Eigenschaften ungefüllter und gefüllter Polylactide im Hinblick auf ihr Potenzial für resorbierbare Implantatwerkstoffe:
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| Format: | Book |
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| Published: |
Aachen
Shaker
2003
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| Series: | Berichte aus der Medizintechnik
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| Item Description: | Zugl.: Erlangen-Nürnberg, Univ., Diss., 2003. - Enth. Zsfassung in engl. und dt. Sprache |
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Inhaltsverzeichnis I
Inhaltsverzeichnis
1 Einleitung und Motivation 1
2 Resorbierbare Implantate -Stand der Technik 4
2.1 Biokompatibilität von Werkstoffen und Implantaten 4
2.2 Resorbierbare Implantatwerkstoffe 6
2.2.1 Allgemeine Eigenschaften von resorbierbaren Calciumphosphaten 7
2.2.2 Allgemeine Eigenschaften von resorbierbaren Polymeren 9
2.2.3 Polylactide 15
2.2.3.1 Synthese von Polylactiden 15
2.2.3.2 Thermische Stabilität und Verarbeitungseigenschaften von Polylactiden 16
2.2.3.3 Mechanische Eigenschaften von Polylactiden 18
2.2.3.4 In-vitro- und m-wVo-Degradationsverhalten von Polylactiden 21
2.2.4 Mechanische Eigenschaften sowie in-vitro- und /n-vwo-Degradationsverhalten
von resorbierbaren Compositen 23
2.2.5 Biomechanik der Mandibula (Unterkiefer) und daraus folgende Anforderungen
an ein resorbierbares Osteosynthesesystem 25
2.3 Definition des Forschungs- und Entwicklungsbedarfs für resorbierbare
Implantatwerkstoffe unter Bezugnahme auf den derzeitigen Stand der Technik 28
3 Experimentelle Durchführung 31
3.1 Charakterisierungsmethoden 31
3.1.1 Molekulare Charakterisierung 31
3.1.2 Thermische und rheologische Charakterisierungsmethoden 32
3.1.3 Mechanische Charakterisierungsmethoden 36
3.1.4 /n-v/(ro-Degradationsuntersuchungen 40
3.1.5 Charakterisierung von Werkstoffoberflächen 41
3.2 Eingesetzte Werkstoffe und deren Grundcharakterisierung 42
3.2.1 Polylactid 42
3.2.2 Füllstoffe 45
3.3 Herstellungsverfahren für Polylactid-Prüfkörper mit definierter Molmasse
und Polylactid-Composite mit unterschiedlicher Füllstoffkonzentration 49
3.3.1 Compoundierung im Kneter 49
3.3.2 Herstellung von ungefüllten und gefüllten Polylactid-Prüfkörpern 51
;; Inhaltsverzeichnis
4 Eigenschaften des ungefüllten Poly(L-DL)lactids 70/30 53
4.1 Thermische Stabilität und Theologische Eigenschaften des Polylactids 53
4.1.1 Grundlegende Betrachtungen zur Stabilität des Polylactids in der Schmelze 53
4.1.1.1 Einfluss der Feuchtigkeit auf die Stabilität der Polylactidschmelze 53
4.1.1.2 Einfluss der Temperatur auf die Stabilität der Polylactidschmelze 54
4.1.1.3 Einfluss der Verweilzeit auf die Stabilität der Polylactidschmelze 57
4.1.2 Mechanisch-dynamische Untersuchungen an Polylactid 59
4.1.2.1 Glaszustand, Erweichungsgebiet und gummielastischer Zustand 59
4.1.2.2 Fliessgebiet 61
4.1.3 Zusammenfassung 68
4.2 Einfluss der Molmasse und der Prüfbedingungen auf mechanische Eigenschaften
des Polylactids 69
4.2.1 Abhängigkeit initialer mechanischer Eigenschaften von der Molmasse und den
Umgebungsbedingungen im 3-Punkt-Biegeversuch 72
4.2.1.1 Einfluss der Molmasse auf mechanische Eigenschaften des Polylactids
im 3-Punkt-Biegeversuch 72
4.2.1.2 Einfluss der /n-vrtro-Testbedingungen auf mechanische Eigenschaften des Polylactids
im 3-Punkt-Biegeversuch 75
4.2.2 Einfluss der Molmasse und der Umgebungsbedingungen auf die zeitabhängigen
mechanischen Eigenschaften im Kriechversuch 77
4.2.2.1 Einfluss von Wasser und Temperatur auf das Zeitstandverhalten des Polylactids 78
4.2.2.2 Einfluss der Molmasse auf das Zeitstandverhalten des Polylactids 80
4.2.2.3 Spannungs-Dehnungs-Verhalten des Polylactids in isochroner Darstellung 82
4.2.3 Zusammenhang zwischen verschiedenen Umgebungsbedingungen und der molekularen
Beweglichkeit des Polylactids im Erweichungsgebiet 85
4.2.3.1 Einfluss von Wasser auf die molekulare Beweglichkeit des Polylactids 85
4.2.3.2 Zusammenhang zwischen dem Zeitverhalten und der moleklaren Beweglichkeit des
Polylactids im Erweichungsgebiet 88
4.2.4 Zusammenfassung 90
5 Betrachtungen zur Verarbeitung von Polylactid-Compositwerkstoffen 91
5.1 Einfluss der Compoundierbedingungen auf molekulare Eigenschaften
der Polylactidmatrix 93
5.1.1 Kontrolle der Feuchtigkeit 93
5.1.2 Prozessparametersteuerung zur kontrollierten Verarbeitung von
Polylactid-Füllstoffsystemen 96
5.1.3 Zusammenfassung 101
Inhaltsverzeichnis III
6 Einfluss des Calciumphosphattyps, der Füllstoffkonzentration und der Füllstoff¬
morphologie auf mechanische Eigenschaften von Polylactid-Compositen 102
6.1 Initiale mechanische Eigenschaften von Polylactid-Compositen 103
6.1.1 Mechanische Eigenschaften bei 20 °C an Luft 103
6.1.1.1 Abhängigkeit mechanischer Eigenschaften von Polylactid-Compositen vom Füllstoff¬
gehalt am Beispiel des Füllstoffs Partikel-TCP 103
6.1.1.2 Veränderung der Biegefestigkeit durch Variation der Calciumphosphat-Füllstoffe in
Polylactid-Compositen 105
6.1.1.3 Veränderung des E-Moduls durch Variation der Calciumphosphat-Füllstoffe in
Polylactid-Compositen 109
6.1.2 Mechanische Eigenschaften unter /n-w'fro-Versuchsbedingungen 112
6.1.2.1 Abhängigkeit mechanischer Eigenschaften in-vitro von Polylactid-Compositen vom
Füllstoffgehalt am Beispiel des Füllstoffs Partikel-TCP 112
6.1.2.2 Veränderung der Biegefestigkeit und des E-Moduls in-vitro durch Variation
der Calciumphosphat Füllstoffe in Polylactid-Compositen 114
6.1.3 Zusammenfassung 117
6.2 /n-Wtro-Zeltstandverhalten von Polylactid-Compositen 118
6.2.1 Einfluss des Füllstoffanteils auf das m-v/fro-Kriechverhalten von Polylactid-Compositen. 118
6.2.1.1 Betrachtungen zum Kriechversagen von Polylactid-Compositen unter Einbeziehung
des Dewetting-Effekts 121
6.2.2 Veränderung des /n-vrtro-Kriechverhaltens durch Variation der Calciumphosphat-
Füllstoffe in Polylactid-Compositen 124
6.2.2.1 Betrachtungen zur Nanopartikelverstärkung in Polylactid-Compositen 126
6.2.3 Isochrone Spannungs-Dehnungs-Diagramme von Polylactid-Compositen 128
6.2.4 Zusammenfassung 131
7 /n-wfro-Degradation und in-vitro Biokompatibilität von ungefülltem Polylactid
und Polylactid-Compositen 132
7.1 Wasseraufnahme und molekulare Veränderungen der Polylactidmatrix 133
7.2 Veränderung mechanischer Eigenschaften 136
7.3 fn-Wtro-Biokompatibilitätsprüfung 143
7.4 Herstellung von resorbierbaren Schrauben und Platten für die
/n-wVo-Biokompatibilitätsprüfung 146
7.5 Zusammenfassung 147
8 Zusammenfassung und Ausblick 148
9 Symbole und Abkürzungen 153
10 Literaturverzeichnis 156 |
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