Właściwości mechaniczne polilaktydu modyfikowanego włóknami i cząstkami przeznaczonego na gwoździe śródszpikowe

Praca miała na celu ocenę właściwości mechanicznych różnego typu kompozytów o osnowie z polilaktydu pod kątem ich zastosowania na wielofunkcyjne gwoździe śródszpikowe. Zastosowanie resorbowalnej osnowy pozwoli na uniknięcie powtórnej operacji w celu usunięcia implantu, natomiast stosowane dodatki mają na celu zapewnienie odpowiedniej charakterystyki mechanicznej (wzmocnienie polimeru włóknami węglowymi, z alginianu sodu i poliakrylonitrylu) i bioaktywności (ułatwienie osteointegracji przez obecność cząstek ceramicznych z trójfosforanu wapnia). Największe wzmocnienie osnowy PLDL uzyskano poprzez zastosowanie włókien węglowych. Zastosowanie włókien alginianowych zapewniło ponad 100% wzrost wytrzymałości na rozciąganie w stosunku do czystego polimeru, jest to jednak wartość nie wystarczająca na zastosowanie tego kompozytu na gwoździe śródszpikowe. Dodatek cząstek TCP w ilości 15% wag. spowodował niewielkie obniżenie wytrzymałości kompozytu. Optymalnym rozwiązaniem wydaje się być połączenie w jednym kompozycie obu typów włókien, węglowych i alginianowych, dla zapewnienia wysokiej wytrzymałości, przy równoczesnym zastosowaniu kilku procent TCP dla nadania cech bioaktywności, co będzie kontynuowane w kolejnych badaniach.

This paper was aimed to evaluate mechanical properties of various composites with polylactide matrix regarding their application for multifunctional intramedullary nails. Due to the presence of the resorbable matrix, there is no need to perform another operation for implant removal. And used additives are to provide the adequate mechanical characteristic (polymer reinforcement with carbon fibres, sodium alginate fibres and polyacrylonitryle fibres) and bioactivity (facilitated osseointegration due to the presence of ceramic particles with tricalcium phosphate). The most significant reinforcement of PLDL matrix was obtained by using carbon fibres. Alginate fibres provided over 100% increase in tensile strength in relation to pure polymer. But this value was not satisfactory for the application of such composites in intramedullary nails. Adding 15 wt% of TCP particles resulted in slight decrease in the composite strength. The combination of both types of fibres, carbon and alginate ones, in one composite seems to be the optimal solution supporting high strength, at simultaneous addition of a few percent of TCP to provide bioactive features of the material. This issue will be continued in further studies.