tissue regeneration. Our research, on the border of chemistry and materials science, concerns the development of functional composite materials, belonging to the third generation of biomaterials - bionic materials, that can be used as an artificial human bone. Our research was focused on development an optimal, novel method of functionalization biomimetic organic-inorganic composite materials, previously obtained and characterized in our research team. [1] Materials were synthesized via the sol-gel technique, which allows even distribution of substances introduced into the composite matrix, and then formed as three-dimensional scaffolds using a particulate leaching technique in which sugar and ammonium caronate were used as porogen and factor for surface modyfication. [1]. Three-dimensional scaffolds (FIG.1a and b) possess morphology similar to the cancellous bone – the system of interconnected, open-pore size 150 - 300 μm and a surface roughness of 0.2 - 7 μm – these features provide an opportunity for cell adhesion and proliferation and create a great potential for functionalization process. Introduction of functionalization agents, mainly an organic molecules, enhance or modify the nature of the starting material, such as changing the solubility of material or more efficient binding of growth factors or drugs. The most attractive, from regenerative medicine point of view, are studies on introduction of a pharmacologically active substances into the matrix, which leads to controlled drug delivery systems (DDS) and a three-dimensional skeletal biomaterials provide an excellent carrier for drug molecules. The biocomposites were prepared by combining organic components: 2-hydroxyethylmethacrylate (HEMA) and triethoxyvinylsilane (TEVS) via sol-gel technique. This compounds were chosen because of the presence of vinyl groups, which in addition to C-C bonds, may form a cross-linking connections –(-O-CH2-Si-O-)n, which are responsible for the formation of silica, while presence of alkoxy groups (RO-) in a silicon precursor, allows hydrolysis and polycondensation to form –Si-O-Si– network and silanol ≡Si-OH moieties. Silanols initiate the exchange of ions between the biological fluid and the material, also enabling crystallization of hydroxyapatite (HAp) on the composite surface, which lead to bone growth and an effective recovery of the treated fragment (FIG.2). Biocomposite scaffolds were also coated with synthetic hydroxyapatite (HAp) in the one-pot reaction, carried out in a simple and efficient manner. [4] SEM images (FIG.3) show material that is densely and evenly covered with shape-like flower crystals, which refers to the synthetic hydroxyapatite. [3]. The presence of ≡Si-OH groups on the surface of the materials is essential for the process of functionalization, as these groups interact with organic molecules with functional groups (R), such as amine or hydroxyl, allowing hydrogen bond formation or π-stacking interactions, etc. depending on drug molecule nature. The composite matrix was functionalized via cocondensation and sililation techniques (FIG.4) using 3-aminopropyltrimethoxysilane (APTMS) in the inert atmosphere. Then the pharmacologically active substances were introduced - drugs belonging to the group of NSAIDs - ibuprofen and meloxicam (FIG.5). These drugs were chosen because of occurrence of inflammation after implementing dentures. Obtained materials were characterized by powder X-ray diffraction analysis (PXRD), Fourier transform infrared spectroscopy (FT-IR), Ultraviolet–visible spectroscopy (UV-VIS), scanning electron microscopy-energy-dispersive spectroscopy (SEM-EDS) and transmission electron microscopy-energy-dispersive spectroscopy (TEM-EDS).

19

Vibration characteristic of the femoral bone

Vosynek P., Navrat T., Houfek L.

Modelling and Optimization of Physical Systems

|

2012

|

z. 11

31--34

EN

The mechanical properties of the bone tissue are still important theme in many fields of the science. We can remind the problem of bone loss of astronauts in space, or osteoporosis, or quality of the bone remodelling after some trauma. So therefore the contribution deals with the different experimental method based on the vibrations, which could be useful for the investigation of the global mechanical properties of the bone tissue and the bone itself.

CS

Článek uvádí v souvislosti potřebu řešení biomechanických problémů v lidské společnosti. Konkrétně je zaměřena na oblast vibračnich charakteristik kostní tkáně, které mohou být nápomocny při určování její kvality v návaznosti na osteoporózu, připadně výsledek remodelačního procesu po traumatu. V článku jsou uvedeny dva přístupy k stanovení vibračních charakteristik. Pomocí rázového kladívka a budiče kmitů. Dále je vyšetřován vliv předzatižení a přenos vibrací přes závitové vložky, případně vruty.

20

Zmiany własności mechanicznych kości zwierzęcych w zależności od stopnia nawilżenia preparatu

Sadowska J., Kromka-Szydek M.

Aktualne Problemy Biomechaniki

|

2012

|

z. 6

111--116