Nowa wersja platformy, zawierająca wyłącznie zasoby pełnotekstowe, jest już dostępna.
Przejdź na https://bibliotekanauki.pl
Preferencje help
Widoczny [Schowaj] Abstrakt
Liczba wyników

Znaleziono wyników: 11

Liczba wyników na stronie
first rewind previous Strona / 1 next fast forward last
Wyniki wyszukiwania
help Sortuj według:

help Ogranicz wyniki do:
first rewind previous Strona / 1 next fast forward last
PL
W celu poprawy własności mechanicznych implantów kostnych a także chęci odtworzenia rozwiązań wypracowanych przez naturę stale prowadzi się poszukiwania nowych materiałów i technologii wytwórczych. W artykule przedstawiono badania nad rusztowaniami hydroksyapatytowymi (HA) i kompozytowymi o kontrolowanej porowatości wykonanymi metodą Robocasting. Celem badań było wytworzenie materiału bazującego na rusztowaniach HA naśladującego strukturalnie naturalną kość, która zbudowana jest z dwóch głównych składników: organicznej macierzy, składającej się głównie z jednorodnie zorientowanych włókien kolagenowych stanowiących ok. 30wt% i porowatego szkieletu mineralnego zbudowanego z fosforanów wapnia (HA) – ok.70wt%. Dzięki takiej budowie kość jest lekka i sztywna a jednocześnie zachowuje elastyczność w pewnym zakresie. To stanowi o jej naturalnej odporności na obciążenia dynamiczne. Porowate rusztowania bioceramiczne, w dużo większym stopniu niż bioceramika gęsta, podatne są na uszkodzenia związane z obciążeniami dynamicznymi. Ich kruchość stanowi poważny problem i znacząco ogranicza stosowanie takich materiałów. Z tego powodu poszukuje się sposobów polepszających ich własności wytrzymałościowe. Opierając się na zasadach biomimetyzmu zdecydowano o wykonaniu kompozytu ceramiczno-polimerowego.
EN
The quest for a better bone implant and mimicing the nature led to a new material preparation. This article presents further research on Robocasting and controlled porosity bioceramic scaffolds. The aim was to fabricate a compo-site material based on hydroxyapatie scaffold. Because natural bone consists of two main compounds: mineral matrix (hydroxyapatite ≈70%) and organic part (mostly collagen fibrils ≈30%). It was decided to strengthen pure HA robocasted scaffolds with the poly-lactide L-glicolide (PGLA 85/15) which is resorbable polymer widely used in medical applications. HA scaffolds were embedded in PGLA. Newly produced composites were tested and results were compared with pure HA scaffolds. Structural and mechanical testing was conducted. It was observed that HA/PGLA composite has much higher values of Fmax and σ when compared with pure HA. Important fact which has to be highlighted is that after compressive test pure HA samples turned into rubble whereas HA/PGLA stayed coherent and kept their shape.
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.
PL
Zainteresowanie środowiska przemysłowego klasycznymi algorytmami regulacji, dającymi akceptowalne wyniki pracy i stabilność w odniesieniu do zmiennych warunków otoczenia, wciąż jest bardzo duże. W artykule opisano wybrane inżynierskie metody doboru nastaw regulatora PID. Przedstawiono implementację sprzętową jednej z nich (metoda ÅströmaHägglunda) w sterowniku programowalnym PLC, umożliwiającą automatyczny dobór nastaw regulatora. Na podstawie symulacji w pętli sprzętowej liniowego układu regulacji PID dokonano analizy porównawczej pracy tego układu dla nastaw regulatora obliczonych trzema metodami inżynierskimi.
EN
Industrial environments are still interested in classic control algorithms: providing acceptable results of the work and stability in relation to changing environmental conditions. This paper includes the description of heuristic tuning methods for the widely used PID. There’s also shown Åström-Hägglund (relay) automatic tuning algorithm implemented in Programmable Logic Controller. Results of experiments were obtained from simulations using dynamic plant model in Hardware In the Loop technique. Simulation tests presents control results for the dynamic plant.
PL
Artykuł jest kolejną częścią prezentującą wyniki badań mechanicznych wielofunkcyjnych resorbowalnych płytek zespalających. Testy dotyczyły wyznaczenia wytrzymałości zmęczeniowej płytek ze-spalających w warunkach symulujących rzeczywiste warunki pracy. Określenie tego parametru, zwłaszcza w elementach poddawanych obciążeniom zmiennym w czasie, jest bardzo ważne ze względu na możliwość wystąpienia w materiale zmian strukturalnych np.: umocnienia odkształceniowego czy rozwoju defektów prowadzących do zniszczenia elementu. Materiały kompozytowe o osnowie polimerowej modyfikowane cząstkami ceramicznymi są stosunkowo czułe na tego typu obciążenia. Kolejnym aspektem, który musi być uwzględniony przy opisie i charakterystyce mechanicznej przedmiotowych implantów jest środowisko, w jakim się one docelowo znajdą. Temperatura, pH oraz skład chemiczny to czynniki bezpośrednio wpływające na sposób i tempo degradacji polimeru resorbowalnego. Degradacja z kolei wpływa na charakterystyki wytrzymałościowe osłabiając materiał. W prezentowanych badaniach zastosowano modelowe zespolenie, w którym rolę odłamów kostnych pełniły specjalnie przygotowane bloczki z PMMA, do których za pomocą śrub metalowych przymocowana była testowana płytka. Tak przygotowany układ mocowano w maszynie zmęczeniowej i poddawano cyklicznemu rozciąganiu. Zastosowano dwa warianty badania: pierwsze, gdzie modelowe zespolenie obciążano „na sucho” bez obecności płynów symulujących środowisko biologiczne; i drugi, gdzie modelowe zespolenie umieszczano w zamkniętym zbiorniku, wypełnionym płynem symulującym środowisko biologiczne. Jako medium zastosowano płyn Ringera podgrzewany do temperatury ~37°C.Na podstawie otrzymanych wyników stwierdzono, że płytki badane „na sucho”, cechowały się inną charakterystyką niż płytki wystawione na oddziaływanie symulowanego środowiska biologicznego.
EN
The article is part of a series of publications presenting the results of mechanical tests of multi-functional resorbable fixation plates. Tests were con-ducted on prototype plates in conditions simulating natural biological environment. The examinations were meant to assess the so-called “implant working time” or fatigue strength of the fixation plates. This parameter is particularly important in the case of elements subjected to time-varying loads due to the possibility of alterations to the material structure, strain strengthening or development of defects leading to the implant failure. Composite materials consisting in a polymer matrix modified with ceramic particles are quite sensitive to variable loads. Moreover, the complex geometry of the tested plates makes them more vulnerable to destruction with the critical cross-sections located at the fixing holes. Another key aspect is the biological environment where the implants will perform their functions. The temperature, pH and chemical composition are factors directly affecting the way and rate of degradation of the resorbable polymer. Degradation affects the strength characteristics, obviously weakening the material. The tests were performed on a model composed of PMMA blocks playing the role of bones with the tested plate attached with metal screws. The model was mounted in a fatigue machine and subjected to cyclic stretching. Two variants of the examinations were performed. Firstly, the model was tested in “dry” conditions; secondly - in a closed container filled with fluids simulating the biological environment (the Ringer’s solution heated to ~37°C used as the medium). The results revealed that the plates tested in “dry” conditions were endowed with different characteristics as compared to the plates exposed to the simulated biological environment.
PL
Celem przeprowadzonych badań było uzyskanie nowego wielofunkcyjnego biomateriału do regeneracji tkanki kostnej, spełniającego wymagania stawiane przez nowe trendy w medycynie regeneracyjnej. Biorąc pod uwagę wymagania związane ze zgodnością biologiczną oraz minimalną szkodliwością implantu dla organizmu ludzkiego, z grupy dostępnych naturalnych i syntetycznych polimerów jako najbardziej obiecujący wybrany został chitozan. Chitozan jest coraz częściej używanym polimerem w zastosowaniach medycznych, takich jak: opatrunki, systemy dostarczania leku, system dostarczania genów, podłoża do regeneracji kości i tkanek miękkich, itp. Istotną zaletą chitozanu jest jego zdolność do tworzenia fazy hydrożelowej i ta właściwość jest wykorzystywana przez naukowców do uzyskiwania nowych biomateriałów. Obecnie hydrożele są używane w zastosowaniach sensorycznych wykorzystujących sygnały temperaturowe, pH, siły jonowej, jonowe czy przyłożonego zewnętrznego pola magnetycznego do wywołania oczekiwanej odpowiedzi. W niniejszej pracy został zastosowany syntetyczny nanokrzemian warstwowy pod nazwą handlową Laponite® XLS zamiast powszechnie stosowanych organicznych środków sieciujących często szkodliwych dla pacjenta. Uzyskane próbki zostały scharakteryzowane za pomocą różnicowej kalorymetrii skaningowej (DSC), spektroskopii w podczerwieni z transformacją Fouriera (FT-IR), dyfrakcji rentgenowskiej oraz testu nasiąkliwości. Do wstępnego określenia bioaktywności materiałów zastosowano test w warunkach in vitro zaproponowany przez Kokubo. Uzyskane dane poddane ocenie i szczegółowej analizie dały pozytywne i obiecujące wyniki.
EN
The aim of the study was to obtain novel multifunctional biomaterials for bone tissue regeneration fulfilling the requirements imposed by new trends in regenerative medicine. Taking into account that implant has to be biocompatible and less harmful to humans, from a group of available natural and synthetic polymers chitosan was chosen as one of the most promising biomaterials. Chitosan is more and more commonly used in medicine for wound dressings, drug delivery systems, gene delivery systems, scaffolds for bone and soft tissue regeneration etc. Important advantage of chitosan is its ability to create hydrogel phases and this property is used by scientists to obtain novel biomaterials. Nowadays hydrogels are commonly used in sensing applications using temperature, pH, ions, ionic strength or external magnetic field mechanisms to trigger the desired response. Having regarded patient care, synthetic nanoclay (trade name Laponite® XLS) was applied instead of commonly used organic cross--linkers. Obtained specimens were characterized by differential scanning calorimetry (DSC), Fourier Transform Infrared Spectroscopy (FT-IR), X-ray diffraction and water soaking test. The in vitro test proposed by Kokubo was performed to determine bioactivity of the materials. Obtained data were analyzed in detail and provided positive and promising information.
PL
W artykule przedstawiono nowatorską metodę umożliwiającą wytwarzanie struktur przestrzennych - Robocasting (drukowanie przestrzenne) do budowania bioceramicznych porowatych materiałów implantacyjnych. Celem prowadzonych badań jest wytworzenie idealnie dopasowanego implantu do konkretnego pacjenta pod względem budowy, struktury i funkcji. Takie wszczepy mogą być wykorzystane np. : w chirurgii rekonstrukcyjnej - ubytki tkanki kostnej będące następstwem zmian nowotworowych, urazowych itp. Zaprezentowano sposób przygotowania materiału wsadowego poprzez przeprowadzenie proszku ceramicznego do postaci gęstej mieszaniny - pasty. W badaniach użyto proszku hydroksyapatytu jako najbardziej odpowiedniego do zastosowań medycznych. Przy pomocy omawianej techniki wydrukowano kilka rodzajów próbek, które poddano procesowi wypalania. Pokazano wyniki wstępnych badań strukturalnych.
EN
In the article novel rapid prototyping technique - Robocasting - as a method for porous bioceramic scaffolds assembling is presented. The research of focused on personalized implant fabrication individually designed for a specific patient (shape, structure, properties, biocompatibility). For the base material hydroxyapatite was chosen because of its possible medical application. Plastic or reconstructive surgery is a field of potential use of such implants (neoplasm of the bone, destroyed bone tissue after injuries, etc.). For printing purpose a special feedstock is necessary. A preparation of a dense slurry containing ceramic powder (the paste/ink) is described. Different shapes and sizes of hydroxyapatite scaffolds were printed, fired and tested.
PL
Głównym celem pracy jest badanie właściwości biologicznych kompozytów polimerowych otrzymanych w procesie wytłaczania i wtrysku. Do badań użyto medycznego polietylenu o wysokiej gęstości, HDPE. Jako fazę modyfikującą zastosowano nanocząstki srebra, nAg. Właściwości biologiczne materiałów zostały ocenione w wyniku testu cytotoksyczności, żywotności/proliferacji komórek oraz testu działania przeciwbakteryjnego. Na podstawie otrzymanych wyników stwierdzono, że materiały kompozytowe zawierające nanocząstki srebra nie wykazują działania cytotoksycznego wobec komórek osteoblastycznych i fibroblastów ludzkich. Dodatek nanosrebra nie powoduje działania przeciwbakteryjnego zarówno wobec bakterii Gram-dodatnich jak i Gram- -ujemnych. Zwiększanie ilości użytego modyfikatora nie zwiększa działania przeciwbakteryjnego. Komórki osiadłe na próbkach kontrolnych, polimerowych i kompozytowych miały prawidłowy, wrzecionowaty kształt. Zasiedlały ich powierzchnie w dużych ilościach, w sposób równomierny. Zaobserwowano wzrost ilości komórek na powierzchni próbek wraz z zawartością nanocząstek srebra, co związane jest ze wzrostem chropowatości powierzchni.
EN
The main aim of this research is the examination of biological properties of polymer composites obtained in the process of extrusion and injection molding. It has been decided to use high-density medical polyethylene (HDPE) as a matrix, which afterwards has been modified with silver nanoparticles. Biological properties have been examined during cytotoxicity tests, cell viability/cell proliferation tests and antibacterial activity tests. Based on obtained results, it has been proved that composites with addition of silver nanoparticles do not cause cytotoxic effect on osteoblast cells and human fibroblasts, concerning both Gram-positive and Gram-negative bacteria. The increasing amount of modifier does not increase antibacterial activity. The control samples were characterized by high proliferation rate and evenly distributed cells of proper, spindle-like shape. The surface was settled with cells evenly and densely. It has been observed that amount of silver nanoparticles affects cells proliferation what is related to increasing surface roughness.
10
61%
PL
Próby łączenia jelit za pomocą implantów sięgają początków XIX w, kiedy to opracowane zostały pierwsze pierścienie zespalające przez Denansa (1827) i Henroza (1826). Kolejna konstrukcja zaproponowana przez Murphyego, tzw. guzik Murphyego, stała się inspiracją dla komercyjnych implantów, ulegających fragmentacji pierścieni Valtrac® (Biofragmentable Anastomotic Ring) do zespoleń jelitowych, których produkcję w latach osiemdziesiątych XX wieku rozpoczęła firma Davis & Geck. Równocześnie rozwijane były techniki zespalania jelit za pomocą staplerów (Hültl 1908, Petz 1924, Androsov 1950), które również w latach osiemdziesiątych XX wieku stały się jednym ze standardów postępowania w chirurgii jelita grubego. Prace nad opracowaniem skutecznego, łatwego w aplikacji i ulegającego w pełni biodegradacji implantu do zespoleń jelit nadal trwają. Zakładają one dążenie do możliwie najmniejszego uszkodzenia tkanek, zapewnienia szczelności zespolenia i odpowiedniej wielkości jego światła, przy zachowaniu prawidłowego ukrwienia i niewywoływaniu nadmiernego napięcia w jelitach. Jedną z propozycji nowoczesnego rozwiązania problemu związanego z zespalaniem jelita grubego może stanowić w pełni biodegradowalny układ pierścieni wykonany z poliestrów alifatycznych mocowanych bezszwowo. Aplikacja pierścieni zakłada odwinięcie zespalanych części jelita na zewnątrz jego światła, a następnie ich połączenie przez docisk dzięki odpowiedniemu systemowi blokującemu. Prototypy implantów do zespalania jelit otrzymano metodą wtrysku przy użyciu wtryskarki ślimakowej Multiplas. Temperatura wtrysku wynosiła 160-170°C, a ciśnienie w układzie 60-90 kg/cm2. Prototypy implantów wykonano z polimeru resorbowalnego - polilaktydu PLA firmy NatureWork, USA (PLA Ingeo 3251D). Pierwsze doświadczenia prowadzone in vitro i in vivo wskazują, że wykonane implanty mogą z powodzeniem spełniać wspomniane powyżej założenia i dodatkowo dzięki łatwej aplikacji znacznie skrócić czas trwania operacji. Zaproponowana konstrukcja układu pierścieni oraz właściwości fizyko-mechaniczne zastosowanego materiału polimerowego pozwoliły w prosty sposób zespolić jelito uzyskując jednakowy regulowany docisk na jego obwodzie.
EN
The attempts at integrating intestines by means of implants date back to the beginning of the 19th century, when integrating rings were developed by Denans (1827) and Henroz (1826). Another construction, proposed by Murphy, the, so called, Murphy’s button, became an inspiration for commercial implants – the Valtrac® fragmentable rings (Biofragmentable Anastomotic Rings) for intestine integration, whose production was initiated in 1980s by Davis & Geck. Simultaneously developed were techniques of intestine integration with the use of staplers (Hültl 1908, Petz 1924, Androsov 1950), which, also in the 1980s, became one of the standards for large intestine surgery procedures. Works on the development of an effective, easily applicable and fully biodegradable implant for intestine integration are still being conducted. The main goal, providing a minimal tissue damages, is to obtain a leakproof anastomosis with a proper size of its inner diameter along with the preservation of the adequate blood supply and no excessive tensions in the intestines. One of the proposals of a modern solution to the problem connected with large intestine integration can be a fully biodegradable system of rings made of seamless-mounted aliphatic polyesters. The applying procedure assumes turning parts of the intestine, which are meant to be integrated, inside-out and stretching their edges on the rings. Next, rings are joined together by pressing them “face to face” and locking with the appropriate seamless blocking system. Prototypes of large intestine integration implants were obtained by the injection moulding (screw injection moulding machine Multiplas). The injection temperature was 160-170°C and the pressure in the system was 60-90 kg/cm2. The implant prototypes were prepared from a polymer – the PLA polylactide by NatureWork, USA (PLA Ingeo 3251D). The initial in vitro and in vivo experiments show that the elaborated implants can successfully meet the above mentioned assumptions and, additionally, because of their easy application, significantly shorten the time of the surgical procedure. The proposed construction of the ring system and the physico-mechanical properties of the applied polymer material made it possible to easily integrate the intestine and achieve a similar, regulated, pressure on its circumference.
PL
Celem pracy było przeprowadzenie badań tribologicznych i ocena zużycia biokompozytów polimerowych. Do badań przygotowano trzy rodzaje kompozytów z polilaktydu modyfikowanego dodatkami w postaci: włókien węglowych, fosforanu trójwapnia oraz hydroksyapatytu. Ich zachowanie w warunkach tarciowych porównywano z próbkami referencyjnymi (PLA). Badania tribologiczne realizowano w warunkach tarcia suchego oraz w obecności smaru – soli fizjologicznej (roztwór wodny 0,9% NaCl). Na podstawie badań stwierdzono, że wprowadzenie modyfikatorów ceramicznych do osnowy polilaktydowej poprawiło charakterystyki tribologiczne, zaś dodatek włókien węglowych wpłynął najkorzystniej na obniżenie współczynnika tarcia (μ). Stwierdzono istotny wpływ środka smarnego. O ile w obecności smaru wartości μ dla wszystkich badanych materiałów obniżyły się, to zużycie - wyznaczone na podstawie zmian masy - zmniejszyło się tylko dla czystego polilaktydu oraz polilaktydu modyfikowanego włóknem węglowym. W przypadku kompozytów z fosforanem trójwapniowym i hydroksyapatytem zarejestrowano intensyfikację zużycia. Uzupełnieniem przeprowadzonych badań były obserwacje powierzchni testowanych próbek przy pomocy elektronowego mikroskopu skaningowego (SEM). Niezależnie od warunków (ze smarem czy też bez) najmniejszą odpornością na zużycie tarciowe cechował się czysty polilaktyd. Kompozyty z dodatkami ceramicznymi wykazywały wyraźne ślady zużycia, zaś obserwacje powierzchni kompozytów wzmacnianych włóknami węglowymi ujawniły, że zewnętrzne warstwy poddawane oddziaływaniu tarcia narażone są na fragmentacje włókien węglowych. Zjawisko to może mieć niekorzystny wpływ na możliwość aplikacji takich materiałów w warunkach pracy, w których są narażone na ścieranie.
EN
The objective of this study was the observation and evaluation of tribological characteristics and behavior of biocomposites with polymer matrix under different friction conditions. Three types of polylactide composites were considered: with addition of carbon fibers (CF), tricalcium phosphate (TCP) and hydroxyapatite (HAP). As a reference pure polylactide (PLA) samples were prepared. Tribological tests were conducted under dry friction conditions and in the presence of a lubricant – physiological saline (0.9% NaCl aqueous solution). The results clearly show that introduction of ceramic modifiers to the polylactide matrix enhanced tribological resistance of the composite and carbon fibers addition reduced the value of friction coefficient (μ). It was observed that when the lubricant was present lower values of μ were recorded for all composites but when the wear process was analyzed it was revealed that the loss of mass was reduced only for pure PLA and PLA modified with carbon fibers. For ceramic modified composites the wear processes were more intense. Scanning electron microscopy was used for surface observations of tested samples. Regardless of friction conditions (with or without lubricant) pure polylactide samples, as the softest, wear the most. When surface of composites with ceramic additives were analyzed the biggest grooves and hollows ware observed. Samples with CF exposed to friction conditions reveal inclination to fibers fragmentation, thus application of such composites in kinematic joints in biomedical devices is limited.
first rewind previous Strona / 1 next fast forward last
JavaScript jest wyłączony w Twojej przeglądarce internetowej. Włącz go, a następnie odśwież stronę, aby móc w pełni z niej korzystać.