Memory-Effekt resorbierbarer Polymere

Zusammenfassung

Hintergrund

Osteosynthesematerialien aus resorbierbaren Polymeren können aufgrund ihrer thermoplastischen Eigenschaften exakt an anatomische Strukturen angepasst werden. Jedoch bleibt die neue Form der Implantate nicht immer konstant, sondern kann sich nach Insertion der ursprünglichen Form wieder annährend anpassen. In dieser Studie sollte ermittelt werden, wie ausgeprägt die Rückstellung der Implantate bei Körpertemperatur ist. Dieser so genannte Memory-Effekt (ME) sollte an unterschiedlichen resorbierbaren Polymeren, die als Osteosynthesematerial Verwendung finden, untersucht werden.

Methode

Es wurden stab-, gitter- und plattenförmige Prüfkörper aus Polyglykoliden und Polylaktiden verschiedener Zusammensetzung im Schmelz-Press-Verfahren hergestellt. Die im Wasserbad bei 50°C erwärmten Prüfkörper wurden auf definierte Winkel verformt. Anschließend wurden die Prüfkörper in ein Wasserbad von 37°C deponiert, das die Verhältnisse einer Implantatadaptation bei Körpertemperatur imitierte. Die Deformationen, ausgelöst durch das Bestreben der Prüfkörper, sich ihrer ursprünglichen Form wieder anzunähern, wurden registriert.

Ergebnisse

Testkörper, die einer größeren Deformation ausgesetzt wurden, reagierten mit einer stärkeren Rückstellung. Auch die Form der Prüfkörper beeinflusste den Gedächtniseffekt: Dieser nahm mit zunehmender Materialstärke ab. Ferner wurden zwischen den untersuchten Materialgruppen Unterschiede im Memory-Verhalten gefunden: Alle getesteten resorbierbaren Kunststoffmaterialien zeigten einen starken initialen Gedächtniseffekt, der mit der Zeit abnahm.

Abstract

Background

The present study analyzed the memory effect of resorbable polymers. Depending on temperature, this effect describes the ability of different materials to "remember" their original form after mechanical deformation. Resorbable polymers serve as materials to stabilize and fix bone fractures. Compared to metal transplants, resorbable polymers are able to undergo thermoplastic deformation. The precise adaptation of the transplant to the surrounding bone guarantees an exact anatomical reconstruction. However, during normal applications, it was observed that these biodegradable plastic materials tend to revert to their original form at body temperature. This "memory effect" could result in negative consequences for the medical treatment.

Methods

By the process of compression molding, geometrically formed specimens (lattice, rod, plate) consisting of different polyglycolides and polylactides were prepared. After warming up the specimens to 50°C (water bath) they were deformed into definite angles. Following this procedure, the specimens were put in a water bath at 37°C to mimic the adaptation of the transplant at body temperature. The retroflexion of the material (memory effect) was measured using an XY-measuring desk.

Results

The present study clearly reveals that highly deformed specimens react with stronger retroflexions. In addition, the results indicate that the memory effect depends on geometrical design as well as on chemical composition. All tested polymers showed a strong initial memory effect that decreased with time.