Wpływ zawartości segmentów sztywnych na właściwości poli(węglanouretanów) do wytwarzania implantów krążka międzykręgowego

M. Auguścik; B. Waśniewski; M. Krzyżowska; J. Dąbrowski; J. Ryszkowska; W. Karalus

doi:10.14314/polimery.2015.551

Published : 2015-09-30

Vol. 60 No. 9 (2015)

Effect of the content of rigid segments on the properties of polycarbonate urethanes for use in intervertebral disc implants

M. Auguścik B. Waśniewski M. Krzyżowska J. Dąbrowski J. Ryszkowska W. Karalus

DOI: https://doi.org/10.14314/polimery.2015.551

Abstract

A series of polycarbonate urethanes (PUR) containing 30, 34 and 45 wt % hard segments was synthesized from oligocarbonate diol (OCD) and dicyclohexylmethane 4,4'-diisocyanate (HMDI). The structure and properties of the obtained polymers were characterized using infrared spectroscopy with Fourier transformation (FT-IR), differential scanning calorimetry (DSC), dynamic mechanical thermal analysis (DMA), thermogravimetric analysis (TGA) and scanning electron microscopy (SEM). The tensile strength properties, hardness, resilience and density of PUR were determined and abrasive wear resistance was evaluated in a tribological test. The surface properties were examined using contact angle measurements and free surface energy was calculated. The preliminary cytotoxicity tests were performed. The selected samples of the obtained materials were tested using the simulator of spine motion segment. The intervertebral disc implant produced from polycarbonate urethane with 34 wt % hard segments showed no signs of decay caused by abrasion wear and did not change its mechanical characteristics after 3 million cycles.

Keywords

poli(węglanouretan) ; synteza ; charakterystyka poliuretanów ; krążek międzykręgowy poly(carbonate-urethane) ; synthesis ; polyurethane characterization ; intervertebral disc

Details

References

Statistics

Authors

Download files

PDF (Język Polski)

Zasady cytowania

Auguścik, M., Waśniewski, B., Krzyżowska, M., Dąbrowski, J., Ryszkowska, J., & Karalus, W. (2015). Effect of the content of rigid segments on the properties of polycarbonate urethanes for use in intervertebral disc implants. Polimery, 60(9), 551–558. https://doi.org/10.14314/polimery.2015.551

References

Lambda N.M.K., Woodhouse K.A., Cooper S.L.: “Polyurethanes in biomedical applications”, CRC Press, 1998.

[2] Szycher M.: “Szycher’s Handbook of Polyurethanes”, CRC Press, 2012.

[3] Vermette P., Griesser H.J., Laroche G., Guidoin R.: “Biomedical applications of polyurethanes”, Texas: Eurekah.com, 2001.

[4] Puppi Z.D., Chiellini F., Piras A.M., Chiellini E.: Progress in Polymer Science 2010, 35, 403.

[5] Marciniak J.: „Biomateriały”, Wydawnictwo Politechniki Śląskiej, Gliwice 2002.

[6] Shapiro M., Risbud M.V.: “The Intervertebral Disc: Molecular and Structural Studies of the Disc in Health and Disease”, Springer, Wien 2014. http://dx.doi.org/10.1007/978-3-7091-1535-0

[7] Cipriani E., Bracco P., Kurtz S.M. i in.: Polymer Degradation and Stability 2013, 98, 1225. http://dx.doi.org/10.1016/j.polymdegradstab.2013.03.005

[8] AndrewW.: “Reactive Polymers Fundamentals and Applications: A Concise Guide to Industrial Polymers”, Second Edition Elsevier, Oxford 2013.

[9] Khan I., Smith N., Jones E. i in.: Biomaterials 2005, 26, 621. http://dx.doi.org/10.1016/j.biomaterials.2004.02.065

[10] Guo J., Zhao M., Ti Y., Wang B.: Journal of Materials Science 2007, 42, 5508.

[11] Le Huec J.C.: Joint Bone Spine 2011, 78, 441.

[12] Whatley B.R.,Wen X.: Materials Science and Engineering C—Materials for Biological Applications 2012, 32, 61. http://dx.doi.org/10.1016/j.msec.2011.10.011

[13] Borkowski P., Marek P., Krzesiński G. i in.: Górnictwo Odkrywkowe 2010, 4, 79.

[14] Waśniewski B., Auguoecik M., Parzuchowski P. i in.: Polimery 2012, 57, 812.

[15] Ryszkowska J.: „Rola budowy chemicznej i warunków procesu wytwarzania w kształtowaniu morfologii oraz właściwości materiałów poliuretanowych”, Oficyna Wydawnicza Politechniki Warszawskiej, Warszawa 2011.

[16] Spirkova M., Pavlicevic J., Strachota A. i in.: European Polymer Journal 2011, 47, 959. http://dx.doi.org/10.1015/j.europolymj.2011.01.001

[17] Yeh F., Hsia B.S., Sauer B.S. i in.: Macromolecules 2003, 36, 1940.

[18] Castagna A.M., Fragiadakis D., Lee H. i in.: Macromolecules 2011, 44, 7831. http://dx.doi.org/10.1021/ma2017138

[19] Costa V., Nohales A., Felix P. i in.: Journal of Applied Polymer Science 2015, 132, 41 704. http://dx.doi.org/10.1002/app.41704

[20] Martin D.J., Meijs G.F., Gunitillake P.A. i in.: Journal of Applied Polymer Science 1997, 64, 803.

[21] Soenen S., Liskova A., Reynders K. i in.: Polymer 1997, 38, 5661.

[22] Lehle K., Li J., Zimmermann H. i in.: Materials 2014, 7, 623. http://dx.doi.org/10.3390/ma7020623

[23] Laber A.: Tribologia 2012, 5, 65.

[24] Pawelec Z., Dasiewicz J.: Tribologia 2006, 6, 91.

[25] Schwart Ch.J., Bahadur S.: Wear 2006, 262, 332. http://dx.doi.org/10.1016/j.wear.2006.05.018

[26] Waśniewski B.: „Elastomery poliuretanowe do zastosowań w konstrukcjach implantów krążka międzykręgowego”, Praca doktorska, Politechnika Warszawska, Warszawa 2014.

[27] Ryszkowska J., Waśniewski B., Pytel A., Zielecka M.: Polimery 2009, 10, 657.

Google Scholar

Altmetric indicators

Citing articles via

Statistics

Total abstract views : 0

PDF Downloads : 0

M. Auguścik mauguscik@inmat.pw.edu.pl

Affiliation
Politechnika Warszawska, Wydział Inżynierii Materiałowej, Wołoska 141, 02-507 Warszawa

B. Waśniewski

Affiliation
Politechnika Warszawska, Wydział Inżynierii Materiałowej, Wołoska 141, 02-507 Warszawa

M. Krzyżowska

Affiliation
Zakład Medycyny Regeneracyjnej, Wojskowy Instytut Higieny i Epidemiologii, ul. Kozielska 4, 01-163 Warszawa

J. Dąbrowski

Affiliation
Politechnika Białostocka,Wydział Mechaniczny, ul.Wiejska 45A, 15-351 Białystok

J. Ryszkowska

Affiliation
Politechnika Warszawska, Wydział Inżynierii Materiałowej, Wołoska 141, 02-507 Warszawa

W. Karalus

Affiliation
Politechnika Białostocka,Wydział Mechaniczny, ul.Wiejska 45A, 15-351 Białystok