Пермские ученые исследовали деградацию PEEK и PLA

В медицине для изготовления имплантатов, держателей ампул, зондов, колб и другого оборудования зачастую используют полиэфирэфиркетон (ПЭЭК, PEEK) и полилактид (ПЛА, PLA). Во время процедур такие инструменты контактируют с различными веществами и жидкими средами, постепенно разрушающими полимеры. Понимание процессов деградации важно для обеспечения безопасности и долговечности биомедицинских устройств. Ученые Пермского национального исследовательского политехнического университета провели ряд экспериментов, которые показывают, при каких условиях 3D-печатные изделия из PEEK и PLA разрушаются быстрее.

Благодаря биосовместимости полиэфирэфиркетон и полилактид (полимолочная кислота) нашли применение в производстве медицинских инструментов. ПЭЭК обладает высокой прочностью и температурой плавления, успешно заменяя металлические имплантаты, а ПЛА получают из возобновляемых ресурсов — кукурузного крахмала и сахарного тростника, поэтому он отличается низкой стоимостью и экологичностью. Ученые Пермского политеха провели ряд экспериментов, чтобы изучить деградацию ПЭЭК и ПЛА, и какие вещества могут ее ускорить, сообщает пресс-служба вуза.

Исследователи напечатали на 3D-принтере нескольких образцов из полиэфирэфиркетона и полимолочной кислоты, а затем погрузили их в разные жидкие среды — раствор хлорида натрия (поваренной соли) и дистиллированную воду. Для ускорения деградации использовались повышенные температуры — 45°C и 70°C. Наблюдение длилось от одного до семи дней, после чего проводились испытания на растяжение образцов, чтобы оценить их механические свойства и прочность в зависимости от времени выдержки в жидкостях.

«Деградация образцов ПЛА в дистиллированной воде при 70°C происходила быстро. Прочность материала резко упала в первый же день эксперимента, а уже через пять дней оказалось невозможным проводить испытание на растяжение — образцы стали слишком хрупкими. В то же время этого не наблюдалось в образцах, которые находились в растворе хлорида натрия при той же температуре, однако и там отмечалось постепенное разрушение материала», — рассказал заведующий научно-исследовательской лабораторией механики биосовместимых материалов и устройств Михаил Ташкинов.

«Образцы ПЭЭК оказались намного более устойчивыми к разрушающим воздействиям обеих жидкостей. За неделю при температуре 70°C их свойства практически не изменились, отклонение от нормы не превышало два процента. Это объясняется тем, что полимер имеет более высокую температуру плавления», — рассказал младший научный сотрудник научно-исследовательской лаборатории механики биосовместимых материалов и устройств Илья Виндокуров.

Исследование показало, что полимеры ПЭЭК и ПЛА имеют различную устойчивость к деградации в зависимости от температуры и воздействия жидкостей. Полученные результаты позволят разработать рекомендации по использованию и стерилизации медицинских инструментов так, чтобы обеспечить их долговечность и безопасность.

Результаты исследования опубликованы в издании The International Journal of Advanced Manufacturing Technology.

А у вас есть интересные новости? Поделитесь с нами своими разработками, и мы расскажем о них всему миру! Ждем ваши идеи по адресу news@3Dtoday.ru.