Preview

Пластические массы

Расширенный поиск

Закономерности изменения комплекса физико-механических, трибологических и биологических свойств биосовместимого материала на основе полиэфирэфиркетона от содержания гексагонального нитрида бора

https://doi.org/10.35164/0554-2901-2021-11-12-15-20

Полный текст:

Аннотация

Данная работа посвящена разработке биосовместимого полимер-композиционного материала на основе полиэфирэфиркетона (PEEK) с добавлением армирующей фазы – гексагонального нитрида бора (h-BN). Данный композит рассматривается как перспективный материал для применения в медицине, например, для изготовления компонентов эндопротеза тазобедренного сустава (ЭТБС) или пластин для фиксации переломов.

В работе рассмотрены свойства исходных компонентов разрабатываемого материала, изучены данные о биосовместимости материалов на основе PEEK и об их применении в медицине, в частности, в ортопедии. По экспериментальным данным изучено влияние различной концентрации h-BN на свойства композита. В ходе работы были исследованы морфология и размер частиц исходных материалов, а также поверхность полученных образцов после испытаний, получены и проанализированы зависимости деформационно-прочностных, трибологических и биологических характеристик от состава композита. Приведен краткий анализ полученных результатов, а также предложены перспективные направления применения разработанного материала в ортопедии.

Об авторах

А. Б. Карабанова
Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования «Национальный исследовательский технологический университет «МИСиС»
Россия

Москва



О. Е. Пексимов
Акционерное общество «Институт пластмасс имени Г.С. Петрова»
Россия

Москва



Т. И. Андреева
Акционерное общество «Институт пластмасс имени Г.С. Петрова»
Россия

Москва



Т. Н. Прудскова
Акционерное общество «Институт пластмасс имени Г.С. Петрова»
Россия

Москва



А. Н. Шевейко
Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования «Национальный исследовательский технологический университет «МИСиС»
Россия

Москва



Д. В. Штанский
Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования «Национальный исследовательский технологический университет «МИСиС»
Россия

Москва



Ф. С. Сенатов
Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования «Национальный исследовательский технологический университет «МИСиС»
Россия

Москва



В. А. Балабанова
Акционерное общество «Институт пластмасс имени Г.С. Петрова»
Россия

Москва



В. М. Гуреньков
Акционерное общество «Институт пластмасс имени Г.С. Петрова»
Россия

Москва



А. Р. Илясов
Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования «Национальный исследовательский технологический университет «МИСиС»
Россия

Москва



Список литературы

1. Williams D.F., McNamara A., Turner R.M. Potential of polyetheretherketone (PEEK) and carbon-fi bre-reinforced PEEK in medical applications // Journal of Materials Science Letters. – 1987.

2. Skinner H.B. Composite technology for total hip arthroplasty // Clinical Orthopaedics and Related Research. – 1988. – №235.

3. Liao K. Performance characterization and modeling of a composite hip prosthesis // Experimental Techniques. – 1994. – V. 18. – №5.

4. Maharaj G.R., Jamison R.D. Intraoperative impact: Characterization and laboratory simulation on composite hip prostheses // ASTM Special Technical Publication. – 1993. – №1178.

5. Kelsey D.J., Springer G.S., Goodman S.B. Composite implant for bone replacement // Journal of Composite Materials. – 1997. – V. 31. – №16.

6. Corvelli A.A., Biermann P.J., Roberts J.C. Design, analysis, and fabrication of a composite segmental bone replacement implant // Journal of Advanced Materials. – 1997. – V. 28. – №3.

7. Green S., Schlegel J. A polyaryletherketone biomaterial for use in medical implant applications // Polymers for the Medical Industry, Proceedings of a Conference held in Brussels. – 2001.

8. Williams D. New horizons for thermoplastic polymers. // Medical device technology. – 2001. – V. 12. – №4.

9. Toth J.M., Wang M., Estes B.T., et al. Polyetheretherketone as a biomaterial for spinal applications // Biomaterials. – 2006.

10. Brantigan J.W., Neidre A., Toohey J.S. The Lumbar I/F Cage for posterior lumbar interbody fusion with the Variable Screw Placement System: 10-year results of a Food and Drug Administration clinical trial // Spine Journal. – 2004. – V. 4. – №6.

11. Akhavan S., Matthiesen M.M., Schulte L., et al. Clinical and histologic results related to a low-modulus composite total hip replacement stem // Journal of Bone and Joint Surgery  Series A. – 2006. – V. 88. – №6.

12. Wang A., Lin R., Stark C., et al. Suitability and limitations of carbon fi ber reinforced PEEK composites as bearing surfaces for total joint replacements // Wear. – 1999.

13. Yu S., Hariram K.P., Kumar R., et al. In vitro apatite formation and its growth kinetics on hydroxyapatite/ polyetheretherketone biocomposites // Biomaterials. – 2005. – V. 26. – №15.

14. Fan J.P., Tsui C.P., Tang C.Y., et al. Infl uence of interphase layer on the overall elasto-plastic behaviors of HA/PEEK biocomposite // Biomaterials. – 2004. – V. 25. – №23.

15. Kurtz S.M. An Overview of PEEK Biomaterials // PEEK Biomaterials Handbook. – 2012.

16. Tharajak J., Palathai T., Sombatsompop N. Tribological properties of fl ame sprayed hexagonal boron nitride/polyetheretherketone coatings // Advanced Materials Research. – 2012.

17. Tharajak J., Palathai T., Sombatsompop N. Scratch resistance and adhesion properties of PEEK coating fi lled with h-BN nanoparticles // Advanced Materials Research. – 2013.

18. ASTM International. ASTM G99-17, Standard Test Method for Wear Testing with a Pin-on-Disk Apparatus // Annual Book of ASTM Standards. – 2017 .– V. 05. – №2016.

19. Panin S. V., Nguyen D.A., Kornienko L.A., et al. Comparison on effi ciency of solid-lubricant fi llers for polyetheretherketone-based composites // AIP Conference Proceedings. – 2018.

20. Puértolas J.A., Castro M., Morris J.A., et al. Tribological and mechanical properties of graphene nanoplatelet/PEEK composites // Carbon. – 2019.

21. Смирнов Б.И., Буренков Ю.А., Кардашев Б.К., D. Singh, K.C. Goretta, A.R. Arellano-Lopez. Упругость и неупругость волоконных монолитов нитрид кремния/нитрид вора. Физика твердого тела, 2001, том 43, вып. 11. С. 2010-2014.


Рецензия

Для цитирования:


Карабанова А.Б., Пексимов О.Е., Андреева Т.И., Прудскова Т.Н., Шевейко А.Н., Штанский Д.В., Сенатов Ф.С., Балабанова В.А., Гуреньков В.М., Илясов А.Р. Закономерности изменения комплекса физико-механических, трибологических и биологических свойств биосовместимого материала на основе полиэфирэфиркетона от содержания гексагонального нитрида бора. Пластические массы. 2021;1(11-12):15-20. https://doi.org/10.35164/0554-2901-2021-11-12-15-20

For citation:


Karabanova A.B., Peksimov O.E., Andreeva T.I., Prudskova T.N., Sheveyko A.N., Shtansky D.V., Senatov F.S., Balabanova V.A., Gurenkov V.M., Ilyasov A.R. Regularities of changes in the complex of physicomechanical, tribological and biological properties of a biocompatible material based on polyetheretherketone from the content of hexagonal boron nitride. Plasticheskie massy. 2021;1(11-12):15-20. (In Russ.) https://doi.org/10.35164/0554-2901-2021-11-12-15-20

Просмотров: 143


Creative Commons License
Контент доступен под лицензией Creative Commons Attribution 4.0 License.


ISSN 0554-2901 (Print)