69-72 - Polskie Stowarzyszenie BiomateriaÅów
69-72 - Polskie Stowarzyszenie BiomateriaÅów
69-72 - Polskie Stowarzyszenie BiomateriaÅów
You also want an ePaper? Increase the reach of your titles
YUMPU automatically turns print PDFs into web optimized ePapers that Google loves.
120 Materiały i metody<br />
Badania przeprowadzono na trzech materiałach silikonowych<br />
różniących się warunkami polimeryzacji i oznaczonych<br />
dla czytelności dalszych badań symbolami:<br />
Silikon 1, materiał polimeryzowany w warunkach<br />
20 0 C/24h<br />
Silikon 2, materiał polimeryzowany w warunkach 60 0 C/2h<br />
Silikon 3, materiał polimeryzowany w warunkach<br />
20 0 C/48h<br />
Każdy z materiałów poddano testom rozciągania w warunkach<br />
statycznych na uniwersalniej maszynie wytrzymałościowej<br />
Zwick 1435 (Niemcy). W wyniku badań otrzymano<br />
wyniki zebranie w tabeli 1.<br />
Dla każdego z wymienionych materiałów przeprowadzono<br />
także badania charakteryzujące właściwości fizykochemiczne<br />
powierzchni. Charakterystykę stanu powierzchni<br />
badanych materiałów dokonano metodą dynamiczną<br />
pomiaru kąta zwilżenia, używając aparatu DSA 10 Kruss<br />
(Niemcy). Swobodną energię powierzchniową wyznaczono<br />
metodą Owensa-Wendta. Parą cieczy pomiarowych była<br />
woda podwójnie destylowana UHQ i dijodometan (Aldrich<br />
Chemical Co., USA). Wyniki badania zebrano w tabeli 2.<br />
Badania przyczepności materiałów silikonowych przeprowadzono<br />
na uniwersalnej maszynie wytrzymałościowej ZWICK<br />
1435 (Niemcy) stosując jako podłoże odniesienia płytkę z<br />
polichlorku winilu, PVC (Θ=650, en. pow.=35,5mJ/mm).<br />
Oszacowano przyczepność materiałów (silę potrzebną do<br />
oderwania materiału od jednostkowej powierzchni) wykonując<br />
badania adhezji materiałów silikonowych za pomocą<br />
środków komercyjnych, którymi były: kleje MASTRIX gum,<br />
MASTRIX P (firmy KRYOLAN), oraz taśmy: 3M (firmy 3M) i<br />
KRYOLAN (firmy KRYOLAN) oraz typowa techniczna taśma<br />
dwustronna-MAX (Lohman, Niemcy). Układ pomiarowy<br />
stanowiła uniwersalna maszyna wytrzymałościowa, na<br />
której zamocowano stolik mikroskopowy z zamocowanym<br />
podłożem (płytką PVC), do którego przyklejano badane<br />
materiały silikonowe. Jedną z końcówek paska silikonowego<br />
zamocowano w górny uchwyt, poruszający się ze stałą<br />
prędkością 20 mm/min. Przyczepność [N/mm 2 ] materiałów<br />
oszacowano z pomiarów siły odrywającej [N] przypadającej<br />
na określoną powierzchnię [mm 2 ]. Uzyskane wyniki przedstawiono<br />
na RYSUNKU 1.<br />
Wyniki<br />
Badane materiały silikonowe charakteryzują się podobnym<br />
modułem sprężystości zawartym w zakresie 0,3-<br />
0,5MPa i podobnym zakresem odkształcalności ok. 350%<br />
względem materiału nie rozciąganego. Największą wartość<br />
wytrzymałości na zrywanie odznacza się silikon 1 przy czym<br />
nie zaobserwowano efektu zniszczenia materiału. Materiały<br />
silikonowe są materiałami silnie hydrofobowymi (wysoki kąt<br />
zwilżania) o niskiej en. powierzchniowej (ok.20mJ/mm 2 ).<br />
Jest to jedna z przyczyn dla których obserwuje się niską<br />
przyczepność tych materiałów różnymi środkami klejącymi.<br />
Wartość siły złącza adhezyjnego materiałów silikonowych<br />
do podłoża za pomocą protetycznych taśm (taśmy<br />
3M, KRYOLAN) waha się w granicach 0,28-0,32N/mm 2 .<br />
Natomiast w przypadku zastosowania jako środka klejącego<br />
klejów adhezyjnych z rodziny MASTRIX przyczepność<br />
materiałów jest jeszcze niższa (z wyjątkiem silikonu 1, który<br />
charakteryzuje się najwyższą adhezją spośród materiałów<br />
badanych). Istotną informacją dla podjętych badań jest wysoka<br />
przyczepności silikonów za pomocą technicznej taśmy<br />
MAX (ok. 0,4N/mm 2 ), którą będzie można wykorzystać w<br />
dalszych próbach jako materiał odniesienia.<br />
RYS.1. Wyniki badań przyczepności materiałów<br />
silikonowych za pomocą taśm i klejów wykorzystywanych<br />
w dotychczasowych praktykach klinicznych.<br />
Taśma dwustronna MAX – materiał odniesienia.<br />
FIG.1. Adhesion of the silicones fastened with glues<br />
and tapes used presently in the clinical practice.<br />
Double-sided tape MAX – reference material.<br />
Every material was subjected to tensile strength tests under<br />
static load conditions using universal testing machine Zwick<br />
1435 (Germany), and obtained results are gathered in Table<br />
1. Physicochemical properties of the silicones surface<br />
were investigated by means of dynamic measurement of the<br />
wetting angle (DSA 10 Kruss, Germany), and surface free<br />
energy using the Owens-Wendt. The double-distilled water<br />
UHQ and diiodomethan (Aldrich Chemical Co., USA) used<br />
as measuring fluids. Results are shown in Table 2.<br />
Adhesion tests of the silicone materials were performed<br />
on universal testing machine Zwick 1435 (Germany) using<br />
PCV tile as a substrate (Θ=65 0 , free energy =35.5mJ/mm).<br />
Adehrence of the materials (force necessary to detach the<br />
material from the unit area) was estimated using as the<br />
adhesion agents commercially available media. Its were<br />
glues: MASTRIX gum, MASTRIX P (KORYOLAN), and<br />
tapes: 3M (3M), PROSTHETIC tape (KRYOLAN), and common<br />
technical double-sided tape MAX (Lohman, Germany).<br />
The silicones were fastened to the PCV tile which was fixed<br />
to microscope stage. One end of the silicone band was<br />
fixed to upper holder of the testing machine, which moved<br />
with constant rare of 20mm/min. Adherence [N/mm 2 ] of the<br />
materials was estimated on the basis of detachment force<br />
value [N] corresponding to a given surface area [mm 2 ], and<br />
the results are shown in Fig.1.<br />
Results<br />
The investigated silicones show similar Young’s modulus<br />
from 0.30–0.5 MPa and similar strain range of about 350% in<br />
respect to unstrained material. The highest tensile strength<br />
was observed in case of Silicone 1, and there was no destruction<br />
of the material during the test. The silicones are<br />
strongly hydrophobic materials (high contact angle) with low<br />
surface energy (c.a. 20mJ/mm 2 ). It is one of the reasons why<br />
the silicone materials show poor adherence towards various<br />
adhesive agents. Adhesive force of the silicone materials<br />
bonded with the substrate with prosthesis tapes (3M tape,<br />
PROSTHETIC tape) was about 0.28–0.32N/mm 2 . In case<br />
of adhesive glues from MASTRIX family, the adherence<br />
is even lower (except Silicone 1, which is characterised<br />
by the highest adhesion force amongst the silicones).<br />
The important information for further adhesion investigations<br />
is high adherence force of the technical double-sided tape<br />
MAX (about 0.4N/mm 2 ), which can be afterwards used as<br />
a reference material.