|
|
The effect of polymer microfibers on rheological and mechanical properties of calcium phosphate bone cements
Dzurov, Matej ; Montufar Jimenez, Edgar Benjamin (referee) ; Vojtová, Lucy (advisor)
Táto diplomová práca sa zaoberá mechanickými a reologickými vlastnosťami resorbovateľného polymér-fosforečnanového kompozitu na báze kostného cementu vystuženého mikrovláknami z PCL (poly(-kaprolaktón)) a Pluronic-om modifikovanými PCL vláknami. Teoretická časť popisuje štruktúru kostí, vývoj kostných cementov a štrukturálne prídavky (aditíva). V experimentálnej časti je rozoberaná syntéza a charakterizácia PLGA-PEG-PLGA termosenzitívneho kopolyméru a - modifikácie fosforečnanu vápenatého ako aj technika prípravy mikrovláken. Roztok kopolyméru bol použitý pre zlepšenie obmedzenej injektovateľnosti pasty s pomerom kvapalnej k práškovej fáze (L/P) 0,5 ml/g pre všetky vzorky. Dve rôzne techniky zamiešania pasty boli použité pre možnosť kontrolovania porozity pripraveného cementu. PCL a PCL-Pluronic vlákna využité ako výstuž boli testované v troch rôznych prídavkoch, a to 1, 3 a 5 hmotnostných percent vláken na celkovú hmotnosť pripravenej pasty. Pripravené pasty boli testované pomocou dynamickej reologickéj analýzy na reometri pri laboratórnej teplote (23 °C) a fyzologických podmienkach (37 °C) so zámerom stanoviť spracovateľnosť a tuhnutie pasty. Vzorkám na ostatok analýz bolo umožnené vytvrdzovanie pri fyziologických podmienkach po dobu 10 dní. Po vytvrdení boli testované mechanické parametre ako sú pevnosť v tlaku, Youngov modul pružnosti a pevnosť v ťahu v priemere vysušených a v niektorých prípadoch aj hydratovaných vzoriek. Porozita vzoriek bola stanovená pomocou Roentgénovej počítačovej mikro-tomografie. Rastrovacia elektrónová mikroskopia bola využitá na študovanie mikroštruktúry a zabudovanie vláken do keramickej matrice. Prítomnosť vláken bola semi-kvantitatívne stanovená pomocou Fourier transformovanej infračervenej spektroskopie. Difrakcia Roentgénového žiarenia poskytla údaje o fázovom prechode prášku a jeho mineralogickom zložení. Jednotlivé hodnoty, obdržané z jednotlivých analýz, boli medzi sebou porovnané a adekvátne diskutované. Výsledkom práce je potvrdenie mierneho zlepšenia pevnosti v tlaku vzoriek vystužených hydrofóbnymi PCL alebo amfifilnými PCL-Pluronic vláknami pričom, PCL-Pluronic vlákna poskytli lepšie výsledky. Preto bolo usúdené, že polymér-fosforečnanový kostný cement vystužený vláknami je nádejným kandidátom na uplatnenie v chirurgickej praxi.
|
|
|
The effect of polymer microfibers on rheological and mechanical properties of calcium phosphate bone cements
Dzurov, Matej ; Montufar Jimenez, Edgar Benjamin (referee) ; Vojtová, Lucy (advisor)
Táto diplomová práca sa zaoberá mechanickými a reologickými vlastnosťami resorbovateľného polymér-fosforečnanového kompozitu na báze kostného cementu vystuženého mikrovláknami z PCL (poly(-kaprolaktón)) a Pluronic-om modifikovanými PCL vláknami. Teoretická časť popisuje štruktúru kostí, vývoj kostných cementov a štrukturálne prídavky (aditíva). V experimentálnej časti je rozoberaná syntéza a charakterizácia PLGA-PEG-PLGA termosenzitívneho kopolyméru a - modifikácie fosforečnanu vápenatého ako aj technika prípravy mikrovláken. Roztok kopolyméru bol použitý pre zlepšenie obmedzenej injektovateľnosti pasty s pomerom kvapalnej k práškovej fáze (L/P) 0,5 ml/g pre všetky vzorky. Dve rôzne techniky zamiešania pasty boli použité pre možnosť kontrolovania porozity pripraveného cementu. PCL a PCL-Pluronic vlákna využité ako výstuž boli testované v troch rôznych prídavkoch, a to 1, 3 a 5 hmotnostných percent vláken na celkovú hmotnosť pripravenej pasty. Pripravené pasty boli testované pomocou dynamickej reologickéj analýzy na reometri pri laboratórnej teplote (23 °C) a fyzologických podmienkach (37 °C) so zámerom stanoviť spracovateľnosť a tuhnutie pasty. Vzorkám na ostatok analýz bolo umožnené vytvrdzovanie pri fyziologických podmienkach po dobu 10 dní. Po vytvrdení boli testované mechanické parametre ako sú pevnosť v tlaku, Youngov modul pružnosti a pevnosť v ťahu v priemere vysušených a v niektorých prípadoch aj hydratovaných vzoriek. Porozita vzoriek bola stanovená pomocou Roentgénovej počítačovej mikro-tomografie. Rastrovacia elektrónová mikroskopia bola využitá na študovanie mikroštruktúry a zabudovanie vláken do keramickej matrice. Prítomnosť vláken bola semi-kvantitatívne stanovená pomocou Fourier transformovanej infračervenej spektroskopie. Difrakcia Roentgénového žiarenia poskytla údaje o fázovom prechode prášku a jeho mineralogickom zložení. Jednotlivé hodnoty, obdržané z jednotlivých analýz, boli medzi sebou porovnané a adekvátne diskutované. Výsledkom práce je potvrdenie mierneho zlepšenia pevnosti v tlaku vzoriek vystužených hydrofóbnymi PCL alebo amfifilnými PCL-Pluronic vláknami pričom, PCL-Pluronic vlákna poskytli lepšie výsledky. Preto bolo usúdené, že polymér-fosforečnanový kostný cement vystužený vláknami je nádejným kandidátom na uplatnenie v chirurgickej praxi.
|
guest ::
