وثيقة

Development of high density polyethylene micro/nano hydroxyapatite composites for medical implants.

عناوين أخرى
تطوير مركبات البولي إيثيلين عالي الكثافة (HDPE) ممزوج جسيمات السراميك النانوية و الجسيمات الدقيقة من هيدروكسيأباتيت (HA) النشط بيولوجيًا
الناشر
Sultan Qaboos University.
ميلادي
2022
اللغة
الأنجليزية
الملخص الإنجليزي
Due to the distinct rise in the number of medical cases that require reconstructive surgeries worldwide, the medical implants have increased accordingly in the past two decades. Through it, several orthopedic diseases, defects, traumas and congenital anomalies such as bone cancer, bone fracture, and osteoporosis can be treated or improved. Therefore, in order to improve, substitute, repair or enhance bone health, there is a vital and essential necessity for synthesizing biomaterials with special characterizations. However, this kind of implants are still considered a substantial challenge and a huge burden on the quality of healthcare. Hence, finding such safe devices, with minimum complications, made of synthetic biomaterials can offer the bone graft field a promising alternative. Recently, polymers are being more widely used in the medical field these days due to their widespread availability and very simple product development and manufacturing procedures. This is in addition to the lower cost as compared to other materials. High density polyethylene is one of the frequently employed in medical applications due to its mechanical strength, low cost, great biocompatibility, ease of processing, and chemical and biological resistance. The main aim of this project is to develop the local Polyethylene material to be used as a medical implant. This material is characterized according to its mechanical properties such as (tensile, flexural, compression and impact properties) are considered one of the most important properties that must be taken into consideration in such studies. To achieve this goal, some materials must be combined with each other to obtain a product that with properties similar to those of bone. This process is reinforcing High-Density Polyethylene (HDPE) with a bioactive hydroxyapatite (HA) ceramic was developed to produce bioactive composites for bone replacements. The experimental work studied the selected mechanical properties of the locally produced High-Density Polyethylene (HDPE) reinforced with hydroxyapatite (HA) ceramic nanoparticles (NPs) and micro particles (MPs) with diameters of 200 nm and 200 µm respectively. HA MPs of 1, 5, and 10 wt% and HA of 0.5, 1, and 5 wt% were blended with the HDPE using twin screw extrusion machine. The mixing process performed at 200 rpm and 220 °C. The result of this research indicates that, HDPE/Nano-HA composites achieved higher property values than HDPE/Micro-HA composites for most of the mechanical tests. The standard deviation values are reasonable, indicating that the experimental work is repeatable. The coefficient of variation is significantly below 10, indicating that the results are also reliable. The best value of UTS may be obtained at 1 wt% Nano-HA, where it improves by roughly 33.8 % to neat HDPE.
الملخص العربي
نظ ًرا للارتفاع الواضح في عدد الحالات الطبية التي تتطلب عمليات جراحية ترميمية في جميع أنحاء العالم، فقد زادت ا لذلك في العقدين الماضيين الذي من خلاله يمكن علاج أو تحسين العديد من أمراض عمليات الزراعة الطبية وفقً العظام والعيوب والصدمات والتشوهات الخلقية مثل سرطان العظام الذي بدوره يسبب كسر وهشاشة العظام، لذلك من أجل تحسين صحة العظام أو استبدالها أو إصلاحها أو تحسينها، هناك ضرورة حيوية وضرورية لتركيب المواد الحيوية ذات الخصائص الخاصة. ومع ذلك، لا يزال هذا النوع من الغرسات يعتبر تحديًا كبيرا على جودة الرعاية الصحية. كما أن العثور على مثل هذه الاجهزة الامنة، مع القليل من المضاعفات أو بدونها، المصنوعة من مواد حيوية اصطناعية يمكن أن يوفر مجال الترميم العظمي بديالً واعدًا. يتم استخدام البوليمرات على نطاق واسع في المجال الطبي هذه الايام بسبب توفرها على نطاق واسع كما أ ّن إجراءات تطوير وتصنيع هذا النوع من ا لمنتجات إضافة إلى التكلفة المنخفضة يعد الافضل مقارنة بالمواد الاخرى. يعد البولي إيثيلين عالي الكثافة (HDPE (من أكثر المواد المستخدمة في التطبيقات الطبية نظ ًرا لقوته الميكانيكية وتكلفته المنخفضة وتوافقه الحيوي الكبير وسهولة معلاجته ومقاومته الكيميائية والبيولوجية. الهدف الرئيسي من هذا المشروع هو تطوير مادة البولي إيثيلين المحلية الستخدامها كغرس طبي. تعتبر الخصائص الميكانيكية مثل )خصائص الشد والانثناء والضغط والتأثير( من أهم الخصائص التي يجب مراعاتها في مثل هذه الدراسات. لتحقيق هذا الهدف ، يجب دمج بعض المواد مع بعضها البعض للحصول على منتج له خصائص مماثلة لخصائص العظام. تعمل هذه العملية على تقوية البولي إيثيلين عالي الكثافة (HDPE( بسيراميك هيدروكسيباتيت (HA (النشط بيولوجيًا لصنع مركبات نشطة بيولوجيًا الستبدال العظام. يقوم أساس العمل التجريبي على دراسة الخواص الميكانيكية المختارة للبولي إيثيلين عالي الكثافة المنتج محليًا والمدعوم بجسيمات السيراميك النانوية (particles nano (هيدروكسيباتيت (HA (والجسيمات الدقيقة (particles micro (بأقطار 200 نانومتر و 200 ميكرومتر على التوالي. تم مزج الجسيمات الدقيقة من هيدروكسيباتيت (HA (باستخدام النسب التالية: 1 و 5 و 10 كنسب وزن مع البولي إيثيلين عالي الكثافة (HDPE (باستخدام آلة بثق لولبية مزدوجة كما تم مزج جسيمات السراميك النانوية (particles nano (هيدروكسيباتيت (HA (باستخدام النسب التالية: 0.5 ، ،1 5 كنسب وزن. تتم عملية الخلط عند 200 دورة في الدقيقة و 220 درجة مئوية. تشير نتيجة هذا البحث إلى أن مركبات جسيمات السراميك النانوية (particles nano (هيدروكسيباتيت (HA (مع البولي إيثيلين عالي الكثافة (HDPE (حققت قيم خصائص أعلى من مركبات التي تحتوي على الجسيمات الدقيقة من هيدروكسيأباتيت (HA (لمعظم الاختبارات الميكانيكية. قيم الانحراف المعياري معقولة مما يدل على أن العمل التجريبي قابل للتكرار. معامل الاختلاف أقل بكثير من ،10 مما يشير إلى أن النتائج موثوقة أيضا. ختاما لقد نجحنا في تطوير مركبات البولي إيثيلين عالي الكثافة )HDPE )ممزوج جسيمات السراميك النانوية و الجسيمات الدقيقة من هيدروكسيأباتيت )HA )النشط بيولوجيًا وذلك لما حققنا من ازدياد في قوة المركب اكثر من %33.8 مقارنة البولي إيثيلين عالي الكثافة.
قالب العنصر
الرسائل والأطروحات الجامعية

مواد أخرى لنفس الموضوع

الرسائل والأطروحات الجامعية
0
0
Al‐Marhoobi, Basil Khalid.
Sultan Qaboos University.
2022