Wyniki wyszukiwania - BazTech

1

Wpływ obróbki cieplnej hydroksyapatytu dotowanego tytanem (TiHA) na właściwości i zachowanie w warunkach in vitro kompozytów na bazie siarczanu(VI) wapnia i TiHA

Czechowska J., Paszkiewicz Z., Zima A., Pijocha D., Ślósarczyk A.

Materiały Ceramiczne

|

2011

|

T. 63, nr 4

758-764

PL

W ostatnich latach coraz większe zainteresowane budzą biomateriały do wypełniania ubytków kostnych wykazujące właściwości wiążące in situ. Obecnie na rynku dostępnych jest wiele komercyjnych produktów, jednak wciąż nie ustają próby zmierzające do wytworzenia nowego substytutu kostnego, o ulepszonych właściwościach mechanicznych i biologicznych. Materiały oparte na fosforanach(V) wapnia (włącznie z hydroksyapatytem, HA) cieszą się szczególnym zainteresowaniem ze względu na ich doskonalą biozgodność oraz bioaktywność. Siarczan(VI) wapnia od szeregu lat używany jest do celów klinicznych, a jako wypełniacz kostny jest dobrze tolerowalny przez organizm. W obecnych badaniach opracowano dwufazowy, wiążący substytut kostny na bazie siarczanu(VI) wapnia oraz dotowanego tytanem hydroksyapatytu. Do wytworzenia tego biomateriału użyto półwodnego siarczanu(VI) wapnia (CSH) oraz trzech proszków hydroksyapatytowych dotowanych tytanem (TiHA): surowego oraz kalcynowanych w 800 i 1250°C. Celem badań było określenie wpływu obróbki cieplnej hydroksyapatytu dotowanego tytanem na czas wiązania, właściwości mechaniczne oraz zachowanie w warunkach in vitro w sztucznym osoczu krwi (SBF) kompozytu opartego na siarczanie(VI) wapnia i TiHA. Rezultaty badań wskazują, że materiały wiążące TiHA-CS są biokompatybilne, łatwo kształtowalne oraz posiadają potencjalne zastosowanie do uzupełniania ubytków kostnych.

EN

Biomaterials with the self-setting in situ properties for the use in human bone tissue augmentation have attracted increasing attention in recent years. Currently many commercial products exist on the market, however the efforts still proceed to achieve a novel bone substitute with improved mechanical and biological properties. Calcium phosphate based materials, including hydroxyapatite (HA), have been of special interest due to their excellent biocompatibility and bioactivity. Calcium sulfate has also a long history of clinical use and it is known to be well-tolerated by organism when used as a bone filler. In this study, a biphasic, self-setting bone substitute was developed, basing on calcium sulfate and titanium doped hydroxyapatite. Calcium sulfate hemihydrate (CSH) and three different Ti doped hydroxyapatite powders (TiHA): raw and calcined at 800°C and 1250°C were used to form the new biomaterial. The aim of this study was to investigate how heat treatment of titanium doped hydroxyapatite influenced the setting time, mechanical properties and in vitro behaviour in simulated body fluid (SBF) of the calcium sulfate - TiHA composites. The results of our studies suggest that TiHA-CS self-setting materials are biocompatible, easily shapeable and have a potential to be applied for bone substitution.

2

Polimerowe i kompozytowe cementy kostne oraz materiały pokrewne. Cz. II. Kompozycje resorbowalne i wykazujące aktywność biologiczną

Łukaszczyk J., Śmiga-Matuszowicz M.

Polimery

|

2010

|

T. 55, nr 2

83-92

PL

Artykuł stanowi przegląd literatury (112 poz. lit.) dotyczący bioaktywnych cementów kostnych oraz biodegradowalnych kompozycji cementowych. Przedstawiono materiały wykazujące bioaktywność dzięki zawartości nieorganicznych napełniaczy nadających im właściwości osteokondukcyjne oraz cementy o właściwościach bakteriobójczych z udziałem różnego rodzaju antybiotyków. Opisano także różne metody otrzymywania biodegradowalnych cementów kostnych, mające na celu uzyskanie optymalnego materiału do tymczasowego wypełniania ubytków tkanki kostnej i jej wzmacniania w miejscach uszkodzeń mechanicznych lub wywołanych czynnikami chorobowymi. Scharakteryzowano skład i właściwości biodegradowalnych kompozycji opartych na poli(fumaranie 1,2-propylenu) (PPF) lub metakrylanowanych polibezwodnikach.

EN

This literature review (112 references) concerns bioactive bone cements and biodegradable cement compositions. The materials showing biological activity due to inorganic fillers giving them osteoconductive properties, and the cements with antibacterial properties containing various antibiotics were presented. Various methods of biodegradable bone cements preparation to reach the optimal materials for either temporary filling of bone tissue losses or bone tissue reinforcement at the places of mechanical or pathological injuries were described. The compositions and properties of biodegradable systems based on poly(1,2-propylene fumarate) (PPF) or methacrylated polyanhydrides have been characterized.

3

Badanie właściwości nowych utwardzalnych in situ biomateriałów sieciowanych z udziałem bezwodnika metakrylowego

Łukaszczyk J., Śmiga-Matuszowicz M., Jaszcz K., Kaczmarek M.

Polimery

|

2008

|

T. 53, nr 3

213-218

PL

W niniejszej pracy scharakteryzowano istotne, z punktu widzenia zastosowań jako cementy kostne, właściwości ciekłych utwardzalnych kompozycji, składających się z biodegradowalnego poli(bursztynianu 3-alliloksy-1,2-propylenu (PSAGE), bezwodnika metakrylowego oraz jednego z trzech metakrylanów: metylu (MMA), n-butylu (BMA) lub 2-etyloheksylu (EHMA). Oznaczono czas i maksymalną temperaturę utwardzania (Tmax), skład i zawartość frakcji rozpuszczalnej (mfr), wytrzymałość na ściskanie, moduł przy ściskaniu oraz przebieg degradacji hydrolitycznej w warunkach zbliżonych do fizjologicznych. Charakterystyka otrzymanych materiałów obejmowała również porównanie wybranych właściwości utwardzonych kompozycji cementowych na bazie PSAGE z właściwościami handlowego cementu kostnego przeznaczonego do wertebroplastyki - OSTEOPALUŽ V.

EN

In this study the selected properties of new liquid curable compositions, based on poly(3-allyloxy-1,2-propylene)succinate (PSAGE), methacrylic anhydride and one of three methacrylates: methyl (MMA), butyl (BMA) or 2-ethylhexyl methacrylate (EHMA), important from the application as bone cements point of view, were characterized. Curing time and maximum curing temperature (Tmax) were determined as well as the composition and content of soluble fraction (mfr), compressive strength and modulus of cured materials and the course of hydrolytic degradation in physiological like conditions. The characteristics of the materials obtained covered also the comparison of selected properties of cured PSAGE based cement compositions and commercial bone cement OSTEOPALŽ V purposed for vertebroplasty.

4

Wpływ zastosowanych płynów do zarabiania proszku o składzie: alfaTCP-DCPD na właściwości fizyczne i biozgodność otrzymywanych cementów kostnych

Karaś J., Pielka S., Paluch D., Ciołek L., Traczyk S.

Inżynieria Biomateriałów

|

2006

|

R. 9, nr 58-60

241-245

PL

Praca przedstawia wyniki badań cementów wapniowofosforanowych otrzymanych z komponentu o składzie alfaTCP-DCPD i płynów do jego zarabiania w postaci wody lub wodnych roztworów polimerów naturalnych lub innych substancji organicznych. Określono właściwości fizyczne cementów jak czas wiązania, wytrzymałość na ściskanie, jak i oceniono ich zarabialność, podatność na iniekcję i integralność w SBF. Przeprowadzono badania cytotoksyczności w bezpośrednim kontakcie z fibroblastami mysimi. Wykazano istotny wpływ płynów na właściwości fizyczne i biozgodność otrzymanych cementów.

EN

The paper presents results of research on calcium-phosphate cements obtained from alphaTCP-DCPD component and liquids used in cement mixing, such as water or aqueous solutions of natural polymers or other organic substances. Physical properties of cements such as: setting time, compressive strength have been determined and also their workability, injectability and integrity in SBF. Analysis of cytotoxicity in immediate contact with mouse fibroblasts has been performed. It was demonstrated that liquids significantly affect physical properties and biocompatibility of the obtained cements.

5

Różnice wytrzymałościowe wybranych cementów akrylowych

Szarek A., Szyprowski J.

Inżynieria Biomateriałów

|

2005

|

R. 8, nr 45

24--29

PL

Obecnie w medycynie stosuje się szereg różnych polimerów służących głównie jako wypełniacze. W ortopedii powszechnie używa się cement akrylowy PMMA (polimetakrylanu metylu) służący do mocowania endoprotezy wewnątrz kości. Producenci poszczególnych cementów podają różne parametry wytrzymałościowe dla danego rodzaju PMMA brak jest jednak właściwej korelacji miedzy nimi ze względu na zróżnicowane warunki przygotowania, polimeryzacji oraz przeprowadzania prób wytrzymałościowych. Z tego też powodu została podjęta próba porównania własności wytrzymałościowych i strukturalnych poszczególnych cementów kostnych stosowanych w ortopedii. Cement akrylowy użyty do badań miał skład chemiczny podany przez producenta, z zachowaniem odpowiedniej proporcji między polimerem a monomerem. Nie stosowano domieszek (wypełniaczy). Proces przygotowania cementu do badań prowadzony był zgodnie z instrukcją producenta. Dla wszystkich próbek zachowane zostały identyczne warunki polimeryzacji, przechowywania oraz przeprowadzenia próby wytrzymałościowej. Do badań przyjęto cztery najpopularniejsze obecnie cementy kostne produkowane przez czołowych producentów. Trzy z nich stosowane są z powodzeniem w ortopedii od kilku lat i są to: CEMEX RX - produkcja TECRES SPA, PALACOS R - produkcja SCHERING - PLOUGH INTERNATIONAL INC. KENILWORTH, NEW JERSEY, SIMPLEX P - produkcja HOWMEDICA LIMERICK, oraz nowej generacji cement PALAMED 40 - produkcja BIOMET MERCK. Do badań użyto oryginalnie zapakowane cementy z nieprzekroczonym terminem ważności. Opakowania zostały otworzone bezpośrednio przed wykonaniem próbek. Badania wytrzymałościowe prowadzone były na maszynie wytrzymałościowej, dla której prędkość zgniotu ustalona została na 60 [mm/min]. Do badań użyto dwóch rodzajów próbek, wykonanych zgodnie z normą ISO 5833 - "Implants for surgery - Acrylic resin cements". Próba wytrzymałościowa wykonana została 24 godziny po polimeryzacji masy akrylowej. Ze względy na specyfikę pracy cementu kostnego przeprowadzona została próba wytrzymałości na ściskanie. Poza badaniami wytrzymałościowymi przeprowadzona została również analiza mikrostruktury poszczególnych polimetakrylanów metylu. Analizie poddano także zjawiska zachodzące podczas ściskania oraz zachowanie się cementu po zakończeniu próby wytrzymałościowej (rozwarstwienie, kruchość, wielkość odłamów itd.). Wszystkie te zjawiska, zachodzące podczas cyklicznego obciążania cementu, mają decydujący wpływ na trwałość połączenia kości z trzpieniem oraz możliwość wykruszenia się drobin cementu i ich przemieszczanie się wewnątrz organizmu.

EN

Nowadays, the medicine uses several polymers as extenders. In orthopaedics, to fix an endoprosthesis inside a bone there is commonly applied the PMMA acrylic cement (polymetacrylan of methylene). Producers of certain cements give many strength parameters ofthe PMMA; they vary because the cements were prepared in different polymerisation and strength tests conditions. tt was the main reason why the efforts to compare the strength and structural properties of certain bone cements used in orthopaedics were taken. The chemical constitution of the acrylic cements used in research was prescribed by its producer and prepared preserving proportions between polymer and monomer. No fillers were used. The whole process of preparing the cement to use it for research was conducted strictly according to the rules given by the producer. Polymerisation and storing conditions as well as the strength tests were equal and identical for all of the samples (diagram 3). In the research there were used the most popular 4 bone cements produced by main manufacturers: CEMEX RX - by TECRES SPA, PALACOS R - by SCHERING-PLOUGH INTERNATIONAL INC. KENILWORTH, NEW JESREY, SIMPLEX P - by HOWMEDICA LIMERICK, and a brand new one: PALAMED 40 - by BIOMET MERCK. They were all originally packed and completely new. The boxes were opened right before usage. The strength tests were made on the strength machine with the cold work velocity of 60 [mm/min]. Two kinds of samples were used. They were prepared according to ISO 5833 - Implants for surgery - Acrylic resin cements". The strength test was made 24 hours after polymerising the acrylic mix. Because the bone cement is supposed to work in very particular conditions, there were 2 special tests carried: compression and two-support crushing. Except strength tests there were also analysed microstructures of particular polymetacrylans of methylene. All the phenomena that took place during the tests were also examined as well as the state of the cement right after the test (delamination, brittleness, size of the fragments, etc.) The process of crushing was also analysed (diagrams 1 and 2). Every phenomenon that took place while the cement was cyclically loaded had its crucial influence on durability of the bone - stem joint and on defragmentation of the cement and displacing the fragments inside the organism. To examine granularity and microstructures of some kinds of PMMA there had to be used microscope and a special computer programm for picture analysis FIGURE 1-4.

6

Polimerowe i kompozytowe cementy kostne oraz materiały pokrewne. Cz. I. Klasyczne cementy metakrylanowe i ich modyfikacja

Łukaszczyk J.

Polimery

|

2004

|

T. 49, nr 2

79-88

PL

Artykuł przeglądowy (76 poz. lit.) poświęcony klasycznym metakrylanowym cementom kostnym oraz rozwiązaniom mającym na celu uzyskanie maksymalnej trwałości materiału utwardzonego, minimalizację konieczności wykonania operacji rewizyjnej po wymianie stawu, jak również uzyskanie przydatności tego typu materiałów w innych przypadkach ortopedycznych. Omówiono skład i wymagania stawiane cementom kostnym, porównano właściwości mechaniczne tkanek twardych i materiałów stosowanych w ortopedii, a także scharakteryzowano problemy związane ze stosowaniem cementów metakrylanowych. Przedstawiono różne rozwiązania mające na celu poprawienie właściwości użytkowych materiałów typu cementów kostnych oraz dostosowanie ich do celów innych niż artroplastyka. Rozwiązania sprowadzają się do modyfikacji procedury aplikacyjnej, modyfikacji fizycznej - np. wprowadzenie wypełniaczy włóknistych bądź zmiana składu granulometrycznego lub udziałów składnika ciekłego i proszkowego - oraz różnych modyfikacji chemicznych polegających na zmianie składu chemicznego cementu. Modyfikację chemiczną realizowano w wyniku wprowadzenia zamiast klasycznego układu inicjującego nadtlenek benzoilu-dimetylotoluidyna innych układów inicjujących, zastąpienia w składniku proszkowym PMMA innymi polimerami oraz zastąpienia całości lub części metakrylanu metylu w składniku ciekłym cementu innymi monomerami, mianowicie wyższymi metakrylanami, metakrylanami z grupami funkcyjnymi, w tym hydroksyalkilowymi, oraz dimetakrylanami alifatycznymi i aromatycznymi, np. znanym z kompozytowych wypełnień dentystycznych 2,2'--bis[4-(2-hydroksy-3-metakryloiloksypropoksy)fenylolpropanem (bis-GMA).

EN

A review (76 references) of the classical methacrylic osseous cements and the solutions aimed to maximize the durability of cured materials, to minimize the necessity of hip arthroplasty revision as well as to find of such materials usefulness in the other orthopedic cases, was done. The compositions and requirements concerning the bone cements have been discussed (Table 1). Mechanical properties of rigid tissues and the materials used in orthopedics (Table 2) have been compared. The problems related to methacrylic cements' use were presented. Various ideas focused on the improvement of application properties of the bone cements' type materials as well as on their readjustments to the other than arthroplasty aims were presented. The solutions based on the modification of application procedure, physical modification - e.g. introduction of fibrous fillers, changes of granu-lometric composition or liquid or powder component parts - or chemical modifications based on the cement chemical composition change. Chemical modification was realized by replacing of the classical initiation system: benzoyl peroxide - dimethyltoluidine with another initiation systems, replacing of PMMA, in powder component, with another polymers as well as total or partial replacing of methyl methacrylate in a liquid part of cement with another monomers (Table 3). These monomers are chosen from higher methacrylates, methacrylates with functional groups including hydroxyalkyl ones, and aliphatic or aromatic dimethacrylates e.g. 2,2'-bis[4-(2-hydroxy-3-methacryloiloxypropoxy) phenyl] propane (bis-GMA), known from composite dental fillings.

7

Struktura i właściwości mechaniczne domieszkowanych cementów kostnych

Nowacki J., Sajek A.

Inżynieria Materiałowa

|

2003

|

R. XXIV, nr 6

659-662

PL

W artykule opisano wpływ domieszki wodnego roztworu kalcytoniny łososiowej (Calcitonin 100) na właściwości mechaniczne i zmiany strukturalne akrylowego cementu kostnego Surgical Simplex (R) P. W celu opisania powyższej zależności zastosowano statyczną próbę ściskania i próbę zginania. Próby były przeprowadzone dla próbek w zakresie zawartości domieszki 0/10 ml, w temperaturach 20/40 stopni Celsjusza i przy szybkości odkształcenia 2/10 mm/min. Do ustalenia wpływu poszczególnych warunków prób wytrzymałościowych na otrzymane wyniki posłużono się metodami statycznymi wyznaczając odpowiednie modele. Zmiany strukturalne wywołane domieszką preparatu określono analizując zdjęcia powierzchni przełomów zginanych próbek. Zdjęcia wykonano metodą elektronowej mikroskopii skaningowej. Wyniki badań ukazują spadek właściwości mechanicznych kompozycji wraz ze zwiększaniem się domieszki preparatu, czego powodem jest zwiększenie liczby porów, w których lokalizuje się roztwór.

EN

The aim of this study was to determine the mechanical properties of acrylic bone cement (Surgical Simplex (R) P) modified by salmon calcitonin water solution (Calcitonin 100). The three-point bending test was used to measure the flexural strength and flexural modulus of cement, and the compression tests were used to measure the compression strength and modulus. The measurements have been made over a range of solution addition 0/10 ml, temperatures 20/40 degrees centigrade and strain rate 2/10 mm/min. Mathematical models were applied to experimental dissolution data revealing dependence of the mechanical tests conditions. One test specimen for each group was examined by a scanning electron microscope (SEM) to determine the microstructure modification and distribution of Calcitonin 100 in the structure. The results suggested that the bone cement modification decreases mechanical properties.