Точка А - межа пропорційності
Точка Б - межа плинності
Точка С - межа міцності
Точка Х - межа руйнування
Залежність має прямолінійну ділянку, на якому приріст деформації супроводжується збільшенням зусилля (Закон Гука). Ця деформація пружна. Форма зразка і розмір перетину робочої частини не змінюються (0 - А). А-Б - прямолінійний (проявляється пластична складова полімерів).
Втомні властивості полімерів.
Зносостійкість полімерів визначається температурою, шорсткістю поверхні, швидкістю ковзання, питомим навантаженням, тривалістю контакту. З підвищенням чистоти обробки знос зменшується.
Зносостійкість полімерів досить складним чином залежить від тиску, яке визначає площа фактичного контакту, величина деформативність зони, сила тертя.
Аналіз експериментальних даних вивчення ізносостойоксті полімерів свідчить, що знос - явище складне, що відображає комплекс процесів, що протікають як в граничних шарах прикладів.
Найчастіше знос полімерних матеріалів обумовлений їх втомним руйнуванням, в результаті багаторазової деформації в плямах фактичного контакту. Характерний для високоеластичного стану.
Абразивний знос - знос внаслідок різання або при терті по шорстким поверхонь.
Випробування на витривалість - випробування матеріалів і їх з'єднань на здатність чинити опір дії змінних за часом, величиною і напрямком, циклічних навантажень при вигині, розтягуванні і крученні. Випробування проводять в нормальних умовах, або при підвищених або знижених температурах.
Модуль пружності полімерів - з ростом числа циклів навантаження модуль пружності знижується. У цьому відмінність втоми пластмас від втоми металів.
Машини для випробування на стиснення і розтягнення металів
Полімерні матеріали для ендопротезування.
Міністерством охорони здоров'я для внутретканевого застосування дозволені тільки окремі марки поліетилену, поліаміду, поліметилметакрилату, поліетилентерефталату (лавсану), політетрафторетилену.
Поліетилен - твердий термопластичний матеріал білого кольору, міцний, еластичний, гарний діелектрик, стійкий до багатьох хімічних реагентів і агресивних середовищ, радіоактивним випромінюванням і низьких температур.
Для ендопротезування суглобів використовують високомолекулярний поліетилен з молекулярної масою понад 1 млн. Характеризується високими антифрикційними властивостями, зносостійкістю, стійкістю до ударів. Також він відрізняється високою хімічною стійкістю до агресивних середовищ і дії спиртів.
Поліетилен, що має пористу структуру, що складається з окремих, не сполучених порожнин, заповнених газом, називають спіненим.
Поліаміди - це полімери, що містять в основному ланцюзі макромолекули амідних груп.
Поліамід-6 (поликапроамид, нейлон, капрон). Отримують в результаті полімеризації капролактаму. Тверда речовина білого кольору, висока механічна міцність, зносостійкість, хімічна стійкість до дії жирів, спиртів, масел, ефірів.
Отримують нитки з поліаміду-6 для стрічок при сухожильно-м'язової пластики, пластиці зв'язок, протезів судин, сітки для заміщення дефектів тканин, а так само в якості матеріалу для внутрекостних штифтів. В цілому, результати дослідів показали невисоку придатність нейлону для ендопротезування.
Поліамід-12 - низьке водопоглинання, отже, стабільність розмірів деталей, які виготовлені на основі цього полімеру. Високі механічні та антифрикційні властивості, зносостійкість. Використовується в якості матеріалу для вузлів тертя ендопротезів.
Міцне, зносостійке синтетична речовина, хороший діелектрик. Його застосовують при виробництві волокна, плівок, стрічок, тканин, сіток медичного призначення. Найвища застосування при ендопротезуванні зв'язок і сухожиль.
Політетрафторетилен (фторопласт-4, фторлон-4).
Тверда речовина білого кольору, можна назвати благородними пластиками, так як, по стійкості до дії найагресивніших середовищ вони перевершують навіть благородні метали. У них, на відміну від поліетиленів, атоми водню замінені фтору. Фторопласт-4 - діелектрик, характеризується високими антифрикційними властивостями, здатністю до самосмазиванію (використання його в вузлах без доступу мастила), біологічно інертний, стійкий до окислювача.
Застосовується для виробництва штучних судин, при виготовленні штучних клапанів серця, деталей слухового апарату, багато деталей медичного обладнання. Витримує високі температури (190-200) а так само низькі температури.
Чи не токсичність, біосумісність, можливість варіювання еластичності, гидрофильности, прозорості та міцності дозволяють отримувати на основі поліакрилатів різноманітні вироби медичного призначення (кісткові цементи, зубні протези, пломби і ін.). Застосовується в відновної хірургії в якості імплантатів і шовних матеріалів, очні імплантати, очні лінзи.
Гідрогель - композит на основі акрилату, застосовують для відновлення тканин мозку.
2-гідроксиетилметакрилату - як клейових композицій для кісткової тканини, катетер, імплантатів. Цей же матеріал використовується для закриття барабанної перетинки, для посилення голосових зв'язок, пластичної хірургії носа, грудей, обличчя.
Синтетичний каучук. В даний момент ведуться розробки, модифікованого синтетичного каучуку.
Полиметилметакрилат - виходить в результаті полімеризації однойменних продуктів. Безбарвна речовина, оптично прозорий, світлостійкий, стійкий до дії кисню, хімічних реагентів, має хороші механічні та експлуатаційні властивості. Можна виготовляти ендопротези голівки стегна, плечової і стегнової кісток.
Самополімерізующійся метилметакрилат - акрілцемент. Його застосовують для пломбування кісткових порожнин після видалення, або в разі заміщення місць пухлин, лікування патологічних переломів, при ендопротезуванні суглобів як засіб закріплення в кістки ендопротеза. Зазвичай складається з двох компонентів: стерильний порошок і стерильна рідина в ампулі.
Кремній органічні полімери. Являють собою желеподібну безбарвну масу без смаку і запаху, відрізняються високою термоокислительной стабільністю УФ-випромінювання. Застосовують силіконові каучуки у виробництві трубок для переливання крові, штучних клапанів серця, імплантатів в щелепно-лицевої хірургії. Їм властиве явище вулканізації. Є каучуки, Вулканізуючий при підвищеній температурі (гарячого затвердіння) і вулканізації при кімнатній температурі (холодного затвердіння).
СК характеризуються не токсичністю і відсутністю патологічних реакцій з боку контактують з ними тканин. СК гарячого затвердіння застосовуються для виготовлення ендопротезів міжфалангових і Кістна-фалангових суглобів, кісток зап'ястя, головок променевої та ліктьової кісток і т. Д.
Полімерні матеріали для відновлення зв'язок і сухожиль.
У 1952 році академіком Коршак отримано волокно, яке назвали Лавсан. Дане волокно має низьку влагопоглащаемостью, наявністю високого початкового модулем еластичності і дуже великою міцністю в сухому і вологому стані. Воно так само відрізняється високим ступенем несмінаемості, зносостійкості і термостійкості.
Використовується в пластичної хірургії, для закриття дефектів передньої черевної стінки, для пластики дефектів діафрагми і при інших операціях.
На відміну від капрону, лавсан не береться в тканинах організму розсмоктуванню, і не викликає істотних реакцій з боку живих тканин.
Штучні сухожилля повинні вільно зміщуватися - ковзати відносно прилеглих тканин, для цього використовуються дрібнопористий стрічки, що перешкоджають проростанню в неї сполучних тканин.
Конструкція штучної зв'язки повинна передбачати можливість хорошого проростання стрічки сполучною тканиною. Для цього використовуються батогів-ткані крупноячеистой стрічки. Обидва типи лавсанових стрічки не піддаються розтягуванню.
В даний час лавсанові стрічки випускаються серійно. Вони доступні, легко стерилізуються і зберігаються в спирті в стерильному стані.
Полімерні матеріали для лікувального протезування.
Поливик - листовий матеріал тілесного кольору. Для виготовлення лікувального вироби заготовку поливика розм'якшують в електронагрівальних шафі (гаряче повітря або гаряча вода - 60 - 90 градусів). Через кілька хвилин матеріал стає пластичним. Їм можна обтягнути певну ділянку тіла. Остигаючи матеріал копіює форму людського тіла. Не викликає опіку шкіри. Використовується для лікування хворих з деформацією опорно-рухового апарату (ОРА).
Чи не токсичність, хім. стійкість, стійкість до гарячої води і дез. засобам. Необхідно нагріти до 140 градусів. Не викликає опіків, завдяки швидкому охолодженню і низьку теплопровідність.
У конструкціях протезів великих суглобів на ряду з металевими деталями використовують частини з полімерів (поліолефонов). Створені різні з'єднувальні елементи (штифти, скоби) з фізіологічно активних поступово руйнуються полімерів (відмова від повторних операцій для вилучення).
Для фіксації переломів трубчастих кісток на ряду з металевими використовують 4 види біосумісних полімерних штифтів:
ШП - штифти полімерні
ШПА - штифти полімерні антимікробні
ШПР - штифти полімерні рентгеноконтрастні
ШПГ - штифти полімерні високоміцні гібридні
ШП виконані з сополимера N-вінілпіролідону з метилметакрилатом (Марки: ППM-1) армованого капронових волокном і глюконатом кальцію.
Штифти випускаються у вигляді циліндричних стрижнів забезпечених чотирма ребрами жорсткості. Міцність на вигин від 16-18 МПа. Після завершення процесу регенерації кісткової тканини штифти поступово руйнуються під дією середовищ організму (від півтора до трьох років).
ШПА - для додання протимікробної активності на поверхню штифта наноситься додатковий вкладиш, що містить протимікробну речовину - диоксидин. Застосовується в разі відкритих переломів або нашкірних запальних процесах.
ШПР - для реєстрації їх положення в костномозговом каналі - 4-5 тижнів. Створення і використання ШПР дозволило розробити новий спосіб лікування переломів трубчастих кісток. В цьому випадку тонкі полімерні стрижні вводять в розширюється частина кістковомозкового каналу, а потім здійснюють звичайний остіосінтез основним полімерним або металевим штифтом.
Для збільшення міцності штифтів були розроблені ШПГ, склад яких було введено до 80%, що не розсмоктуються волокон марки Teflon. Такі штифти мають міцність на вигин 23-25 МПа, а модуль пружності в 3-5 разів вище, ніж у ШП. Використовують для різних цілей, але в основному для переломів стегна.
Для заповнення кісткових порожнин на основі ШП був розроблений матеріал марки ППВ, що представляє собою гнучкі стрижні-соломку товщиною 3-4 мм і довжиною 100-400 мм. Його виготовляють методом холодної склейки капронового волокна, покритого сумішшю сополимера ППМ-1 і глюконату кальцію.
На базі біосовметімого сополимера марки ППМ-1 розроблений матеріал марки ПР для заповнення дефектів черепа. Випускається у вигляді комплекту: 5 г порошкоподібної речовини марки ППМ-1 і 10 мл 20% розчину цього ж сополимера в етиловому спирті, отриманої пастою після змішування заповнюють дефекти черепа, різні надлишки матеріалу видаляються.
Полімерні штифти, що використовуються в