89-91 - Polskie Stowarzyszenie Biomateriałów
89-91 - Polskie Stowarzyszenie Biomateriałów
89-91 - Polskie Stowarzyszenie Biomateriałów
You also want an ePaper? Increase the reach of your titles
YUMPU automatically turns print PDFs into web optimized ePapers that Google loves.
wszystkim należą do nich właściwości mechaniczne, stopień<br />
krystaliczności, czystość chemiczna, szybkość degradacji.<br />
Szczególnie dotyczy to polimerów resorbowalnych, które<br />
łatwo ulegają degradacji pod wpływem podwyższonych<br />
temperatur lub pod wpływem wilgoci.<br />
Dlatego dla oceny przydatności określonych polimerów<br />
resorbowalnych na implanty medyczne konieczne jest<br />
wstępne określenie wpływu sposobu przetwórstwa na ich<br />
właściwości.<br />
Celem pracy była ocena wpływu metody przetwarzania<br />
(wtrysk, prasowanie) na właściwości termiczne i mechaniczne<br />
polimeru resorbowalnego (PLDL). W pracy oceniono<br />
również zmiany w szybkości degradacji tego polimeru w zależności<br />
od zastosowanej metody przetwórstwa. Właściwości<br />
termiczne określono metodą DSC, natomiast szybkość<br />
degradacji oceniono na podstawie zmian pH i przewodnictwa<br />
płynów inkubacyjnych. Taka charakterystyka ma w<br />
przyszłości ułatwić dobór metody przetwarzania materiału<br />
polimerowego dla konkretnych zastosowań medycznych.<br />
materiały<br />
Kopolimer L-laktydu z DL-laktydem (PLDL-70% L / 30%<br />
DL) otrzymano w Centrum Materiałów Polimerowych i Węglowych<br />
PAN w Zabrzu [3]. Polimer ten formowano dwoma<br />
metodami, metodą wtrysku oraz metodą prasowania prepregów.<br />
Otrzymane próbki miały kształt wiosełek.<br />
Wtrysk prowadzono w temperaturze 160şC w pionowej<br />
wtryskarce ślimakowej firmy Multiplas. Przed wtryskiem<br />
polimer suszono w 50 o C przez 1 godzinę w celu usunięcia<br />
wilgoci. Otrzymywanie próbek metodą prasowania prepregów<br />
obejmowało dwa etapy. W pierwszym etapie polimer<br />
rozpuszczono w CH 2Cl 2, a następnie wylano na szalki w<br />
celu otrzymania błonek. W drugim etapie z wysuszonych<br />
błonek wycięto próbki w kształcie wiosełek, które następnie<br />
prasowano w formie w temperaturze120°C i pod ciśnieniem<br />
110kPa/cm 2 .<br />
Dla tak przygotowanych próbek stosowano następujące<br />
oznaczenia:<br />
- (PLDL) p - PLDL otrzymany metodą prasowania prepregów;<br />
- (PLDL) w - PLDL otrzymany metodą wtrysku.<br />
Próbki poddano badaniom termicznym metodą skaningowej<br />
kalorymetrii różnicowej (DSC) na urządzeniu DSC2010<br />
firmy TAInstruments oraz badaniom mechanicznym na<br />
uniwersalnej maszynie wytrzymałościowej (Zwick 1435).<br />
Przeprowadzono również badania mikrostrukturalne na<br />
skaningowym mikroskopie elektronowym (SEM) Jeol JSM-<br />
5400. Następnie wiosełka poddano inkubacji w wodzie<br />
destylowanej w temperaturze 37 o C przez okres 6 tygodni.<br />
Po każdym tygodniu inkubacji rejestrowano zmiany pH<br />
i przewodnictwa wody. Po 2, 4 i 6 tygodniach inkubacji<br />
zmierzono wytrzymałość próbek.<br />
wyniki i dyskusja<br />
Przeprowadzone badania DSC wykazały, że polimer<br />
wyjściowy, nieprzetworzony charakteryzował się amorficzną<br />
strukturą (RyS.1a). Jego temperatura zeszklenia wynosiła<br />
56,1°C. Badania termiczne polimerów po przetwórstwie<br />
wykazały, że zarówno proces prasowania błonek jak i wtrysk<br />
wywołały niewielkie zmiany w strukturze polimeru. Proces<br />
formowania spowodował niewielki wzrost krystaliczności<br />
PLDL (RyS.1b,c), o czym świadczy pojawienie się niewielkiego<br />
piku związanego z procesem topnienia fazy krystalicznej.<br />
Jednak po wtrysku pik ten jest ostrzejszy, co może<br />
wskazywać na nieco większy udział fazy krystalicznej. Podwyższona<br />
temperatura może wpływać na porządkowanie<br />
temperatures or humidity. Therefore, estimation of usefulness<br />
of particular polymers for medical implants is possible<br />
after preliminary examination of the influence of processing<br />
methods on polymer properties.<br />
The aim of the presented work was the analysis of the<br />
influence of resorbable polymer processing (injection moulding,<br />
prepregs compression) on their thermal and mechanical<br />
properties. Poly(L-lactide – co-LD-lactide). The changes of<br />
polymer degradation time depending on their processing<br />
were also investigated. Thermal properties were studied<br />
on the basis of DSC method, while degradation rate was<br />
evaluated on the basis of pH and conductivity changes of<br />
incubating solution. This characteristic should facilitate the<br />
choice of polymer processing methods for specific medical<br />
applications.<br />
materials<br />
The synthesis of L-lactide - DL-lactide copolymer (PLDL<br />
- 70% L / 30% DL) was performed at the Centre of Polymer<br />
and Carbon Materials in Zabrze (Poland) [3]. Two methods<br />
of polymer processing were used: injection moulding and<br />
compression of prepregs prepared from solution. Obtained<br />
samples were in paddle shape.<br />
Injection moulding was performed in 160 o C in perpendicular,<br />
screw injection moulding machine (Multiplas). Before<br />
processing polymer was dried in 50 o C, 1 hour in order to<br />
remove moisture.<br />
Compression methods included two stages, 1) polymer<br />
dissolving in CH 2Cl 2 and casting polymer films, 2) cutting<br />
out correct shape and prepregs compression in 120°C,<br />
110kPa/cm 2 . The samples prepared by a particular method<br />
were related ascribed as follows:<br />
- (PLDL)p - PLDL obtained by prepregs compression;<br />
- (PLDL)w - PLDL obtained by injection moulding.<br />
Thermal tests of samples were performed by using differential<br />
scanning calorimetry (DSC) DSC2010 TAInstruments.<br />
Mechanical properties were measured by universal<br />
testing machine Zwick 1435. Microscopic observations<br />
were performed by using the scanning electron microscope<br />
(SEM) Jeol JSM-5400. The samples were also incubated<br />
in distilled water in 37 o C during the time of 6 weeks. After<br />
every week, pH and conductivity changes of a solution were<br />
also measured. After 2, 4 and 6 weeks strength of samples<br />
was additionally tested.<br />
results and discussion<br />
DSC analysis indicates amorfic structure of polymer<br />
before processing. Glass transition temperature was determined<br />
as 56,1°C (FIG.1a). Thermal study of the polymers<br />
after forming process shows, that processing causes slight<br />
changes of their structure. These changes are connected<br />
with increse of PLDL crystallinity (FIG.1b,c), which is indicated<br />
by the presence of peak related to melting process of<br />
crystalline phase. However, contribution of cristalline regions<br />
is probably higher for samples processed by injection moulding,<br />
which is indicated by sharper peak for this material than<br />
for this one obtained by compression. Elevated temperature<br />
may cause reorganisation of polymer structure and creation<br />
of small crystalline regions. Higher temperature used during<br />
injection moulding process may also evoke partial degradation<br />
of polymer, which is usualy connected with increase<br />
of crystallinity degree [4]. Process of PLDL forming affects<br />
the Tg changes of samples. This temperature is higher for<br />
polymer processed by compression (58,6°C) than for that<br />
one obtained by injection moulding (55,6°C).<br />
219