Wyniki wyszukiwania - BazTech

1

Viscoelastic polyurethane foams with the addition of mint

Auguścik-Królikowska Monika, Ryszkowska Joanna, Szczepkowski Leonard, Kwiatkowski Dominik, Kołbuk-Konieczny Dorota, Szymańska Joanna

Polimery

|

2020

|

T. 65, nr 3

196--207

PL

Oceniono możliwości otrzymywania lepkosprężystych otwartokomórkowych pianek poliuretanowych z zastosowaniem napełniacza naturalnego w postaci liści mięty. Wytworzono pianki kompozytowe zawierające 10–30% mas. liści mięty. Scharakteryzowano budowę chemiczną, strukturę, właściwości termiczne i wytrzymałościowe uzyskanych pianek. Stwierdzono, że zastosowany napełniacz, zawierający 7% mas. wody, powoduje istotne zmiany w charakterystyce pianek. Wraz ze wzrostem zawartości mięty zwiększał się udział wiązań mocznikowych i wodorowych w budowie otrzymanych pianek kompozytowych, zwiększyła się też ich twardość i współczynnik komfortu. Wprowadzenie napełniacza zawierającego znaczną ilość wody spowodowało również zmianę porowatości igrubości ścianek porów w kompozytowych piankach, co z kolei skutkowało znacznym zwiększeniem odkształceń trwałych.

EN

The article presents an assessment of the possibilities of producing viscoelastic open cell polyurethane (PUR) foams produced with a natural filler in the form of mint leaves. PUR foams containing from 10 to 30 wt % of mint were produced. Chemical structure, thermal and mechanical properties of the foams were assessed. It was found that the filler containing 7 wt % of water caused significant changes in the foam characteristics. In composite foams, the content of urea and hydrogen bonds increased with higher mint contents. The hardness and comfort factor of composite foams also increased. The introduction of a filler containing a significant amount of water caused a change in the porosity and wall thickness of composite foams resulting in a significant increase in their permanent deformations

2

Plasma surface alloying and post depositional electrochemical treatment of titanium as a new concept of biomaterial properties modiﬁcation

Miklaszewski A., Jurczyk M.

Inżynieria Materiałowa

|

2013

|

Vol. 34, nr 3

180--184

EN

This work presents a new concept of titanium surface properties modiﬁcation by duplex treatment: plasma surface alloying (PSA) and post depositional electrochemical treatment (ET). Signiﬁcant improvement in hardness from 180 HV for original titanium substrate to 900 HV for surface layer obtained by plasma alloying with smooth reduction proﬁle in the cross section was observed. Proposed post depositional electrochemical treatment in phosphoric acid electrolyte resulted in developed surface formation. Corrosion resistance tests of plasma alloyed and post electrochemically treated surface was presented. Surface roughness of obtained specimens was measured. In vitro cytocompatibility test was evaluated on obtained surface layers and compared with a conventional microcrystalline titanium. Normal human osteoblast (NHOst) cells from Lonza (CC-2538) were cultured on the disks of the materials and cell growth was examined. The results suggest that unique microstructure obtained after plasma alloying and post depositional anodic treatment consist of TiB phase dispersed in α-Ti matrix displays good cytocompatibility, compared to that of microcrystalline titanium. Cultures of human osteoblast-like cells revealed no signiﬁcant difference in initial cell attachment among the various surfaces roughness however, cell spread was greater on rough surfaces than on smoother ones. It can be concluded that proposed concept of duplex treatment provide enhancement of surface properties of biomaterials by chemical composition change, obtained microstructure and roughness increase.

PL

Praca prezentuje nową koncepcję modyfikacji właściwości warstwy wierzchniej tytanu przez zastosowanie dwustopniowego procesu stopowania plazmowego oraz obróbki elektrochemicznej. Zaobserwowano znaczący wzrost twardości 900 HV analizowanej warstwy powierzchniowej wraz z łagodną redukcją do podłoża 160 HV. Zaproponowany proces obróbki elektrochemicznej uzyskanych warstw powierzchniowych w środowisku kwasu fosforowego prowadził do rozwinięcia powierzchni właściwej. Zaprezentowano wyniki badania odporności korozyjnej warstw powierzchniowych stopowanych plazmowo oraz następnie modyﬁkowanych elektrochemicznie. Określono podstawowe parametry chropowatości proﬁli powierzchni modyﬁkowanych. Dokonano oceny cytokompatybilności in vitro, porównując uzyskane kultury z warstw powierzchniowych z mikrokrystalicznym tytanem. Obserwacji poddano 1 dniowy wzrost hodowli ludzkich komórek osteoblastów (NHOst) ﬁrmy Lonza (CC-2538) dla analizowanych powierzchni. Uzyskane wyniki badań modyﬁkowanych warstw powierzchniowych metodą stopowania plazmowego, a następnie obróbki elektrochemicznej wykazują w porównaniu z mikrokrystalicznym tytanem dobrą cytokompatybilność. Obserwowane kultury ludzkich komórek osteoblastów nie wykazują znaczących różnic w początkowej fazie tworzenia więzi z podłożem, pomimo występujących różnic w chropowatości powierzchni. Zauważono jednak, że rozprzestrzenianie się powierzchniowe komórek było większe na powierzchniach o większych parametrach chropowatości. Można wnioskować, że zaproponowane podejście dwustopniowe zapewnia poprawę właściwości powierzchni biomateriałów przez zmianę składu chemicznego, uzyskaną mikrostrukturę oraz wzrost chropowatości powierzchni.

3

Ocena cytozgodnosci in vitro ceramicznych substytutów tkanki kostnej opartych na α-TCP

Noga M., Olkowski R., Lewandowska-Szumieł M., Siek D., Czechowska J., Zima A., Ślósarczyk A.

Engineering of Biomaterials

|

2012

|

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

90--91

PL

Fosforany wapnia (CaPs) ze względu na ich mineralogiczne podobieństwo do nieorganicznego składnika kości oraz zdolność do tworzenia bezpośredniego wiązania z tkanką kostną stanowią obiecującą grupę biomateriałów kościozastępczych. W celu sprawdzenia cytozgodności potencjalnych materiałów implantacyjnych stosuje się wiele różnych testów analizujących zmiany w integralności błony komórkowej, aktywności enzymów związanych z metabolizmem komórki czy też zdolności do proliferacji. Pozytywny wynik cytozgodności in vitro pozwala na dopuszczenie materiału do dalszych badań in vivo. Celem niniejszej pracy była ocena cytozgodności in vitro cementów kostnych opartych na fosforanie wapnia w odmianie krystalograficznej а (α-TCP). Wykonano badania cytozgodności następujących materiałów ceramicznych typu cementowego oznaczonych jako: T-AP (na bazie α-TCP), TK-APi TK-CM (na bazie α-TCP i kalcytu) oraz AHT-M i CHMT-M (opartych na α-TCP i hydroksyapatycie dotowanym odpowiednio srebrem lub magnezem). Do badania cytotozgodności materiałów wykorzystano linię komórek MG-63. Komórki te posiadają fenotyp osteoblastów we wczesnej fazie różnicowania i stanowią model komórek kostnych w badaniach in vitro. Wszystkie rodzaje próbek zasiedlono komórkami MG-63, a po 48 godz. hodowli oznaczono aktywność metaboliczną komórek za pomocą testu XTT. Część próbek ceramicznych poddano przed zasiedleniem godzinnej preinkubacji w pożywce hodowlanej. Ponadto wykonano pomiar stężenia jonów wapnia w pożywce pobranej z hodowli komórek na próbkach ceramicznych oraz w pożywce, w której przez 24 godz. ekstrahowane były materiały. Komórki MG-63 hodowano w obecności wyciągów z materiałów ceramicznych o stężeniu 100% (pełen wyciąg), 50%, 25%, 12,5% i 0% (czysta pożywka hodowlana). Aktywność metaboliczną komórek zbadano po 24 i 48 godzinach hodowli za pomocą testu XTT. Komórki poddano także obserwacji mikroskopowej. Przeprowadzono ciągłą obserwację mikroskopową komórek w kontakcie z każdym z materiałów. Komórki wysiano do 48-studzienkowej płytki hodowlanej, a następnie w studzienkach umieszczono próbki ceramiczne i przez 72 godziny rejestrowano obraz w hodowli komórek. Materiały oznaczone jako T-AP, TK-AP, AHT-M, CHMT-M obniżały zawartość jonów wapniowych w pożywce hodowlanej. TK-CM nie zmieniał stężenia tych jonów w medium hodowlanym. Komórki MG-63 hodowane bezpośrednio na próbkach ceramicznych wykazały niską aktywność metaboliczną na wszystkich zbadanych materiałach. Jednak preinkubacja materiałów w pożywce hodowlanej częściowo poprawiła przeżywalność komórek. Aktywność metaboliczna komórek hodowanych na materiałach T-AP, TK-AP i TK-CM poddanych preinkubacji wzrosła kilkukrotnie w stosunku do nieinkubowanych materiałów. Wyciągi z badanych materiałów ceramicznych cechowały się wysoką cytozgodnością we wszystkich rozcieńczeniach badanych roztworów. Obserwacja w czasie rzeczywistym komórek MG- 63 hodowanych w obecności materiałów ceramicznych pokazała, że badane próbki nie miały negatywnego wpływu na zachowanie się i morfologię komórek. Cytozgodność wszystkich badanych materiałów w hodowli komórek z ekstraktami z próbek ceramicznych pokazała, iż obniżenie stężenia jonów wapnia w pożywce hodowlanej nie miało negatywnego wpływu na przeżywalność i zachowanie się komórek MG63. Niska aktywność metaboliczna komórek w hodowli w bezpośrednim kontakcie w porównaniu z obserwacją w czasie rzeczywistym może wynikać z mniejszej objętości pożywki hodowlanej, a przez to większej ekspozycji komórek na nierównowagę jonową w medium hodowlanym. Przeżywalność komórek in vitro w kontakcie z materiałami ceramicznymi była znamiennie wyższa w układach eksperymentalnych w większej objętości medium. Ponadto preinkubacja przebadanych próbek poprawiła aktywność metaboliczną komórek hodowanych na materiałach, co nasuwa możliwości optymalizacji warunków hodowli in vitro. Na podstawie wyników hodowli w bezpośrednim kontakcie z materiałami po wcześniejszej preinkubacji zauważono, że komórki hodowane na próbkach na bazie α-TCP oraz α-TCP i kalcytu charakteryzowały się większą przeżywalnością w porównaniu z komórkami wysianymi na materiałach opartych na α-TCP i hydroksyapatycie.

EN

Due to their mineralogical similarity to the inorganic component of bone and the ability to bond with bone tissue phosphates of calcium (CaPs) are a promising group of bone substitutes. In order to investigate cytocompatibility of potential implant materials there are a wide range of tests analyzing changes in cell membrane integrity, activity of enzymes associated with cell metabolism or the ability of cells to proliferation. A positive outcome of in vitro cytocompatibility allows to perform in vivo study of tested materials. The aim of this work was to evaluate in vitro cytocompatibility of bone cements based on calcium phosphate with a crystal structure (α-TCP). Cytocompatibility of the following cement materials has been tested: T-AP (based on α-TCP), TK-AP, TK-CM (based on α-TCP-calcite) AHT-M, CHMT-M (based on α-TCP and hydroxyapatite with addition of silver or magnesium) MG-63 cell line has been used to investigate cytotoxicity of ceramics. MG-63 is human osteosarcoma cell line with phenotype of osteoblasts at an early stage of differentiation. All types of ceramic materials were seeded with MG-63 cells and after 48h of in vitro culture metabolic activity has been tested with XTT test. Some ceramic samples were also pre-incubated for 1 hour in the culture medium before seeding. In addition, media from culture and extracts from ceramics were collected and calcium ion concentration was measured. MG63 cells were cultured with different concentrations of ceramic extracts (100% - complete extract, 50%, 25%, 12,5%, 0% - pure medium). After 24 and 48h metabolic activity of cells has been investigated with XTT test. Cells were also observed in light microscopy. To investigate influence of ceramic materials on MG-63 cells continuous microscopic observation was performed. Cells were seeded into 48-well culture plates, then ceramic samples have been placed into wells and photos of wells were captured during 72 hours long cell culture. Materials designated as T-AP, TK-AP, AHT-M and CHMT-M diminished calcium ion concentration in the culture medium, while TK-CM did not alter the calcium concentration. MG-63 cells cultured directly on samples exhibited low metabolic activity in all cases. Pre-incubation of materials in the medium partially enhanced cell survival. Extracts made of the examined materials are characterized by high cytocompatibility in all dilutions of tested solutions. Real-time observation of MG-63 cells cultured in the presence of ceramic materials did not reveal any negative impact of the samples on cell behavior and morphology. We observed the difference between the results of cytotoxicity tests performed on direct and indirect contact in vitro culture. Cytocompatibility of extracts made of the tested ceramics showed that decreasing of the calcium ion concentration in the culture medium did not have negative influence on survival and the behavior of MG63 cells. Lower metabolic activity of cells cultured directly on materials in comparison with the real-time observation of culture may be due to a smaller volume of culture medium, and thus greater exposure of cells to an ionic imbalance in the culture medium. Cell survival in contact with the ceramic materials was significantly higher in the experimental system with a larger volume of medium. In addition, preincubation of tested samples improved the metabolic activity of cells cultured on the materials. Positive effect of sample pre-incubation in medium enables the possibility to optimize the culture conditions in vitro. The results of culture on the preincubated materials showed that cells seeded on the samples based on α-TCP and α-TCP and calcite exhibited higher survival compared to cells cultured on materials based on α-TCP and hydroxyapatite.

4

Badanie cytokompatybilności kopolimerów ε-kaprolaktonu i TMC z wykorzystaniem hodowli ludzkich chondrocytów

Orchel A., Jelonek K., Pastusiak M., Mizera D., Kasperczyk J., Dzierżewicz Z.

Engineering of Biomaterials

|

2010

|

Vol. 13, no. 96-98

58--61

5

Modyfikacja powierzchni z tlenku glinu azotkiem tytanu w aspekcie zastosowań medycznych

Obłąkowska D.

Problemy Eksploatacji

|

2000

|

nr 2

229-254

PL

Celem pracy było zbadanie możliwości modyfikacji powierzchni implantu metalowego - Ti i ceramicznego - Al2O3 - różnym pod względem właściwości fizykochemicznych materiałem TiN. Modyfikacja powierzchni materiału implantacyjnego miała na celu poprawę: a) biokompatybilności; b) cytokompatybilności - obniżenie stopnia cytotoksycznego wpływu materiału ma tkanki żywe; c) hemokompatybilności; d)tromborezystywności; e)obniżenie toksyczności i właściwości alergizujących; f) możliwości łączenia implantu z tkankami żywymi - przyspieszenie tzw. procesu akceptacji sztucznego materiału przez tkanki żywe organizmu - tzn. obniżenie możliwości tzw. odrzutu implantu przez organizm; g) ułatwienie i skrócenie czasu operacji; h) przyspieszenie: tzn. procesu regeneracji uszkodzonego narządu oraz przejęcie funkcji biologicznych przez implant, tzn. całkowitego przejęcia wymaganych funkcji biologicznych organizmu np. usuniętej (zniszczonej) tkanki przez materiał implantacyjny; i) wydłużenie tzw. czasu spełniania funkcji biologicznych przez implant, tzn. wydłużenie czasu tzw. "życia implantu". Spełnienie ww. funkcji przez implant wymagało tzw. poprawy właściwości tribologicznych materiału przez zastosowanie warstwy TiN nanoszonej na powierzchnię z tlenku glinu dwoma metodami CVD i PVD.

EN

Biological materials- biomaterials are of obvious importance in furthering the development of nanotechnology, in expanding the capabilities of Materials Science and Engineering, and perhaps ultimately in integrsting biological materoals- biomaterials with existing semiconductor or other inorganic technologies. Some of most exciting future directions for materials research in my investigations lie at the intersection of biology and more traditional materials research. Research in Surface Chemistry Branch is principally directed to: 1) increasing our basic understanding of the chemical, mechanical and electronic proper-ties surface; 2) studying interactions of photons, electrons, ions and other reactive species with surfaces; 3) developing new techniques to analyze: surface - interface composition, structure and chemical kinetics at the atomic, and molecular level; 4) developing techniques for modifying sutface properties and delineating nanostructures; 5) producing modified surface (films) coatings with unique properties to provide such things as microchemical detection, wera resistance, oxidation stability; 6) applying the new understanding and analytical techniques to problems of importance to the implantology, such as the modification of metal/ceramic surface to reduce wear and corrosion; and 7) exploring new technologies to detect and eliminate environmental hazards in the atmosphere.