CZ200670A3 - Termoplastická polymerní kompozice pro skeletálnínáhrady a zpusob její výroby - Google Patents

Termoplastická polymerní kompozice pro skeletálnínáhrady a zpusob její výroby Download PDF

Info

Publication number
CZ200670A3
CZ200670A3 CZ20060070A CZ200670A CZ200670A3 CZ 200670 A3 CZ200670 A3 CZ 200670A3 CZ 20060070 A CZ20060070 A CZ 20060070A CZ 200670 A CZ200670 A CZ 200670A CZ 200670 A3 CZ200670 A3 CZ 200670A3
Authority
CZ
Czechia
Prior art keywords
ethylene
polyolefin
glass transition
melt
composition
Prior art date
Application number
CZ20060070A
Other languages
English (en)
Other versions
CZ304799B6 (cs
Inventor
Kruliš@Zdenek
Starý@Zdenek
Horák@Zdenek
Petrtýl@Miroslav
Original Assignee
Ústav makromolekulární chemie AV CR, v.v.i.
Ceské vysoké ucení technické v Praze
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Ústav makromolekulární chemie AV CR, v.v.i., Ceské vysoké ucení technické v Praze filed Critical Ústav makromolekulární chemie AV CR, v.v.i.
Priority to CZ2006-70A priority Critical patent/CZ304799B6/cs
Priority to PCT/CZ2007/000007 priority patent/WO2007087760A1/en
Publication of CZ200670A3 publication Critical patent/CZ200670A3/cs
Publication of CZ304799B6 publication Critical patent/CZ304799B6/cs

Links

Classifications

    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08L—COMPOSITIONS OF MACROMOLECULAR COMPOUNDS
    • C08L23/00—Compositions of homopolymers or copolymers of unsaturated aliphatic hydrocarbons having only one carbon-to-carbon double bond; Compositions of derivatives of such polymers
    • C08L23/02—Compositions of homopolymers or copolymers of unsaturated aliphatic hydrocarbons having only one carbon-to-carbon double bond; Compositions of derivatives of such polymers not modified by chemical after-treatment
    • C08L23/04—Homopolymers or copolymers of ethene
    • C08L23/06—Polyethene
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08L—COMPOSITIONS OF MACROMOLECULAR COMPOUNDS
    • C08L23/00—Compositions of homopolymers or copolymers of unsaturated aliphatic hydrocarbons having only one carbon-to-carbon double bond; Compositions of derivatives of such polymers
    • C08L23/02—Compositions of homopolymers or copolymers of unsaturated aliphatic hydrocarbons having only one carbon-to-carbon double bond; Compositions of derivatives of such polymers not modified by chemical after-treatment
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08L—COMPOSITIONS OF MACROMOLECULAR COMPOUNDS
    • C08L23/00—Compositions of homopolymers or copolymers of unsaturated aliphatic hydrocarbons having only one carbon-to-carbon double bond; Compositions of derivatives of such polymers
    • C08L23/02—Compositions of homopolymers or copolymers of unsaturated aliphatic hydrocarbons having only one carbon-to-carbon double bond; Compositions of derivatives of such polymers not modified by chemical after-treatment
    • C08L23/04—Homopolymers or copolymers of ethene
    • C08L23/08—Copolymers of ethene
    • C08L23/0807—Copolymers of ethene with unsaturated hydrocarbons only containing four or more carbon atoms
    • C08L23/0815—Copolymers of ethene with unsaturated hydrocarbons only containing four or more carbon atoms with aliphatic 1-olefins containing one carbon-to-carbon double bond
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08L—COMPOSITIONS OF MACROMOLECULAR COMPOUNDS
    • C08L23/00—Compositions of homopolymers or copolymers of unsaturated aliphatic hydrocarbons having only one carbon-to-carbon double bond; Compositions of derivatives of such polymers
    • C08L23/02—Compositions of homopolymers or copolymers of unsaturated aliphatic hydrocarbons having only one carbon-to-carbon double bond; Compositions of derivatives of such polymers not modified by chemical after-treatment
    • C08L23/04—Homopolymers or copolymers of ethene
    • C08L23/08—Copolymers of ethene
    • C08L23/0807—Copolymers of ethene with unsaturated hydrocarbons only containing four or more carbon atoms
    • C08L23/0823—Copolymers of ethene with unsaturated hydrocarbons only containing four or more carbon atoms with aliphatic cyclic olefins
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61F—FILTERS IMPLANTABLE INTO BLOOD VESSELS; PROSTHESES; DEVICES PROVIDING PATENCY TO, OR PREVENTING COLLAPSING OF, TUBULAR STRUCTURES OF THE BODY, e.g. STENTS; ORTHOPAEDIC, NURSING OR CONTRACEPTIVE DEVICES; FOMENTATION; TREATMENT OR PROTECTION OF EYES OR EARS; BANDAGES, DRESSINGS OR ABSORBENT PADS; FIRST-AID KITS
    • A61F2/00—Filters implantable into blood vessels; Prostheses, i.e. artificial substitutes or replacements for parts of the body; Appliances for connecting them with the body; Devices providing patency to, or preventing collapsing of, tubular structures of the body, e.g. stents
    • A61F2/02—Prostheses implantable into the body
    • A61F2/28—Bones
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61F—FILTERS IMPLANTABLE INTO BLOOD VESSELS; PROSTHESES; DEVICES PROVIDING PATENCY TO, OR PREVENTING COLLAPSING OF, TUBULAR STRUCTURES OF THE BODY, e.g. STENTS; ORTHOPAEDIC, NURSING OR CONTRACEPTIVE DEVICES; FOMENTATION; TREATMENT OR PROTECTION OF EYES OR EARS; BANDAGES, DRESSINGS OR ABSORBENT PADS; FIRST-AID KITS
    • A61F2/00—Filters implantable into blood vessels; Prostheses, i.e. artificial substitutes or replacements for parts of the body; Appliances for connecting them with the body; Devices providing patency to, or preventing collapsing of, tubular structures of the body, e.g. stents
    • A61F2/02—Prostheses implantable into the body
    • A61F2/30—Joints
    • A61F2/30756—Cartilage endoprostheses
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61F—FILTERS IMPLANTABLE INTO BLOOD VESSELS; PROSTHESES; DEVICES PROVIDING PATENCY TO, OR PREVENTING COLLAPSING OF, TUBULAR STRUCTURES OF THE BODY, e.g. STENTS; ORTHOPAEDIC, NURSING OR CONTRACEPTIVE DEVICES; FOMENTATION; TREATMENT OR PROTECTION OF EYES OR EARS; BANDAGES, DRESSINGS OR ABSORBENT PADS; FIRST-AID KITS
    • A61F2/00—Filters implantable into blood vessels; Prostheses, i.e. artificial substitutes or replacements for parts of the body; Appliances for connecting them with the body; Devices providing patency to, or preventing collapsing of, tubular structures of the body, e.g. stents
    • A61F2/02—Prostheses implantable into the body
    • A61F2/30—Joints
    • A61F2002/30001—Additional features of subject-matter classified in A61F2/28, A61F2/30 and subgroups thereof
    • A61F2002/30003—Material related properties of the prosthesis or of a coating on the prosthesis
    • A61F2002/3006—Properties of materials and coating materials
    • A61F2002/30065—Properties of materials and coating materials thermoplastic, i.e. softening or fusing when heated, and hardening and becoming rigid again when cooled
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61F—FILTERS IMPLANTABLE INTO BLOOD VESSELS; PROSTHESES; DEVICES PROVIDING PATENCY TO, OR PREVENTING COLLAPSING OF, TUBULAR STRUCTURES OF THE BODY, e.g. STENTS; ORTHOPAEDIC, NURSING OR CONTRACEPTIVE DEVICES; FOMENTATION; TREATMENT OR PROTECTION OF EYES OR EARS; BANDAGES, DRESSINGS OR ABSORBENT PADS; FIRST-AID KITS
    • A61F2210/00—Particular material properties of prostheses classified in groups A61F2/00 - A61F2/26 or A61F2/82 or A61F9/00 or A61F11/00 or subgroups thereof
    • A61F2210/0071—Particular material properties of prostheses classified in groups A61F2/00 - A61F2/26 or A61F2/82 or A61F9/00 or A61F11/00 or subgroups thereof thermoplastic

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Medicinal Chemistry (AREA)
  • Polymers & Plastics (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Compositions Of Macromolecular Compounds (AREA)

Abstract

Rešení se týká termoplastické polymerní kompozicepro skeletální náhrady a zpusobu její výroby. Kompozice podle vynálezu sestává z 12 až 91 % hmotn. polyolefinu o teplote skelného prechodu vyšší než 320 K, kterým je kopolymer ethylenu a bicyklo[2.2.1]hept-2-enu o molární koncentraci bicyklo[2.2.1]hept-2-enu nejméne 25 a nejvýše 75 %, z 2 až 72 % hmotn. polyolefinu o teplote skelného prechodu nižší než 250 K, kterým je (i) homopolymer ethylenu o hustote nejméne 0,92 g.cm.sup.-3.n. a nejvýše 0,97g.cm.sup.-3.n., nebo (ii) kopolymer ethylenu s .alfa.-olefinem vybraným ze skupiny skládající se z propylenu, 1- butenu, 1- hexenu, 1- oktenu a 1- decenu o hustote nejméne 0,85 g.cm.sup.-3 .n.a nejvýše 0,96 g.cm.sup.-3.n., nebo smes homopolymeru ethylenu (i) a kopolymeru ethylenu s .alfa.-olefinem (ii) v libovolném pomeru a z 5 až 50 % hmotn. uhlíkových vláken o hmotnostním obsahu uhlíku nejméne 94 %, hustote nejméne 1,80 g/cm.sup.3.n. a nejvíce1,92 g/cm.sup.3 .n.a prumeru vlákna nejméne 4 .mi.m a nejvíce 9 .mi.m. Popsaná kompozice se pripraví tak, že se polyolefin o teplote skelného prechodu vyšší než 320 K a polyolefin o teplote skelného prechodu nižší než 250 K smíchá v tavenine pri teplote taveniny míchané smesi nejméne 430 K, vzniklápolymerní termoplastická kompozice se ozárí gama paprsky nebo urychlenými elektrony dávkou nejméne 20 kGy a nejvíce 250 kGy, s výhodou v inertní atmosfére, nacež se ozárený materiál v tavenine pri teplote nejméne 430 K smísí s uhlíkovými vlákny. Vuci oxidacní degradaci lze materiál stabilizovat prídavkem nejméne 0,1 % hmotn. .alfa.-tokoferolu.

Description

(54) Název přihlášky vynálezu;
Termoplastická polymérní kompozice pro skeletální náhrady a způsob její výroby (57) Anotace:
Řešení se týká termoplastické polymérní kompozice pro skeletální náhrady a způsobu její výroby. Kompozice podle vynálezu sestává z 12 až 91 % hmotn. polyolefinu o teplotě skelného přechodu vyšší než 320 K, kterým je kopolymer ethylenu a bicyklo[2.2.I]hept-2-enu o molámí koncentraci bicyklo[2.2. l]hept-2-enu nejméně 25 a nejvýše 75 %, z 2 až 72 % hmotn. polyolefinu o teplotě skelného přechodu nižší než 250 K, kterým je (Í) homopolymer ethylenu o hustotě nejméně 0,92 g.cm'3 a nejvýše 0,97 g.cm'3, nebo (ii) kopolymer ethylenu s α-olefinem vybraným ze skupiny skládající se z propylenu, l- bulenu, 1- hexenu, 1-oktenua 1decenu o hustotě nejméně 0,85 g.cm3 a nejvýše 0,96 g.cm'3, nebo směs homopolymeru ethylenu (i) a kopolymerů ethylenu s α-olefinem (ii) v libovolném poměru a z 5 až 50 % hmotn, uhlíkových vláken o hmotnostním obsahu uhlíku nejméně 94 %, hustotě nejméně 1,80 g/cm3 a nejvíce 1,92 g/cm3 a průměru vlákna nejméně 4 pm a nejvíce 9 pm, Popsaná kompozice se připraví tak, že se polyolefin o teplotě skelného přechodu vyšší než 320 K a polyolefin o teplotě skelného přechodu nižší než 250 K smíchá v tavenině při teplotě taveniny míchané směsi nejméně 430 K, vzniklá polymérní termoplastická kompozice se ozáří gama paprsky nebo urychlenými elektrony dávkou nejméně 20 kGy a nejvíce 250 kGy, s výhodou v inertní atmosféře, načež se ozářený materiál v tavenině při teplotě nejméně 430 K smísí s uhlíkovými vlákny. Vůči oxidační degradaci lze materiál stabilizovat přídavkem
Termoplastická polymerní kompozice pro skeletální náhrady a způsob její výroby
Oblast techniky
Vynález se týká termoplastické.polymemí kompozice pro skeletální náhrady a způsobu její výroby pro využití v humánní a veterinární medicíně.
Dosavadní stav techniky
Náhrady defektních kostních tkání materiály nebiologického původu jsou v traumatologii, ortopedii a chirurgii využívány již přibližně sto let. Původně byly skeletální náhrady vyráběny z vhodných kovů, především ze slitin zlata a platiny, později z titanu a speciálně legovaných ocelí. V konstrukci kloubních endoprotéz se posledně jmenované kovové materiály využívají doposud.
Rozvoj medicínské techniky spolu s výsledky výzkumu v oboru biomechaniky vedly v posledních třech desetiletích k rozšíření aplikací polymemích materiálů. Výběr polymerů vhodných pro výrobu skeletálních implantátů je však striktně omezen požadavkem na jejich toleranci živými tkáněmi. Z tohoto důvodu jsou pro náhrady kostních tkání v současnosti využívány především polymethylmetakrylát (PMMA), polytetrafluorethylen (PTFE) a ultravysokomolekulární polyethylen (UHMWPE).
Materiály doposud užívané pro výrobu skeletálních náhrad sice v klinické praxi vyhovují, avšak zároveň též vykazují jisté nedostatky. Společným nedostatkem všech těchto materiálů jsou jejich mechanické vlastnosti, které jsou diametrálně odlišné od mechanických vlastností kostní tkáně, kterou nahrazují. Všechny kovové materiály vykazují řádově vyšší modul pružnosti než jakákoliv kostní tkáň (např. modul pružnosti kortikalis činí přibližně 18-23 GPa, modul pružnosti legovaných ocelí je kolem 200 GPa ) , a naopak všechny doposud užívané polymerní materiály vykazují řádově nižší modul pružnosti.
Velké rozdíly mezi ohybovou tuhostí rigidních dříků implantátů a ohybovou tuhostí diafýz (na příklad femuru) vedou ke vzniku „napěťového štítu“, který snižuje fyziologicky běžná (přirozená) namáhání v kosti. V důsledku výrazného snížení namáhání kortikalis ve stěně diafýzy v oblastech rozhraní s kostí dochází v řadě případů (i po několika letech) k lokální resorbci kostní tkáně a poté ke snížení stability dříku v diafyzárním kanálu. Zajistit v jistých mezích přirozená přetvoření diafýz (s implantovaným dříkem) lze na příklad použitím kompozitních dříků s gradientem elastických vlastností (s gradientem modulů pružnosti), mající povrchovou lamelu z materiálu o stejném nebo blízkém modul pružnosti, jako má kortikalis. (Petrtýl M., Pavlánský R.: Hip Implants, US Patent No. 4743263, May 1989; Petrtýl M., Jíra A.: Hip Replacements ofthe Second Generation, In: EngineeringMechanics, Vol. 11, 2004, No.6, pp, 429-440; Petrtýl M. et al.: How to Ensure the Stability of Hip Replacements, In: Proč.: 15th Annual Meeting of the European Orthopaedic Research Society, EORS, June 2005, Lisabon, Portugal).
Perspektivním řešením tohoto problému jsou kompozity na bázi polymeru tolerovaného živými tkáněmi a ztuženého vhodnými vysokomodulovými vlákny (např. vlákny uhlíkovými). Skladbou kompozitního materiálu je pak možné řídit jeho mechanické vlastnosti podle požadavků uvažované aplikace. Z posledních výsledků materiálového výzkumu vyplývá, že vhodnou matricí pro. tyto kompozity jsou kopolymery ethylenu s bicyklo[2.2.1]hept-2-enem. Tyto polymery vykazují poměrně vysokou; tuhost a experimentálně již bylo prokázáno, že jsou velmi dobře tolerovány živými tkáněmi. Podstatnou nevýhodou těchto kopolymerů je však jejich nízká houževnatost. Tento nedostatek je možné eliminovat modifikací polymerní složkou, která by byla dispergována ve výše zmíněné matrici.
Složení termoplastické polymerní kompozice na bázi výše uvedeného kopolymeru a způsob její výroby a zpracování na polymerní části skeletálních náhrad je předmětem dále popsaného řešení podle vynálezu.
Podstata vynálezu
Podstatou vynálezu je termoplastická polymerní kompozice pro skeletální náhrady a způsob její výroby. Kompozice sestává z 12% až 91% hmot. polyolefinů o teplotě skelného přechodu vyšší než 320 K, kterým je kopolymer ethylenu a bicyklo[2.2.1]hept-2-enu o molární koncentraci bicyklo[2.2.1]hept-2-enu nejméně 25% a nejvýše75%, z 2% až 72% hmot. polyolefinů o teplotě skelného přechodu nižší než 250 K, kterým je (i) homopolymer ethylenu o hustotě nejméně 0,92 g.cm' a nejvýše 0,97 g.cm', nebo (ii) kopolymer ethylenu s aolefinem vybraným ze skupiny skládající se z propylenu, 1-butenu, 1- hexenu, 1- oktenu a 1decenu o hustotě nejméně 0,85 g.cm'3 a nejvýše 0,96 g.cm'3, tiebo směs homopolymeru ethylenu (i) a kopolymeru ethylenu s α-olefinem (ii) v libovolném poměru a z 5% až 50% hmot. uhlíkových vláken o hmotnostním obsahu uhlíku nejméně 94%, hustotě nejméně 1,80 g/cm3 a nejvíce 1,92 g/cm3 a průměru vlákna nejméně 4 pm a nejvíce 9 pm.
Výše uvedená kompozice se připraví tak, že se polyolefin o teplotě skelného přechodu vyšší než 320 K a polyolefin o teplotě skelného přechodu nižší než 250 K smíchá vtavenině při teplotě taveniny míchané směsi nejméně 430 K, vzniklá polymerní termoplastická kompozice se ozáří gama paprsky nebo urychlenými elektrony dávkou nejméně 20 kGy a nejvíce 250
Φ· · ·· φ · · φφ kGy, s výhodou, v inertní atmosféře načež se ozářený materiál v tavenině při teplotě nejméně 430 K smísí s uhlíkovými vlákny.
Vůči oxidační degradaci je vhodné materiál stabilizovat přídavkem nejméně 0,1% hm. atokoferolu v posledním kroku přípravy.
Hlavním přínosem kompozice podle vynálezu a způsobu její přípravy je skutečnost, že umožňuje prostřednictvím úpravy obsahu jednotlivých složek nastavení mechanických vlastností materiálu v dostatečně širokém rozsahu tak, aby z ní vyrobené implantáty vykazovaly stejné deformační chování, jako části kostí nebo i chrupavek, které v konkrétních aplikacích mají nahradit. Doposud známé materiály a způsoby výroby skeletálních náhrad nastavení mechanických charakteristik v tak širokém rozsahu neumožňují.
Mimo to bylo experimentálně prokázáno, že kopolymery ethylenu a bicyklo[2.2, l]hept-2-enu jsou velmi dobře tolerovány živými tkáněmi. Nadmolekulární strukturu polymerních směsí kopolymerů. ethylenu a bicyklo[2.2.1]hept-2-enu s polyethylenem, nebo s kopolymery ethylenu a vyšších α-olefinů, získanou při jejich míchání v tavenině je možné účinně stabilizovat účinkem vhodné dávky ionizujícího záření tak, že se již při dalším následném zpracování směsi v tavenině nemění.
Kromě toho směsi uvedených polymerů, kde matricí je kopolymer ethylenu a bicyklo[2.2.1]hept-2-enu,modifikované ionizujícím zářením vykazují v porovnání se směsmi o identickém složení, avšak neozárenými, výrazně vyšší houževnatost při zachování stejné úrovně ostatních mechanických charakteristik, Při míchání uvedených polymerních směsí s minerálními vlákny jako ztužujícím prostředkem nedochází v případě směsí upravených ionizujícím zářením k enkapsulaci vláken polymerem dispergované fáze, která je provázena snížením ztužujícího účinku vláken.
• φ
* ♦ · · φφ ··
Příklady provedení vynálezu
Příklad 1
Z kopolymerů ethylenu a bicyklo[2.2.1]hept-2-enu (složka A, rázová pevnost v tahu = 23 kj.m'2, Youngův modul = 2 600 MPa) s obsahem ethylenových jednotek 72,5 mol.% a kopolymerů ethylenu a 1-oktenu (složka B) o hustotě 0,902 g.cm'3 byly mícháním v tavenině připraveny směsi o poměru složek A:B = 70:30 (Směsi 1-3) a 50:50 (Směsi 4-6). Míchání bylo provedeno v komoře W 50EH laboratorního hnětiče Brabender Plasti-Corder PLE 651 při teplotě 190°C, rychlosti otáčení hnětáků 60 min'1 po dobu 8 min (Směs 1, 4). Ze získaného materiálu byly lisováním připraveny desky o tloušťce 1,5 mm, které byly následně vystaveny účinkům γ-záření (Směs 2, 5) a exponovány celkovou dávkou 25 kGy. Ozářený materiál byl následně opět přepracován v komoře laboratorního hnětiče při 190°C, 60 min'1 a po dobu 4 min do byl míchán s 5% hmot. uhlíkových vláken o průměru 7,2 pm, délce 6 mm a obsahu uhlíku 95% (Směs 3, 6). Vybrané mechanické vlastnosti směsí (měřené při 23 °C) v různém stadiu přípravy finálního materiálu jsou uvedeny v Tabulce 1.
Tabulka 1. Vybrané mechanické vlastnosti směsí kopolymer ethylenu a bičyklo[2.2.1]hept-2enu a kopolymerů ethylenu a 1-oktenu.
Směs Rázová pevnost v tahu [kj.m'2] Youngův modul [MPa] Tažnost [%] Pevnost v tahu [MPa]
A:B = 70:30
Směs 1 41 1300 5 35
Směs 2 52 1300 5 35
Směs 3 100 1350 7 39
A:B = 50:50
Směs 4 38 580 12 17
Směs 5 65 590 17 17
Směs 6 185 650 75 24
Příklad 2.
Postupem uvedeným v příkladě 1 byla připravena směs o poměru složek A:B = 70:30, která byla následně ozářena γ-paprsky o celkové dávce 25 kGy. Takto upravený materiál byl zpracováván v komoře laboratorního hnětiče za přídavku 30 hmot.% uhlíkových vláken (C) při teplotě 190°C, rychlosti 60 min'1 po dobu 8 min. Složení výsledného materiálu je ve * ··» * »’··.· · · · ·· *· · ·· · · vyjádření hmotnostního poměru složek A:B:C = 49:21:30 (Směs 7). Souběžně byla připravena analogická směs, avšak z materiálu, který nebyl upraven zářením (Směs 8). Hodnoty rázové houževnatosti, rázové pevnosti v tahu a Youngova modulu pružnosti v tahu (při 23 °C) jakožto vlastností charakterizujících houževnatost a tuhost materiálu jsou porovnány v Tabulce 2 s hodnotami příslušných směsí obsahujících pouze 5% uhlíkových vláken. ' .
Tabulka 2. Vliv ztužení uhlíkovými vlákny a modifikace ozářením ná vybrané vlastnosti směsí kopolymer ethylenu a bicyklo[2,2.1)hept-2-enu a kopolymeru ethylenu a 1-oktenu.
Rázová houževnatost Charpy [kJ.m'2] Rázová pevnost v tahu [kJ.m'2] Youngův modul [MPa]
Směs 2 27- 52 1300
Směs 7 28. 57 6600
Směs 1 23 ' 41 1300
Směs 8 11 23 6600
Průmyslová využitelnost vynálezu ^Termoplastická polymerní kompozice podle vynálezu je využitelná pro výrobu skeletálních náhrad v. humánní, a veterinární medicíně.
• ·· V W »» w - ·
9 99 9 99«** • · 9 9 9 9 99 99 9
9 «9 9 99··
999 99 999 99 ·«
PATENTOVÉ NÁROKY

Claims (4)

1. Termoplastická polymerní kompozice ,pro skeletální náhrady vyznačená tím, že sestává z 12% až 91% hmot. polyolefinu o teplotě skelného přechodu vyšší než 320 K, kterým je kopolymer ethylenu a bicyklo[2.2.1]hept-2-enu o molární koncentraci bicyklo[2.2.1]hept-2-enu nejméně 25% a nejvýše75%, z 2% až 72% hmot. polyolefinu o teplotě skelného přechodu nižší než 250 K, kterým je (i) homopolymer ethylenu o hustotě nejméně 0,92 g,cm‘3 a nejvýše 0,97 g.cm'3, nebo (ii) kopolymer ethylenu s aolefinem vybraným ze skupiny skládající se zpropylenu, 1-butenu, 1- hexenu, 1oktenu a 1- decenu o hustotě nejméně 0,85 g.cm' a nejvýše 0,96 g.cm', nebo směs homopolymeru ethylenu (i) a kopolymeru ethylenu s ct-olefinem (ii) v libovolném poměru a z 5% až 50% hmot. uhlíkových vláken o hmotnostním obsahu uhlíku nejméně 94%, hustotě nejméně 1,80 g/cm3 a nejvíce 1,92 g/cm3 a průměru vlákna nejméně 4 pm a nejvíce 9 pm,
2. Způsob výroby termoplastické kompozice pro skeletální náhrady podle nároku 1. vyznačený tím, že se polyolefín o teplotě skelného přechodu vyšší než 320 K a polyolefin o teplotě skelného přechodu nižší než 250 K smíchá v tavenině při teplotě taveniny míchané směsi nejméně 430 K, vzniklá polymerní termoplastická kompozice se ozáří gama paprsky nebo urychlenými elektrony dávkou nejméně 20 kGy a nejvíce 250 kGy, načež se ozářený materiál v tavenině pří teplotě nejméně 430 K smísí s uhlíkovými vlákny.
3. Způsob výroby termoplastické kompozice pro skeletální náhrady podle nároku 2 vyznačený tím, že ozařování polymerní termoplastické kompozice gama paprsky nebo urychlenými elektrony se provádí v inertní atmosféře.
4. Způsob výroby termoplastické kompozice pro skeletální náhrady podle nároku 2 vyznačený tím, že během míšení polymerní termoplastické kompozice s uhlíkovými vlákny se materiál stabilizuje vůči oxidační degradaci přídavkem nejméně 0,1% hmot.
CZ2006-70A 2006-01-31 2006-01-31 Termoplastická polymerní kompozice pro skeletální náhrady a způsob její výroby CZ304799B6 (cs)

Priority Applications (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CZ2006-70A CZ304799B6 (cs) 2006-01-31 2006-01-31 Termoplastická polymerní kompozice pro skeletální náhrady a způsob její výroby
PCT/CZ2007/000007 WO2007087760A1 (en) 2006-01-31 2007-01-31 Thermoplastic polymer composition for skeletal replacements and method of its production

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CZ2006-70A CZ304799B6 (cs) 2006-01-31 2006-01-31 Termoplastická polymerní kompozice pro skeletální náhrady a způsob její výroby

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CZ200670A3 true CZ200670A3 (cs) 2007-08-08
CZ304799B6 CZ304799B6 (cs) 2014-10-29

Family

ID=38024556

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CZ2006-70A CZ304799B6 (cs) 2006-01-31 2006-01-31 Termoplastická polymerní kompozice pro skeletální náhrady a způsob její výroby

Country Status (2)

Country Link
CZ (1) CZ304799B6 (cs)
WO (1) WO2007087760A1 (cs)

Family Cites Families (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3162698A (en) * 1962-06-19 1964-12-22 Union Carbide Corp Thermoplastic compositions having improved stress cracking properties
GB1018778A (en) * 1962-08-09 1966-02-02 Montedison Spa Olefin copolymers
US3494897A (en) * 1963-12-05 1970-02-10 Union Carbide Corp Ethylene/bicyclo(2.2.1)hept-2-ene copolymers
CS245125B1 (en) * 1984-11-09 1986-08-14 Miroslav Petrtyl Adaptable isoelastic hip endoprosthesis

Also Published As

Publication number Publication date
WO2007087760A1 (en) 2007-08-09
CZ304799B6 (cs) 2014-10-29

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US6436137B2 (en) Compositions, processes and methods of improving the wear resistance of prosthetic medical devices
ES2334045T3 (es) Articulos de polietileno de alto peso molecular y procedimientos para formar articulos de polietileno de alto peso molecular.
Saito et al. Experimental studies on a new bioactive bone cement: hydroxyapatite composite resin
CN105126161B (zh) 在uhmwpe中共混多种添加剂的协同作用
CN102307945B (zh) 聚乙烯材料
JP5732044B2 (ja) 硫酸バリウムを含むポリマー材料
EP0859813A4 (en) BIOACTIVE COMPOSITE MATERIAL FOR REPAIRING HARD AND SOFT TISSUE
Karpiński et al. Effect of various admixtures on selected mechanical properties of medium viscosity bone cements: Part 2–Hydroxyapatite
AU2012203503B2 (en) Ultra high molecular weight polyethylene articles and methods of forming ultra high molecular weight polyethylene articles
Närhi et al. Bone response to degradable thermoplastic composite in rabbits
CZ200670A3 (cs) Termoplastická polymerní kompozice pro skeletálnínáhrady a zpusob její výroby
Gisep Research on ceramic bone substitutes: current status
Koksal Biomaterials in orthopedics
Skariah et al. Polyetheretherketone: A Crystalline Non-Metallic Plate: Past, Present and Future-A Review
KR20240135936A (ko) 합성섬유가 없는 뼈와 유사한 기계적 물성의 수술 연습용 복합소재 및 그 제조방법
Knets et al. P009 Strength of bonding between ultrahigh molecular mass polyethylene-hydroxylapatite composites and the surface of bone cortex
Sachin et al. Wear Performance Optimization of Silicon Nitride (Si3N4)-Hexagonal Boron Nitride (hBN) Composite Using Genetic Algorithm (GA)
AU2014201581B2 (en) Ultra high molecular weight polyethylene articles and methods of forming ultra high molecular weight polyethylene articles
Başgörenay Preparation and Characterization of Hydroxyapatite Containing Acrylic Bone Cements
Lan Analyses of Experimental Property Datasets for Poly (Methyl Methacrylate) Bone Cement
Park et al. A NOVEL COMPOUND OF PMMA-HA-CHITOSAN SHOWS HIGH POTENTIAL AS CLINICAL APPLICATION

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A Patent lapsed due to non-payment of fee

Effective date: 20150131