Микроструктура и свойства композитов медицинского назначения на основе сверхвысокомолекулярного полиэтилена

• Автор: Сенатов, Фёдор Святославович
• Шифр специальности: 01.04.07
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2013
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 158 с. : ил.

Содержание
ВВЕДЕНИЕ
1 АНАЛИТИЧЕСКИЙ ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ
1.1 Материал эндопротеза сустава
1.2 Сверхвысокомолекулярный полиэтилен. Особенности структуры и их влияние на механические свойства
1.3 Обработка сверхвысокомолекулярного полиэтилена
1.3.1 Термопрессование сверхвысокомолекулярного полиэтилена
1.3.2 Механоактивадионная обработка сверхвысокомолекулярного полиэтилена
1.4 Влияние стеарата кальция на механические свойства сверхвысокомолекулярного полиэтилена
1.5 Износ имплантатов из сверхвысокомолекулярного полиэтилена
1.5.1 Характер износа
1.5.2 Морфология частиц износа
1.6 Дисперсно-упрочненные биокомпозиты на основе сверхвысокомолекулярного полиэтилена
1.7 Биодеструкция имплантатов из сверхвысокомолекулярного полиэтилена
1.7.1 Гидролитическая деструкция
1.7.1.1 Неферментативный гидролиз
1.7.1.2 Ферментативный гидролиз
1.7.1.3 Окислительная деструкция и катализ ионами металлов
1.7.2 Клеточная деструкция
1.7.3 Бактериальная деградация
1.7.4 Механодеструкция
1.8 Деградация при стерилизации
1.8.1 Механизм деградации
1.8.2 Расчет индекса окисления
1.8.3 Стабилизация сверхвысокомолекулярного полиэтилена введением антиоксиданта
1.9 Медицинские аспекты применения полимерных композитов на основе сверхвысокомолекулярного полиэтилена
2 МАТЕРИАЛЫ И МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЙ
2.1 Исходные материалы
2.2 Механоактивационная обработка
2.3 Термопрессование

2.4 Радиационная стерилизация
2.5 Выдержка в окислительной среде
2.6 Сканирующая электронная микроскопия
2.7 Рентгенофазовый анализ
2.8 ИК-спектроскопия
2.9 Дифференциальная сканирующая калориметрия
2.10 Определение прочности при растяжении и при сжатии
2.11 Микроиндентирование
2.12 Определение ударной вязкости
2.13 Трибологичсскис исследования
2.13.1 Трибологические испытания СВМПЭ и композитов на его основе
2.13.2 Трибологические испытания хрящей суставов
2.14 Исследование биологической совместимости
2.14.1 Санитарно-химические и токсикологические исследования
2.14.2 Исследование биосовместимости in vitro
2.14.2.1 Исследование адгезии клеток
2.14.2.2 Цитотоксический тест
2.14.2.3 Исследование гемолиза
2.14.3 Исследования биосовместимости in vivo
3 СТРУКТУРА СВМПЭ И КОМПОЗИТОВ НА ЕГО ОСНОВЕ
3.1 Микроструктура
3.1.1 Модель формирования микроструктуры дисперсно-наполненного композиционного материала на основе СВМПЭ с высокой вязкостью расплава после проведения механоактивационной обработки и термопрессования
3.1.2 Фрактография поверхности излома
3.1.3 Распределение наполнителя в полимерной матрице СВМПЭ
3.1.4 Расчет степени наполнения СВМПЭ, необходимой для формирования монослойного покрытия на полимерной частице
3.2 Аморфно-кристаллическая структура СВМПЭ
3.3 Химические связи и деградация в СВМПЭ
3.3.1 СВМПЭ после механоактивации и радиационной стерилизации
3.3.2 Деградация СВМПЭ после выдержки в растворе пероксида водорода
4 ФИЗИКО-МЕХАНИЧЕСКИЕ И ТРИБОЛОГИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА
4.1 Механические свойства
4.2 Трибологические свойства

4.2.1 Коэффициент фения и износ СВМПЭ и композитов на его основе
4.2.2 Коэффициент трения и износ хрящевой ткани суставов
5 БИОСОВМЕСТИМОСТЬ КОМПОЗИТОВ НА ОСНОВЕ СВМПЭ
5.1 Результаты санитарно-химических исследований порошковых материалов
5.2 Результаты токсикологических исследований порошковых материалов
5.3 Исследование биосовместимости in vitro
5.3.1 Исследование адгезии клеток
5.3.2 Результаты исследования динамики гемолиза
5.4 Исследования биосовместимости in vivo
ВЫВОДЫ
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ

Рисунок 17 - Микрофотографии изношенных поверхностей СВМПЭ и композита 20% УВ-СВМПЭ при сухом трении и в дистиллированной воде, (а) Износ поверхности СВМПЭ после сухого скольжения, (б) Износ поверхности СВМПЭ после скольжения в дистиллированной воде, (с) Износ поверхности 20% УВ-СВМПЭ после сухого скольжения, (г) Износ поверхности 20% УВ-СВМПЭ после скольжения в дистиллированной воде [125]