MEMBRANE POLIMERICE DIN TEFLON FUNCȚIONALIZATE CU RESVERATROL PENTRU CRANIOPLASTIE Conducător științific: Absolvent: Conf. Dr. Ing. Ioan-Ștefan Voicu… [308686]

LUCRARE DE LICENȚĂ

MEMBRANE POLIMERICE DIN TEFLON FUNCȚIONALIZATE CU RESVERATROL PENTRU CRANIOPLASTIE

Conducător științific: Absolvent: [anonimizat]. Ioan-[anonimizat]. Scopul acestei lucrări este de a funcționaliza membranele din Teflon pentru a evidenția potențialul bioactiv al membranelor polimerice din Teflon pentru vindecarea mai rapidă a osului și pentru o osteointegrare sporită.

CAPITOLUL I

INTRODUCERE

Cranioplastia datează încă din epoca preistorică; lângă scheletele umane găsite au fost găsite plăci de aur și argint asemănătoare cu defectele craniene corespunzătoare. În anul 1600 a fost efectuată o cranioplastie de către Fallopius folosind o placă de aur. În jurul anului 1670 a fost implantat primul implant xenogen de către J. van Meekren. Pentru repararea defectului cranian a [anonimizat] a apreciat realizarea lui Mekreen și a ordonat îndepărtarea implantului.

Cranioplastia rămâne o procedură importantă de reconstrucție craniofacială. Soluțiile pentru a remedia defectele craniului continuă să evolueze pentru a îmbunătăți rezultatele pacientului. De-a [anonimizat]-a face cu conflictele militare datorate supraviețuirii după trefinație sau craniectomie decompresivă. În timpul Evului Mediu, s-au descoperit materialele autogene și xenogene. [anonimizat] a permis folosirea tantalului și a [anonimizat]-se, astfel, cercetările în timpul primului și al doilea război mondial. În sec. [anonimizat]-lea numărul de cranioplastii a crescut, atunci când soldații au suferit defecte craniene din cauza rănilor provocate în timpul războiului. În această perioadă au folosiți polimeri pe bază de carbon.

[anonimizat]. [anonimizat]. [anonimizat], rata de supraviețuire după leziuni craniene a crescut datorită îmbunătățirilor tratamentului și tehnicii de operare.

Cranioplastia este considerată o [anonimizat] a apela la aceasta.

1.1 Cranioplastie – [anonimizat], [anonimizat]minând modificări ale morfologiei craniofaciale care afectează în mod direct funcția fiziologică. [1]

Cranioplastia este o procedură chirurgicală reconstructivă din ce în ce mai folosită, [2] având ca scop repararea defectelor craniene sau restaurarea conturului craniului. Aceasta este efectuată de către neurochirurgi și chirurgi plasticieni specializați în reconstrucția defectelor osoase cauzate de mai mulți factori, cum ar fi: traume craniene, malformații congenitale ale craniului și infecții la nivelul clapei osului care apar după operații chirurgicale cum ar fi craniectomie sau craniotomie pentru a controla presiunea intracraniană crescută din cauza unei leziuni ale creierului, a unui accident vascular cerebral ischemic sau din cauza tumorilor cerebrale. [3]

Deși scala utilizată pentru evaluarea neurologică postoperatorie a fost pe bază de subiectivitate, rezultatele sugerează o îmbunătățire a stării neurologice în mai multe cazuri. Altfel spus, un creier neprotejat trebuie să funcționeze subt presiunea atmosferică, acest lucru ducând la o disfuncție vasculară locală, cranioplastia poate îmbunătăți fluxul sanguin cerebral, având ca rezultat îmbunătățirea stării neurologice și a recuperării. [4]

Cu toate că un număr mare de pacienți apelează la cranioplastie din motive estetice, osul cranian asigură suport și restaurează fluxul fluidul cerebrospinal, reducând colectarea anormală a acestuia și protejând structurile vitale. (5)

Motivele pentru care pacienții apelează la cranioplastie depind în mare măsură de dimensiunea și localizarea leziunii, astfel, defectele mai mari de 6 cm2 sunt considerate adecvate pentru cranioplastie. De asemenea, defectele mari sunt periculoase pentru craierul subiacent. Trauma în regiunea defectului osos poate produce un deficit neurologic major, iar efectele psihosociale produse de aspectul unui defect osos necesită apelarea la această operație indiferent de mărime. (42)

Anumite tehnici de reparare pot duce la rezultate cosmetice standard, iar utilizarea nervurilor ca o sursă de os pentru cranioplastie poate crea un aspect ”spălat”. Atunci când este nevoie de un rezultat cosmetic mai bun, utilizarea tehnicii oaselor divizate poate fi adecvată. (42)

Unii pacienți care au apelat la cranioplastie au prezentat ameliorări ale simptomelor, precum dureri de cap, epilepsie și deficite neurologice anterioare datorită utilizării tantalului ca material pentru implant. (42)

Defectele mai mici nu sunt o amenințare după traume și sunt asimptomatice față de starea neurologică, însă corectarea defectelor craniene mari este necesară pentru motive de protecție, cosmetice și, uneori, terapeutice. În modificările neurologice observate înainte de cranioplastie au fost implicate presiunea atmosferică, lichidul cefalorahidian și fluxul sanguin cerebral. (42)

Craniotomia decompresivă (DC) este o procedură chirurgicală pentru controlul hipertensiunii intracraniene refractare după traumatismul capului ce implică îndepărtarea unei părți ale craniului pentru a adăposti creierul afectat. [5]

Toate cazurile de craniectomie decompresivă necesită o intervenție chirurgicală secundară pentru cranioplastie.

Deși craniectomia reduce presiunea intracraniană, aceasta poate cauza leziuni ale țesutului cerebral, absența suportului clapei osului și presiunea crescută din cauza edemului cerebral pot cauza aplatizarea lamboului direct în țesuturile creierului sub presiune atmosferică. De aceea, cranioplastia ar trebui să le asigure pacienților suport si restaurarea fluxului fluidului cerebrospinal. După multe studii, s-a observat faptul că această procedură chirurgicală îmbunătățește starea neuropsihologică și motorie a pacienților cu defecte craniene. [6]

După craniectomie, dacă grefa osoasă autogenă nu poate fi folosită pentru cranioplastie, se apelează la diferite implanturi aloplastice, cum ar fi placă de titan, tantal, silicat, hidroxiapatită, polieteretercetonă sau teflon și alte materiale similare. [7]

Pentru a elimina complicațiile apărute după craniectomie, se apelează la cranioplastie, aceasta îmbunătățind calitatea vieții, funcția motorie și având beneficii psihosociale semnificative, precum și restabilirea barierei de protecție a craniului. Prin ultrasonografia Doppler transcraniană s-a constatat o îmbunătățire a fluxului sanguin cerebral după cranioplastie. Cranioplastia timpurile poate fi efectuată în cazul craniectomiei pentru invazia neoplastică a craniului, în timp ce cranioplastia întârziată este efectuată după îndepărtarea clapei osoase pentru infecția intracraniană sau hipertensiunea intracraniană, în ambele cazuri incizia pacientului trebuind să fie vindecată complet. [8]

1.2. Complicații

Efectele negative și complicațiile care pot apărea după cranioplastie pot fi influențate de mai mulți factori, cum ar fi: vârsta, sexul, materialul folosit, zona defectului craniului, timpul dintre decompresie și cranioplastie, ș.a. [5]

Evaluarea corectă a țesutului de suprafață înainte de intervenția chirurgicală este la fel de esențială precum alegerea materialului utilizat pentru reconstrucția osoasă. În cele mai multe cazuri, țesutul scalpului permite o reconstrucție în condiții bune, însă in cazul în care apare o retragere tisulară după o cranioplastie infectată, expansiunea țesutului scalpului trebuie propusă pacientului. [2]

Deși cranioplastia a devenit o procedură chirurgicală comună, aceasta prezintă și câteva complicații, cum ar fi infecții SNC sau hematom intracranian, care prelungesc durata de vindecare după operație, ducând la un prognostic nefavorabil sau chiar la deces. De asemenea, tipul de material implantat poate crește riscul de infectare a oaselor și osteomielitei în comparație cu alte proceduri neurochirurgicale. [5]

Multe complicații pot fi însă evitate prin cranioplastie timpurie, astfel diminuând dificultățile în disecarea clapei scalpului și al fixării acesteia, precum și durata operației, reducând riscul de sângerare în timpul operării. În general, implantul autogen este de preferat, deoarece prezintă un risc scăzut de respingere al acestuia și a eficacității sale ca substrat pentru revascularizare osoasă, însă poate avea ca și consecință complicații la pacienții care suferă de leziuni cerebrale traumatice pediatrice.

Materialele aloplastice, deși sunt mai costisitoare și prezintă un risc mai ridicat de respingere sau infectare, oferă rezultate cosmetice superioare. [5]

Complicațiile care pot apărea după cranioplastie, se împart în complicații timpurii și târzii. În cazul operației timpurii, rata de infecție a plăcii este mai mare, deoarece există riscul de a răni artera temporală superficială și de a deschide sinusul frontal. În schimb, în cazul cranioplastiei târzii există un risc crescut la resorbția osului conservat, recuperare neurologică lentă, dureri de cap persistente și hidrocefalie. De obicei, după efectuarea cranioplastiei după o perioadă de trei luni de la îndepărtarea osului craniului din zona afectată s-a constatat faptul că dificultatea este mai mare în disecarea planelor de țesut și se pierde mai mult sânge. Cu toate acestea, timpul este legat de starea neurologică a pacientului și de timpul de recuperare al acestuia. [7]

O cauză generală de deces la pacienții cu traumatisme cranio-cerebrale este presiunea intracraniană ridicată malignă. Deși craniectomia decompresivă poate ameliora edemul cerebral secundar postoperator și reduce presiunea intracraniană, ea însăși poate provoca traumatisme severe și complicații care pot prelungi timpul de recuperare al pacientului. Persoanele care prezintă un risc mai mare la infecții și complicații sunt cele la care zona defectului este mai extinsă. [6]

1.3. Intervenția chirurgicală în vederea realizării cranioplastiei

Creierul, meningele și vasculatura cerebrală sunt adăpostite de craniu, acesta fiind compus din opt oase craniene, dintre care două sunt parietale, care fac parte din partea superioară și laterală a craniului, două temporale și frontale care formează fruntea, occipital, care formează spatele și baza craniului, sferoid care formează orbita ochiului și etmoid, care face parte din cavitățile nazale și ale ochilor. Oasele temporale sunt localizate pe părțile laterale ale capului, sub oasele parietale și deasupra și în spatele urechilor. [9]

Fig. 1. (a,b): Înainte de operație;

Fig. 2. (c) Model 3D al defectului;

Fig. 3 (d,e): După operație

În cazul pacientului din imaginile de mai sus, s-a efectuat o craniotomie decompresivă în urma unei lovituri în cap cu un obiect de 34 kg, iar clapa osoasă a fost pierdută în timpul procedurilor de revizuire. S-a realizat un model 3D cu ajutorul tomografiei computerizate al craniului, utilizând astfel un protocol de înaltă rezoluție necesar planificării și proiectării implantului din PEEK. La 4 luni după ce pacientul a fost supus cranioplastiei, placa a fost modificată până la limita disecției inferioare. Pacientul s-a recuperat bine. [10]

CAPITOLUL II

BIOMATERIALE UTILIZATE ÎN CRANIOPLASTIE

Materialele care pot fi utilizate în cazul cranioplastiei pot fi autogene sau aloplastice (ex. plăci de titan, PMMA, hidroxiapatită, PEEK), fiecare tip de implant prezentând diferite avantaje și dezavantaje.

Pentru ca un material să fie ideal pentru cranioplastie, trebuie să îndeplinească câteva caracteristici:

Să se potrivească cu defectul și să realizeze o închidere completă;

Să fie radiotransparent;

Să nu provoace și să fie rezistent la infecții;

Să fie rezistent din punct de vedere termic;

Să fie rezistent la procesele biomecanice;

Să fie ușor de modelat;

Costul să fie relativ scăzut. [1]

De-a lungul timpului, materialele folosite în cranioplastie au variat. În prezent, deși s-au îmbunătățit materialele implantabile și procedurile de osteointegrare, chirurgii încă se confruntă cu necesitatea unei reconstrucții mai precise și lipsite de complicații. Astfel, există posibilitatea de proiectare a implanturilor de diferite dimensiuni, forme și proprietăți mecanice cu ajutorul informațiilor digitale. [2]

2.1. Implanturi xenogene

La început au fost utilizate oase de animale pentru închiderea defectelor craniene. În anul 1682, Meereken a folosit oasele craniene ale câinelui pentru cranioplastie. De-a lungul timpului, s-au folosit oasele de la vaci, maimuțe, gaști, iepuri, viței, vulturi și corn de bivol și, deși implanturile xenogene au avut un impact pozitiv asupra operației, acestea nu mai sunt utilizate pe scară largă [1], preferându-se implanturile autogene. [4]

2.2. Implanturi autogene

Implanturile autogene sunt preferate, deoarece reduc substanțele străine în contact cu organismul, iar clapa osoasă poate fi ușor acceptată de către gazdă. Prima reconstrucție a defectului cranian a folosit bucăți de tibie pentru a acoperi un defect parietal stâng și, cu toate că a fost un succes, se presupune că pacientul este predispus la fractură tibială, prezintă un disconfort nejustificat [4], recoltarea este traumatică pentru pacient și nu se poate urmări cu exactitate marginile defectului [1]. Cercetările au continuat, ajungând a se folosi iliu, coaste, stern, scapulă, grăsime și, de asemenea, craniu prin rotirea clapelor de țesut adiacent. Implantul autogen din coaste nu mai este folosit deoarece prezintă complicații atât intra-, cât și postoperatorii și, ulterior, deformări ale toracelui și probleme respiratorii. [4] Ca și în cazul tibiei, grefa obținută din stern nu poate acoperi defecte craniene mari, iar recoltarea este dificilă și complicată. Scapula nu mai este folosită din cauza ratei ridicate a complicației din recoltarea acesteia. [1]

2.2.1. Craniul

Transplantul de țesut care implică epiderma și o parte a dermei este cea mai utilizată metodă folosită în cranioplastie, deoarece recoltarea este destul de ușoară și riscul la infecții și reacții adverse este diminuat. În cazul copiilor unde craniul este în continuă creștere, aceste grefe au cooperat cu craniul spre deosebire de materialele sintetice, care au determinat o creștere limitată a craniului. [1]

2.2.2. Țesut conjunctiv

Cu implantul din țesut conjunctiv pot fi închise doar zone mici de defecte osoase. S-a considerat că țesutul conjunctiv nu este destul de gros pentru a preveni eroziunea, nu asigură protecție împotriva infecțiilor și nu poate fi folosit la pacienți care au suferit craniotomii multiple, acesta fiind predispus la meningită. [1]

2.2.3. Iliul

Iliul a prezentat mai multe avantaje față de celelalte grefe autologe enumerate anterior, unul dintre ele fiind asemănarea sa cu conturul craniului, însă în urma utilizării acesteia, au apărut complicații, cum ar fi hemoragia, perforația intestinului și deteriorarea nervilor. [1]

2.3. Implanturi aloplastice

Biomaterialele metalice sunt utilizate în scopul construirii dispozitivelor medicale, acestea înlocuind țesuturile tari precum implanturi dentare și plăci osoase. [3]

2.3.1 Metalele

Metalele au fost utilizate încă din antichitate pentru rezistența și maleabilitatea lor. Primul metal care a fost folosit a fost aluminiul la sfârșitul anului 1800, dar s-a dovedit că acesta iriță țesuturile înconjurătoare și este predispus la infecții. S-a apelat apoi la metale prețioase, cum ar fi aurul și argintul. Deși aurul a fost o îmbunătățire în comparație cu aluminiul, acesta este nefavorabil din cauza costului ridicat și prea moale, precum și argintul, astfel neputând suporta traumele. Aurul și argintul au fost înlocuite în timpul celui de-al doilea război mondial cu tantalul. Tantalul este rezistent la reacția tisulară, infecții și la coroziune, [4] însă a fost și el abandonat din cauza prețului ridicat, precum și din cauza dificultății de prelucrare și efectele adverse pe care le are asupra pacientului, cum ar fi dureri de cap din cauza capacității de conducere a căldurii ale materialului. [1]

Structura flexibilă a oțelului inoxidabil și deformările materialului care au fost observate după traumele minore, împiedică acest metal la a fi folosit în defecte mari. [1]

Plăcuța fabricată din titan sau aliaje din titan este un implant cel mai des utilizat în cranioplastii. Titanul, fiind neferomagnetic și necoroziv, nu provoacă reacții inflamatorii, obținând, de asemenea, rezultate cosmetice excelente. Titanul este folosit și pentru a forma proteza folosind reconstrucții tomografice computerizate tridimensionale ale defectului craniului. [5]

Cele mai utilizate materiale sunt titanul si aliajele sale, acestea demonstrând o biocompatibilitate foarte bună în special cu osul [2]. Rata de infectare în cazul acestui material este de aproximativ 5% în cadrul cranioplastiei. Avantajele prezentate de acest material sunt acelea că evită deformarea cosmetică, protejează țesuturile cerebrale și reduce riscul la infecții și costurile asociate procedurilor suplimentare. [5] Acestea prezintă o bună biocompatibilitate. [3]

Biocompatibilitatea și succesul implantului din titan si aliajele sale depinde de interacțiunea biomaterialului cu țesutul, această interacțiune fiind influențată de compoziția suprafeței materialului, morfologie și unghiul de contact. [3]

Proprietățile mecanice și de suprafață ale titanului și aliajelor sale sunt influențate de metoda de construcție și de tratarea suprafeței implantului. Titanul și aliajele sale sunt utilizate pentru reconstruirea oaselor în urma traumatismului sau chirurgiei ablative, astfel oferind suport și protecție. Tratamentele de suprafață cuprind o gama largă de metodologii, precum gravarea acidă, electrolifierea, pulverizare în plasmă sau prelucrare mecanică. Pasivarea se poate forma în mod natural sau prin intermediul oxidării chimice, termice (prin încălzirea până la 400 °C) sau prin anodizare. Dezvoltarea acestui strat de oxid poate îmbunătăți performanța implanturilor de titan prin acceptarea organismului de către organism si stabilitatea pe termen lung a acestora. [3] Cu toate acestea, titanul nu este o opțiune bună din cauza dificultății de modelare și în cazul pacienților cu viabilitate scăzută a pielii (ex. radioterapie, operații multiple). Pentru a elimina aceste dezavantaje, rețelele de titan au fost combinate cu materialele de ciment acrilic care prezintă capacitatea de remodelare și folosite ca suport pentru acestea datorită rezistenței la stres al titanului. [1]

Fig. 4. Photograph of titanium mesh taken by the author. [1]

2.3.2. Polietilena și siliconul

PE: Recent, au fost utilizate implanturi polietilenice poroase care permit înglobarea oaselor autogene, scăzând rata de infectare a implantului și având ca avantaj faptul că nu produce artefacte în cadrul tomografiei computerizate sau RMN. [6]

Siliconul a fost propus pentru utilizarea în cranioplastii în jurul anului 1968, însă utilizarea sa a fost limitată din cauza contrucției sale moale. [1]

Polietilena a fost utilizată la izolarea cablurilor electrice, iar pe la mijlocul secoulului al XX-LEA, a fost introdus ca material folosit în cranioplastii. Acesta poate fi modelat ușor la căldură, prezintă o biocompatibilitate excelentă, scăzând riscul de apariție al complicațiilor, iar în cazul apariției infecțiilor, acestea pot fi tratate cu antibiotice, mai degrabă decât prin îndepărtarea implantului. [1]

2.3.3. Celuloizi

Celuloizii erau folosiți înainte de a se descoperi implanturile din tantal și MMA. Dezavantajul celulozei este colectarea de fluide postoperatorie și nevoia de aspirație a acestui fluid. [4]

2.3.4. MMA

Datorită necesității cranioplastiei după al doilea război mondial, au început să fie folosite cimenturile acrilice care prezintă avantaje față de implanturile metalice, precum maleabilitatea, greutatea mai mică, este radiolucent și este mai izolat din punct de vedere termic. S-a demonstrat că aderența acrilică la dura mater nu are nicio reacție negativă. Pentru evitarea ruperii acestui material, s-a încercat un suport cu ochiuri din oțel sau titan. Pentru a preveni deteriorarea termică a țesutului adiacent al creierului, înainte de inserția implantului, acesta este spălat cu apă rece, apoi plasat într-un recipient umplut cu ser fiziologic pentru a termina răcirea și pentru a-l întări. MMA prezintă rezistență la stres și la compresiune bună. Însă, deși vasculatura cerebrală putea fi încă văzută pe angiografie, radiologica a făcut fracturile plăcii dificil de detectat. De asemenea, MMA prezintă un risc destul de ridicat la descompunere, infecții și extrudare, iar monomerul rezidual produs la polizarea la rece poate fi toxic. [4]

2.3.5. Hidroxiapatita

Hidroxiapatita este deja prezentă în țesutul osos, aceasta fiind alcătuită din forma hexagonală a fosfatului de calciu, de aceea, se crede că reduce timpul de vindecare al oaselor. În comparație cu MMA, hidroxiapatita permite extinderea unui craniu în creștere. Hidroxiapatita prezintă avantaje precum osteointegrarea bună și reacția minimă a țesutului cu acest material, însă nu este foarte rezistent la stresul mecanic, însemnând că se poate rupe cu ușurință. [1] Acest dezavantaj poate fi eliminat prin utilizarea sa cu rețele din titan. [7] Hidroxiapatita se poate descompune în mai multe fragmente de-a lungul timpului și prezintă o osteointegrare extrem de limitată care nu are o organizare lamelară și, din cauza acestui dezavantaj, repararea defectelor mai mari poate fi o provocare. [4]

2.3.6. Corali

Acest material este găsit în scheletul creaturilor marine. Deși avantajul acestuia este accelerarea vindecării oaselor, dezavantajul lor este durabilitatea insuficientă. [1]

2.3.7. Polieteretercetona (PEEK)

Polieteretercetona este un polimer semicristalin, radiotransparent care prezintă o elasticitate comparabilă cu cea a oaselor corticale și poate urmări exact marginile defectului. Acest polimer nu creează artefacte în CT sau RMN, deoarece este translucid la radiații x și nu este magnetic, este mai confortabil datorită densității sale scăzute și este izolat din punct de vedere termic. PEEK prezintă și dezavantaje precum cost ridicat, lipsa proprietăților osteointegrative și din cauza că nu se încorporează cu osul nativ înconjurător, acesta prezintă riscul de a fi dislocat sau extrudat. [4]

Fig. 5. Implant din PEEK [4]

Fig.6. Model 3D al implantului din PEEK. Această imagine demonstrează asistarea modelării 3D în fabricarea implanturilor din PEEK. Imagine obținută și publicată din Departamentul de Neurochirurgie al Universității Standford[4]

Polieteretercetona (PEEK) este un polimer semi-cristalin, de înaltă puritate. Acesta cuprinde monomeri repetitivi ai două grupări eterice și un grup ketone și prezintă biocompatibilitate și proprietăți mecanice excelente care pot fi menținute la temperaturi ridicate. Implanturile fabricate din compozitele polieteretercetonei, cum ar fi fibrele de carbon armat (CFR) sau hidroxiapatita au prezentat un interes semnificativ pentru implanturile ortopedice și dentare. [7]

Fig. 7. Structura polieteretercetonei [8]

PEEK prezintă câteva proprietăți mai bune față de implanturile tradiționale metalice sau ceramice [7]. Acesta a devenit unul dintre cei mai importanți și folosiți polimeri în domeniul medicinei pentru proprietățile sale, cum ar fi: stabilitate termică ( peste 300 °C) și rezistență chimică în medii corozive și, una dintre cele mai importante, biocompatibilitate excelentă. În medicină, acesta este folosit în special la implanturi dentare, spinale și chiar în implanturi ortopedice, de la implanturi de șold până la reconstrucția defectelor craniene datorită gradului mare de precizie. [9] Prefabricarea acestora se face cu ajutorul tomografiei computerizate a pacientului, acesta urmărind cu ușurință marginile defectului osos, modelarea acestuia în diferite forme și mărimi fiind foarte ușoară printr-o gama largă de tehnologii de fabricație (ex. extrudare). [7] Polieteretercetona poate fi considerat material de reconstrucție pe termen lung. [9]

PEEK este un material bioinert, acesta neprovocând reacții alergice care pot afecta recuperarea pacientului, însă suprafața sa fiind hidrofobă, limitează aderența celulară și absorbția proteinelor, reducând capacitatea de vindecare și recuperare a pacientului. [10]

Rezistența mecanică crește prin ranforsarea polieteretercetonei cu fibră de carbon, astfel modului de elasticitate poate fi mărit de la 3-4 GPa până la modulul de elasticitate al osului, adică aproximativ 18 GPa. [11]

Curba tensiune-deformație a acestui material arată faptul că, comportarea sa la curgere depinde de temperatura de deformare și de tensiune, tensiunea maximă scăzând odată cu creșterea temperaturii de deformare sau scăderea solicitării. Acest lucru se datorează temperaturii ridicate de deformare care sporește procesul de activare termică, iar viteza scăzută de solicitare oferă un timp prelungit pentru acumularea energiei polimerului. (13)

Polieteretercetona folosită ca și material compozit prezintă proprietăți foarte bune, favorabile aplicațiilor în domenii diverse, cum ar fi în inginerie aerospațială, inginerie auto și inginerie medicală. [12] Aceste compozite pot fi utilizate ca acoperiri pentru structurile biomedicale pentru a proteja substraturile metalice împotriva uzurii și eliberării ionilor în țesuturile înconjurătoare, pentru a scădea riscul apariției coroziunii localizate a substraturilor. [11] PEEK prezintă o aderență foarte bună în combinație acoperiri cu polimeri cu structura asemănătoare carbonului. Acest lucru a fost dovedit prin fractura coezivă a materialului printr-un tratament de oxigen în plasmă înainte de depunerea filmului. Acoperirea a săvârșit, de asemenea, testul de uzură prin zgâriere, acestea încă aderând parțial la substrat la o încărcătură normală de 10 N. La încercările tribologice, acoperirea cu polimeri cu structura asemănătoare carbonului au permis reducerea coeficientului de fricțiune la aproximativ 0,1 și scăderea uzurii. [13]

PEEK îndură o gamă largă de metode de prelucrare pentru a produce componente cu aplicații în ingineria biomedicală, iar ca material compozit asigură cele mai bune proprietăți mecanice atinse până acum de un termoplastic:

Modulul elastic în domeniul 3-150 G la T = 23 °c;

Rezistență între 100 și 2000 MN la T = 23 °C. [12]

Polieteretercetona prezintă mai multe prioprietăți față de implanturile metalice și ceramice obișnuite. Acesta este transparent la radiațiile X și, de aceea, nu creează artefacte în imaginile CT, prezintă o biocompatibilitate mai bună cu modulul elastic și se apropie de cel al osului, acest lucru eliminând expansiunea reducerii densității osoase care apare la implanturile din titan. [7]

Pentru ca o aplicație în ingineria biomedicală să fie reușită presupune efectuarea corectă a unor alegeri:

Specificarea condițiilor de aplicare în ceea ce privește curba tensiune-deformație, temperatura și geometria;

Efectuarea unei analize de deformare corespunzătoare, astfel încât sa se poată face o legătură între cele enumerate mai sus și proprietățile materialului;

Cunoașterea proprietăților mecanice. [12]

Aceste etape includ deciziile privind selecția materialului, costurile și metoda de fabricație. [12]

2.3.7.1. Aplicații în inginerie medicală

Implanturile din PEEK sunt recunoscute în 5 domenii medicale:

PEEK în ortopedie;

PEEK pentru reconstrucția discului intervertebral;

PEEK pentru proteze cardiovasculare;

PEEK pentru implanturi dentare;

PEEK pentru reconstrucția cranio-facială. [14]

Implanturi ortopedice

Datorită proprietăților sale excelente, PEEK este folosit în multe aplicații ortopedice, cum ar fi pentru înlocuirea totală de șold și de genunch. În comparație cu proprietățile mecanice ale tibiei, PEEK a prezentat proprietăți similare. În general, pentru implantul de șold total se folosește UHMWPE în combinație fie cu componente metalice (aliaje de titan sau Co-Cr), fie ceramice (zirconia și alumina). Ceramicele sunt de preferat în combinație cu PEEK, în comparație cu aliajele de Co-Cr-Mo, care au prezentat uzura și zgârieturi pe suprafața metalică. Rezultatele pentru implanturile ortopedice din PEEK au arătat performanțele pozitive ale acestora privind rezultatele tehnice, proprietățile și siguranța. [14]

TDR

Un material potrivit pentru artroplastie de disc trebuie să îndeplinească mai multe cerințe, cum ar fi rezistență la oboseală pentru a putea susține greutatea corporală, să ofere stabilitate pe termen lung și la rezistența de fluaj. Dezavantajul metalelor este acela că, din cauza coroziunii sau degradării chimice, se pot elibera ioni metalici care pot compromite biocompatibilitatea, deci, materialul implantului ar trebui sa fie bioinert din punct de vedere chimic. [15]

Operația de fuziune cervicală a folosit os autogen, însă aceasta a prezentat complicații din cauza reabsorbției osului. [14]

Primele implanturi totale de disc au fost pe bază de UHMWPE și aliaj de Co-Cr sau doar aliaj de Co-Cr. Aceste tipuri de implanturi se încadrează în cerințele de mai sus, însă creează artefacte în anumite condiții în tomografia computerizată și RMN. Implanturile din PEEK au dat rezultate bune datorită proprietăților mecanice și fizico-chimice excelente și datorită faptului că nu creează artefacte. [15] De asemenea, prezintă o mai bună elasticitate, nu provoacă citotoxicitate și este asemănător cu osul uman, în special din punct de vedere al rigidității, fiind mai scăzută, ceea ce promovează avantaje la distribuția tensiunilor și a încărcăturii. [14]

Tulburări ale coloanei vertebrale cervicale, precum compresiunea măduvei spinării sau spondiloza cervicală au fost tratate cu ajutorul unor tehnici chirurgicale, cum ar fi disectomia și fuziunea cervicală (ACDF). [14]

În ultimii ani, PEEK a fost folosit pentru implantarea cuștilor spinale, arătând capabilitatea lor de a întreține și a oferi stabilitate spațiului în timpul fuziunii cervicale. În acest caz, nu s-au constatat diferențe între PEEK, titan sau fibră din carbon, însă implantul din PEEK este considerat a fi superior din punctul de vedere al menținerii înălțimii spațiului cervical și realizarea fuziunii radiografice. [14]

PEEK în cardiologie

Implanturile din PEEK au fost aplicate în chirurgia cardiovasculară pentru proteze de valvă.

De asemenea, implanturi din PEEK au mai fost folosite pentru construcția rotorului unei pompe microaxiale utilizat pentru asistența ventriculară stângă și dreaptă. Acesta este folosit ca o pompă mecanică ce menține circulația în timpul unei intervenții chirurgicale. Acest dispozitiv poate fi introdus în inimă prin venele femurale sau artera femurală și este o tehnologie mai puțin invazivă. [14]

Implanturi dentare

Implanturile dentare realizate din titan sau aliaje de titan pot cauza inflamații locale și reducerea densității osoase, acestea fiind principalele cauze ale eșecului implantului. De asemenea, implanturile dentare care au la bază PEEK prezintă și ele o rezistență scăzută la stresul mecanic, însă materialele compozite din PEEK pot reduce pierderile marginale ale oaselor și stimula osteointegrarea implantului datorită caracteristicilor similare cu cele ale osului. Încercarea la compresiune ale implanturilor din titan și celor din PEEK a arătat că, în timp ce tija din titan s-a îndoit cu o deplasare de până la 4 mm fără fractură, PEEK s-a fracturat. [14]

De asemenea, implanturile din PEEK prezintă probleme cu capacitatea lor de osteointegrare, însă acest lucru poate fi rezolvat cu un strat subțire din titan pe suprafața implantului din PEEK. Astfel, datorită porozității, ingerării osoase, a răspunsului inflamator și a modului de eșec al acestora, s-a arătat o osteointegrare mai bună. [14]

PEEK în cranioplastie

Pentru a restaura pereții frunții și orbitalului cu o simetrie perfectă, trebuie utilizat un material care urmează perfect marginile defectului osos. De asemenea, trebuie urmărite și rezultatele funcționale, morfologice și estetice. De-a lungul timpului au fost folosite plăcuța de titan și MMA, precum și implanturi autogene, însă există riscul de resorbție osoasă. În timp ce implanturile din titan sau MMA sunt considerate inadecvate în cazul defectelor orbitale, PEEK prezintă proprietăți mai bune pentru acest caz datorită tehnologiilor de proiectare asistată de calculator ce permit fabricarea acestuia foarte precisă și cu o morfologie complexă și ușurința de prelucrare în sala de operație. Utilizarea implantului din PEEK a scăzut rata de infecție și alte complicații în urma cranioplastiei și, de asemenea, a avut rezultate estetice postoperatorii excelente. [14]

În cazurile unor intervenții chirurgicale cu leziuni grave sau rezecție largă a țesuturilor structurate, implanturile din PEEK prezintă un avantaj COSMETIC și restabilește rolul de barieră a craniului în urma traumei. Datorită proprietăților sale de elasticitate și absorbție a energiei asemănătoare osului autolog, PEEK oferă o protecție mai bună comparativ cu titanul. Acesta este ușor de inserat cu precizie anatomică, prezintă rezultate estetice excelente și este ușor de modificat în sala de operație, economisind astfel timp în timpul operației. [14]

Dintre toate materialele folosite pentru cranioplastie, PEEK a prezentat rata cea mai mică la infecții, în comparație cu titanul. [14]

Deși toți compușii PEEK prezintă o rezistență mecanică foarte bună și sunt capabili să reziste la presiunea axială cauzată procesului de masticare, există unele diferențe în funcție de procesul de fabricație, cea mai mare stabilitate putând fi obținută prin utilizarea fibrelor pentru întărirea materialului. [16]

Avantajele peek-ului în cranioplastie

Este ușor de modificat în camera de operație;

Poate fi sterilizat și refolosit după o perioadă de repaus în caz de eșec din cauza infecțiilor;

Permite reconstrucția completă a defectelor cu ajutorul tomografiei computerizate, facilitând planificarea preoperatorie;

Prezintă o rezistență chimica foarte ridicată, fiind insolubil în solvenți obișnuiți;

Este rezistent la atacurile tuturor substanțelor, cu excepția acidului sulfuric;

Prezintă o rezistență la îmbătrânire ridicată, menținându-și proprietățile mecanice pentru o perioadă de până la 3 ani;

Depășește limitele polimerilor termorigizi anterior utilizați;

Este transparent la radiații X și nu creează artefacte în radiografie, CT sau RMN, permițând vizualizarea evoluției osului prin radiografie.

Este stabil din punct de vedere termic la temperaturi de sterilizare și nu se degradează în timpul fasciculului de electroni sau iradierii gamma;

Nu hidrolizează, gradul de absorbție a apei poate fi redus și prin creșterea fracției volumice a materialului armat cu fibre; [17]

Dezavantaje:

Nu are potențial bioactiv, spre deosebire de titanul pur, existând astfel un risc semnificativ de infecție postoperatorie

Stabilitatea pe termen lung a implanturilor din PEEK se bazează pe fixarea șuruburilor și pe proiectarea tridimensională a implantului. [18]

Justificarea aplicării implanturilor din PEEK se bazează pe trei afirmații:

Nu există alternative reale privind siguranța și materialele aplicate;

Tehnologia de planificare și fabricare a acestora este bine pusă la punct;

Comparativ cu procedurile de reconstrucție pe bază de materiale osoase autogene, timpii și orele de funcționare pentru serviciile de îngrijire sunt scurte. [19]

Implantul cranian din PEEK prezintă un răspuns mecanic mai bun împotriva solicitării față de un alt implant precum hidroxiapatita, un bun indicator al sarcinii de șoc al acestuia este viteza critică de impact care duce la defectarea implantului atunci când impactul este o distanță de zona periferică a implantului. [20]

Peek în traume

Cerințele necesare pentru folosirea unui polimer ca implant pentru fixare internă sunt rigiditatea, stabilitatea pe termen lung, capacitatea de sterilizare fără degradare, biocompatibilitate și rezistență mecanică și chimică. Astfel, PEEK posedă un număr de proprietăți care îl fac adecvat pentru aplicații în anumite cazuri de traumă. Prin utilizarea acestui material, nu există reacții toxice, alergice sau inflamatorii, reacțiile tisulare ale acestuia fiind ușoare și similare. În plus, nu există citotoxicitate, mutagenitate sau imunogenitate. [21]

În plus, există un factor semnificativ sensibil la crestături, plăcile metalice sunt deseori crestate pentru a minimiza volumul total al plăcii și pentru a facilita îndoirea în diferite direcții. [21]

PEEK în implanturi orbitale și craniofaciale

Ca și în cazul anterior, implantul din PEEK a fost folosit pentru proprietatea sa de a fi modelat ușor, la comandă, comparativ cu grefele osoase din titan, cimenturi acrilice și implantul osos autolog, ceea ce a încurajat utilizarea acestui material pentru tratarea defectelor orbitale și craniofaciale. [22]

2.3.8. TEFLONUL

Fig. 1. Structura chimică a PTFE [23]

Fig. 2. Reprezentare tridimensională a PTFE [23]

Politetrafluoretilena este un exemplu de fluoropolimer liniar. [23] Politetrafluoretilena (Teflon) este un polimer de carbon cu catenă lungă produs prin polimerizarea gazului tetrafluoretilenic la presiuni și temperaturi ridicate. Acest material este inert din punct de vedere chimic, fără solvenți cunoscuți, noncarcinogenic și poate fi sterilizat. Implanturile din silicon și teflon sunt cele mai vechi și utilizate pentru reconstrucția defectelor orbitale. Teflonul prezintă o biocompatibilitate excelentă și este ușor de utilizat, însă poate demonstra histologic o încapsulare fibroasă de către gazdă, acest mecanism putând duce la eșec. [24]

PTFE este unul dintre cei mai stabilii polimeri cunoscuți, stabilitatea fiind atribuită rezistenței ridicate a legăturilor C-F. Stabilitatea acestui polimer poate fi comparată cu cea a polietilenei și a altor polimeri ce conțin F, din următoarea secvență de stabilitate, pentru condiții de vid: politetrafluoretilenă > fluorură de poliviniliden > politrifluoretilenă > polietilenă > poli (fluorură de vinil) > Poli (clorură de trifluorură de etilenă) > Hexafluoropropilenă. [35]

PTFE este un material important în inginerie, atunci când este șlefuit pe o suprafață ce prezintă asperități, PTFE prezintă un coeficient de frecare scăzut, dar o rată crescută de uzură din cauză că lanțul acestuia suferă o scindare, creând grupuri active care reacționează chimic cu suprafața de contact. Acest lucru a încurajat multe examinări fizice și mecanice ale acestui polimer. Comportamentul la frecare al politetrafluoretilenei este în contrast puternic cu cel al altor polimeri. Spre exemplu, coeficienții de frecare ai altor polimeri semicristalini (PE, nylon), amorfi (PVC, PMMA) și reticulați (rășini) sunt considerabil mai mari decât cel al PTFE la toate vitezele. [26]

PTFE prezintă un grad ridicat de cristalinitate și mai multe proprietăți ale celor mai obișnuite solide cristaline, incluzând tranzițiile polimorfe și menținerea proprietăților mecanice și electrice pe o gamă largă de temperaturi. Există cel puțin două tranziții polimorfe, o tranziție de temperatură de primă ordine, care implică o schimbare a volumului de aproximativ 1%, o tranziție la presiune ridicată la temperatura camerei cu o schimbare a volumului de aproximativ 2,25%. Proprietățile Teflonului sunt puternic dependente de gradul de cristalinitate, acesta putând varia. Cristalinitatea este determinată de greutatea moleculară și de viteza de răcire de la temperatura topirii și nu poate fi modificată de nici un proces efectuat sub această temperatură. Totuși, rezultatele experimentelor care implică temperaturi de peste 300 °C pot fi modificate prin schimbarea vitezei de răcire de la această temperatură. Partea amorfă a materialului este aparent compusă din porțiuni ale moleculelor elicoidale comune cu două sau mai multe cristalite. [27]

Coeficientul de frecare al PTFE scade la o temperatură de până la 77 K. Mai mult decât atât, coeficientul de frecare este constant la temperatură scăzută, în timp ce la temperatura camerei este fluctuant. Odată cu creșterea temperaturii, coeficientul de frecare al PTFE a scăzut. [28]

O interacțiune suplimentară între polimerul în vrac și pelicula de transfer dă naștere la deformarea anizotropă a celulei unității. Acest lucru conduce la apropierea lanțurilor adiacente și la forfecarea ușoară între lanțuri. Alunecarea determină o creștere și reorientare a cristalitelor situate într-o regiune foarte subțire subterană a polimerului în vrac. O astfel de rearanjare structurală facilitează îmbinarea cristalitelor aliniate adiacent pentru formarea filmelor și bucăților care apar ca reziduuri organice. [26]

Pentru comportarea la uzură a PTFE sunt propuse diferite mecanisme care sunt strâns asociate cu caracteristicile sale structurale. De aceea, este indicată includerea unor aspecte esențiale ale caracteristicilor structurale ale PTFE. Acest polimer suferă transformări structurale activate termic la 19, 30 și 150 °C. În timp ce polietilena presupune o conformație moleculară plană, în zig-zag, PTFE presupune o conformație elicoidală de până la aproximativ 150 °C. În timp ce atomii de fluor rulează elicoidal pe suprafață, lanțul PTFE seamănă cu o bară rigidă, cilindrică, cu o suprafață netedă. Coeficientul scăzut de frecare și uzura ridicată a PTFE sunt asociate cu profilul neted al moleculei PTFE fibroase. [26]

Rezistența redusă la uzură a PTFE a determinat mai multe examinări din punct de vedere mecanic și fizic ale procesului de uzură. Comportarea la uzură a PTFE este în mare măsură influențată de caracteristicile structurale specifice ale polimerului, precum profilul neted al lanțului PTFE, dimensiunea cristalului, distanța între intersecții în celula elementară, etc. [26]

Odată cu creșterea vitezei de alunecare într-un anumit interval de timp, PTFE indică o creștere a coeficientului de frecare. PTFE și PEEK prezintă o scădere a ratei de uzură cu o creștere a vitezei de alunecare. [28]

Politetrafluoretilena (PTFE) prezintă o rezistență excelentă la coroziune și rezistență electrică, având aplicabilitate pe scară largă în garnituri, plăci sau alte componente funcționale în ingineria petrochimică, chimică și electrică. [29] PTFE este de obicei produsul sinterizării și are cristalinitatea redusă prin introducerea lanțurilor ramificate. PTFE cu gradul înalt de cristalinitate (93-98%) are un punct de topire de 620 K și prezintă o structură elicoidală. [25]

PTFE este un material utilizat în mod obișnuit pentru nave spațiale, în industria de automobile și de semiconductori. Datorită stabilității sale termice și coeficientului de frecare scăzut, este utilizat în general în sectoare industriale în care există condiții precum radiația, temperatura ridicată sau lipsa atmosferei de protecție. [30]

Datorită rezistenței chimice superioare, și rezistenței mecanice ridicate, membranele de PTFE sunt folosite pe scară largă în protecția mediului, filtrare, textile, inginerie medicală, ș.a. Datorită energiei de suprafață scăzute, PTFE are un caracter hidrofob și oleofob, ca urmare, este dificil să se modifice suprafața sa pentru a avea o hidrofilitate stabilă pe termen lung. [31]

Membranele organice sunt cele mai utilizate membrane în procesele industriale datorită densității mari de ambalare. [32] Membrana din PTFE poroasă este inertă din punct de vedere chimic, rezistentă la temperaturi înalte, prezintă un unghi de contact foarte mare și o rezistență la fracturi ridicată datorită legăturilor puternice CC și CF. Membranele de PTFE sunt potrivite pentru o varietate de aplicații, cum ar fi tratarea gazelor de eșapament, distilarea osmotică. Membranele de PTFE sunt produse prin diverse tehnici, cum ar fi întinderea sau formarea de pori. Pentru obținerea unor performanțe îmbunătățite în aplicații specifice, se utilizează metode de modificare diverse, cum ar fi umectarea, depunerea stratului atomic, iradierea și topirea la temperaturi înalte. [32]

Politetrafluoretilena (PTFE) a fost descoperită de Dr. Roy Plunkett în anul 1938 în cadrul laboratoarelor de cercetare DuPont din New Jersey. Dr. Plunkett a încercat să sintetizeze un nou agent frigorific de clorofluorocarbon. Proba congelată de tetrafluoretilenă (TFE) a fost polimerizată în container, formându-se PTFE, un solid alb [34], fiind disponibil în foi de grosime de 1,245 mm. [33] Acest produs a fost folosit pentru prima dată în al doilea război mondial de către armata americană în siguranțele artileriei și în izolarea/purificarea uraniului-235 pentru fabricarea bombei atomice, cunoscută și sub numele de Proiectul Manhattan. În anul 1945, DuPont a marcat PTFE ca Teflon, urmând ca în următoarele decenii să fie comercializat. [34]

Tratarea chimică a fost utilizată pe scară largă datorită avantajelor sale, precum ușurința de operare și condițiile ușoare de reacție. Exemple de soluții chimice utilizate în modificarea PTFE includ soluția bazică de furan, soluția de sodiu-naftalenă, dopamina, acizii tari și sarea oxidantă. Mecanismul acestei metode chimice în modificarea membranelor de PTFE se bazează pe reacția dintre PTFE și soluție. Solventul foarte activ întrerupe legăturile C-F, permițând grupului țintă să înlocuiască poziția elementului F. [32]

Schimbarea structurii chimice a PTFE este efectuată prin fracturarea legăturilor C-F. Un alt mecanism este aderența la suprafață sau implantarea materialului de modificare țintă în PTFE fără alte modificări ale structurii chimice. Cele mai multe dintre aceste tehnici de modificare se concentrează pe îmbunătățirea hidrofilității membranei, membrana rezultată putând menține performanțele pentru o perioadă lungă de timp. [32]

PTFE prezintă o gamă largă de utilizări, precum izolarea cablului electric, vopsea pentru vase și implanturi chirurgicale suturi, cleme de anevrism, grefe vasculare, aplicații dentare, recipiente sau garnituri, lubrifianți și ca material protetic. Teflonul este utilizat în pesticide ca ingredient inert. [32]

2.3.8.1 Mediul și comportamentul mediului

PTFE este cel mai stabil dintre toți polimerii de tip fluoroetilenă, iar în condiții fiziologice nu eliberează nicio componentă. Este inert din punct de vedere chimic, numai metalele alcaline și fluorul sub presiune atacă PTFE. Nu există efecte ecotoxicologice cunoscute pentru acest polimer. [34]

Cea mai obișnuită sursă de expunere a PTFE este locul de muncă. În timpul procesării termice a materialelor fluoroplastice a fost detectat praful de teflon. La temperatura de 200 °C, acesta se descompune pentru a elibera vaporii toxici, provocând boli respiratorii la om. [34]

Toxicocinetica

Proprietățile fizico-chimice ale PTFE, precum starea sa solidă, stabilitatea în condiții fiziologice și faptul că nu sunt metabolizate, exclud orice analiză toxicocinetică. Astfel, datele toxicocinetice pentru PTFE nu se găsesc în literatură. [34]

Nu există niciun mecanism de toxicitate evident pentru PTFE administrat oral, deoarece nu s-au observat efecte semnificative din punct de vedere toxicologic, Lipsa de toxicitate se datorează datorită următoarelor aspecte:

Absorbția gastrointestinală a PTFE este neglijabilă din punct de vedere al greutății moleculare extrem de ridicate (1 000 000 – 10 000 000 pentru pulberea fină de PTFE);

PTFE este inert din punct de vedere chimic în condiții fiziologice;

Nu este metabolizat. [34]

Toxicitate acută și de scurtă durată

Toxicitatea orală a PTFE a fost demonstrată pe șobolani. După administrarea repetată a până la 25% PTFE timp de 90 de zile, nu au fost observate efecte semnificative din punct de vedere toxicologic). [34]

Constatările histopatologice pulmonare raportate după expunerea acută a șobolanilor la produsul de piroliză a PTFE, PFIB timp de 1,5 minute, au progresat cu expunerea în timp. Deși PTFE este inert în circumstanțe obișnuite, bolile respiratorii precum febra polimerului ar putea rezulta atunci când PTFE este încălzit la 315-375 ° C în condiții de ventilație necorespunzătoare. Expunerea la acești vapori poate provoca frisoane, febră, tuse, dispnee, simptome asemănătoare gripei și senzație de apăsare a toracelui care durează 1-2 zile, iar disconfortul respirator poate persista câteva săptămâni după expunere. [34]

Toxicitate cronică

Sechelele care au urmat bolile respiratorii provocate la om au inclus efecte pulmonare cronice, precum scăderi prelungite ale capacității de difuzie, fibroză și modificări obstructive reversibile. [34]

Imunotoxicitate

Deși inflamația localizată, caracterizată prin prezența eozinofilelor, celulelor plasmatice, limfocitelor și macrofagelor a fost provocată prin injectarea subcutanată la șoareci, subareolară la iepuri și câini și injecțiile periuretrale la câinii cu PTFE, aceste răspunsuri nu sunt considerate ca fiind imunotoxice, cu toate că sunt mai consecvente cu reacția unui organism străin. [34]

Genotoxicitate

Deși în literatura de specialitate nu au fost găsite date cu privire la genotoxicitatea PTFE, monomerul PTFE nu este considerat genotoxic. [34]

Cancerigenitate

După implantarea subcutanată a unei foi de PTFE în mai mulți șoareci, incidența fibrosarcoamelor localizate a fost de până la 22,7% la șoareci elvețieni, până la 26% la șoareci C57BL, 38% la șoareci CTM, 44% la șoareci BALB, 94% la șoareci C3Hf/Dp și 30% la șoareci C57BIL/He. Discuri de PTFE implantate subcutanat au indus sarcoame la șobolanii Wistar (23,5%). Tijele de PTFE implantate intraperitoneal nu au provocat tumori la șobolanii Wistar, însă pulberea PTFE administrata intraperitoneal a provocat sarcom. La șobolanii Sprague-Dawley au fost administrați prin injecție subcutanată și monitorizați timp de 2 ani 0,1 ml Politef (50% particule PTFE < 40 mm diametru în glicerină cu polisorbat), o varietate de tumori, precum adenoamele și fibrosarcoamele mamare, adenoamele pituitare, adenocarcinoamele mamare, limfom, au fost raportate tumori ovariene, un carcinom uterin și un carcinom hepatocelular. Cu toate acestea, nu a existat nici o diferență semnificativă în numărul total de tumori sau în numărul de tumori mamare și hipofizare între grupurile tratate și cele de control. Nu au fost găsite tumori în apropierea locului de injectare. [34]

2.3.8.2. MANAGEMENT CLINIC

Deși un singur caz de fibrosarcom uman a fost raportat la 10,5 ani după implantarea unei proteze arteriale PTFE/Dacron, s-a concluzionat că există date insuficiente pentru a evalua riscul carcinogen al expunerii umane la PTFE. Se recomandă urmărirea pe termen lung a pacienților cu dispozitive medicale care conțin PTFE (aparate auditive, dispozitive de hemodializă, suturi chirurgicale), deoarece dovada cancerigenității la om și la animale este inadecvată sau limitată. [34]

Ecotoxicologie

Nu există efecte ecotocicologice cunoscute pentru PTFE. Containerele PTFE, precum și alte produse din plastic, pot fi reciclate. [34]

După un deceniu cercetare, Administrația Americană pentru alimente și medicamente a aprobat utilizarea de pastă de Teflon în tratamentul disfoniei paralitice în anul 1972. Pacienții răniți sunt programați pentru injectarea cu pastă de Teflon în decurs de o săptămână până la 10 zile după repararea anevrismului. Tratamentul precoce al paraliziei corzii vocale are ca rezultat tusea îmbunătățită, o funcție pulmonară mai bună și o calitate a vocii îmbunătățită. Otorinolaringologul explică faptul că, deși injectarea cu pastă de Teflon va îmbunătăți vocea, aceasta nu va fi la fel ca înainte de repararea anevrismului sau înainte ca nervul laringian să fie paralizat, iar calitatea vocii va scădea. [35]

2.3.8.3. Aplicații în inginerie medicală

O proteză trebuie să îndeplinească următoarele cerințe:

Să fie material inert, luminos și pliabil, impermeabil la fluidele corpului;

Să aibă rigiditate laterală bună cu elasticitate longitudinală;

Să aibă unitatea de flux luminos interior adecvată, care nu poate fi îndoită, cu diametrul adecvat și o suprafață neaderentă;

Să fie o metodă sigură de fixare. [36]

Avantajele Teflonului:

Este ușor de procurat;

Nu necesită alte operații;

Poate fi ușor modelat;

Nu este antigenic;

Provoacă o reacție tisulară minimă;

Este omogen și nu se rupe dacă este proiectat după cum este necesar;

Nu se erodează sau se calcifiază precum cartilajul;

Costul este scăzut;

Poate fi ușor sterilizat și folosit a doua oară. [37]

Teflonul este neporos și impermeabil, în plus față de faptul că nu este umectabil, oferind astfel o suprafață neadezivă care prezintă un flux adecvat de secreții pe suprafața sa. [36]

Încă de la introducerea Teflonului în științele medicale la începutul anilor 1950, a fost adesea susținut pentru repararea zonei orbitale. Cu toate acestea, există puține rapoarte reale despre utilizarea sa în literatură. În anul 1956 a fost raportată prima utilizare a Teflonului pentru reconstrucția fracturii orbitale. [33]

Utilizarea implanturilor din Teflon pentru reconstrucția fracturilor orbitale precedate de traumatisme faciale a fost asociată cu o incidență scăzută a complicațiilor. Teflon oferă avantaje distincte în reconstrucția fracturilor orbitale. Acesta este ușor de utilizat și nu are potențial de resorbție a grefei. Mai important, utilizarea teflonului exclude necesitatea recoltării grefei autogene, eliminând morbiditatea la locul de donare. [33]

În anul 1970, teflonul a fost introdus ca material pentru proteza de șold. Acesta a fost considerat interesant datorită structurii sale poroase care permite înglobarea țesuturilor moi și tari și, eventual, permite o fixare mai bună. [38] PTFE prezintă în mod inerent lipirea deficitară a altor materiale datorită energiei sale reduse de suprafață. [39]

PTFE ca material pentru proteze a fost utilizat în mod eficient în defecte ale fasciilor, cum ar fi hernia inghinală sau ventrală. Acest material oferă un potențial redus de formare a aderenței și de creare chirurgicală a unei fistule. Din cauza riscului dovedit de recurență fără armare în herniile hiatale mari, se recomandă utilizarea unui implant de tip plasă cu ochiuri. Acesta oferă sprijin atunci când țesutul este supus unei tensiuni, solicitări sau obezității. [40]

Teflonul a fost utilizat pentru a furniza un volum tisular în numeroase intervenții chirurgicale. În otolaringologie au fost utilizate injecțiile de teflon în principal în corzile vocale paralizate și țesuturile moi parafaringiene posterioare pentru tratarea insuficienței velofaringiene. Însă, deși teflonul este încă utilizat pe scară largă în chirurgie pentru a ajuta la decompresia microvasculară și microdisecții neurochirurgicale, s-a demonstrat că injecțiile cu cantități mari de teflon duc frecvent la apariția granuloamelor. [41]

Fig. 1. Proteză realizată din Teflon de formă elicoidală, care prezintă rigiditate laterală, elasticitate longitudinală și lumen fără colaps. [36]

Chirurgia ce se ocupă cu reconstrucția deformărilor în urma traumelor, tumorilor și infecțiilor poate necesita utilizarea unei proteze subcutanate permanente pentru a restabili funcția și o anatomie acceptabilă a conturului. Înlocuirea osoasă cu Teflon în aceste cazuri demonstrează o bună aplicare. [37]

Repararea oaselor a fost definită ca restabilirea continuității țesuturilor perturbate de un alt țesut care nu este capabil să îndeplinească proprietățile structurale și funcționale ale țesutului pierdut. [42]

Regenerarea osoasă a fost definită ca procesului biologic care reînnoiește complet arhitectura și funcția unui os pierdut. Ghidarea acesteia este definită ca o stimulare controlată a formării osoase noi în zonele în care există un defect osos, prin osteogeneză, osteoinducție sau osteoconducție, restabilit astfel atât caracteristicile structurale, cât și cele funcționale. [42]

Prin excluderea mecanică a țesuturilor nedorite dintr-un spațiu de defect osos prin intermediul unei membrane, se împiedică penetrarea oricărei celule înconjurătoare. Celulele dorite derivate din os pot repopula cheagul de sânge în spațiul respectiv. Acesta este motivul biologic al regenerării țesuturilor ghidate, implicând faptul că numai celulele care au capacitatea de a produce regenerarea țesutului pierdut au voie să invadeze defectul în timpul vindecării. Îngroșarea țesutului conjunctiv este împiedicată, iar osteogeneza poate apărea fără obstacole. [42]

Într-o serie de investigații au fost folosite membrane care au îmbunătățit în mod constant regenerarea osoasă. Această tehnică se bazează pe ipoteza că, în timpul vindecării, diferitele componente celulare au rate diferite de migrare. O membrană inertă care nu permite penetrarea celulelor este plasată ca o barieră asupra unui defect osos, acest lucru permițând celulelor cu potențial osteogenic să migreze relativ neperturbat de suprafața osoasă înconjurătoare în defect. În general, membranele de PTFE au fost tolerate bine, reacțiile corpului străin sau inflamatorii adiacente membranei fiind aproape inexistente. În defectele craniene s-au afișat cantități mici de producție osoasă în zona defectului. Un strat subțire de țesut asemănător osteoidului a aderat îndeaproape la suprafața interioară a membranei la unii șobolani. O regenerare osoasă practic completă a fost realizată prin plasarea de fragmente osoase autogene proaspete între membranele PTFE interne și externe superiostale. Vindecarea a fost extinsă după doar 3 săptămâni. Țesutul osos produs a arătat o structură normală a osului imatur, înconjurată de ostoblaste active. Funcția primară a fragmentelor a părut a fi întreținerea spațiului, păstrând separarea celor două membrane din cauză că absența chipsurilor osoase a condus adesea la colapsul membranei, împiedicând proliferarea ulterioară centripetală a osului. [43]

Totuși, în defecte craniene mari, regenerarea osoasă este imprevizibilă și depinde de vârstă, iar rezultatele variază. Utilizarea grefelor osoase autologe poate să conducă, de asemenea, la obturarea suturii prematură și la tulburări de creștere, astfel pacientul necesitând reoperări ulterioare. [44]

Utilizarea Teflonului ca substituent al durei pentru prevenirea formărilor de aderență în timpul operației de cranioplastie a prezentat rezultate excelente. De asemenea, membranele din Teflon pot preveni sau limita cicatricile, acestea fiind utilizate la diferite tipuri de operații, precum ale coloanei vertebrale și în chirurgia cardiovasculară. Teflonul reduce timpul total de cranioplastie, previne leziua durală sau a altor țesuturi în timpul disecției țesuturilor moi, limitează cantitatea de pierdere intraoperatorie de sânge, oferind astfel avantaje față de metoda convențională de cranioplastie. Teflonul este foarte util în prevenirea aderențelor postoperatorii, deoarece facilitează reoperarea pentru cranioplastie. De asemenea, acest material diminuează timpul total de cranioplastie și cantitatea de sânge pierduta și, de asemenea, elimină probabilitatea perforării durei. Membranele de Teflon prezintă un rezultat estetic mult mai bun, deoarece o mare parte a galeului poate fi recuperată. Teflonul ca substituent dural este considerat un material sigur, utilizarea sa neconducând la infecții sau complicații de altă natură. [45]

S-a demonstrat faptul că acest biomaterial promovează vindecarea mai rapidă a oaselor. Acesta oferă o rigiditate suficientă și o dimensiune a porilor potrivită pentru a asigura volumul dorit al compartimentului și pentru a spori stabilitatea cheagurilor de sânge. [46]

Acoperirea defectelor osoase goale cu membrane PTFE a condus la regenerarea osoasă sub membrana cu suprafețe mari de os osteoid care au umplu aproximativ 22% din cavitate la o lună după implantare. Membranele din PTFE produc un efect de barieră care evită proliferarea țesuturilor moi în defectele osoase și imobilizează granulele, îmbunătățind procentul de contact al osului. [46]

Figura 2. Vedere intraoperatorie în timpul reoperării pentru cranioplastie (3 luni după craniectomie), unde este vizibil planul de disecție între clapeta din ePTFE dura și galea din ePTFE. [45]

Figura 3. Vedere intraoperatorie în timpul reoperării pentru cranioplastie. ePTFE dura
înlocuitorul a fost aproape eliminat și dura este clar vizibil liber de orice
formarea țesutului cicatricei. [45]

CAPITOLUL III

Partea experimentală

Acest studiu urmărește înlocuirea polieteretercetonei ca material folosit pentru defectele osoase craniene cu politetrafluoretilena (PTFE). Marele dezavantaj al polieteretercetonei este lipsa potențialului bioactiv.

Etapa 1

Hidroliza membranelor de PTFE a fost efectuată prin imersarea lor în metanol cu pelete de NaOH concentrat dizolvate la care s-a adăugat 3-aminopropiltrietoxisilan pentru 24 h. 3-Aminopropiltrietoxisilan a fost folosit pentru silanizare. Împreună cu metanolul, acestea sunt utilizate atunci când nu se pot produce hidroliza și autocondensarea. Metanolul și 3-aminopropiltrietoxisilan pot umecta complet membranele de PTFE, ceea ce duce la întreruperea legăturilor C-F, ceea ce permite grupului țintă să înlocuiască poziția elementului F.

Etapa 2

După o perioadă de 24 h a fost adăugată clorura de cianuril, Suprafața unui implant pe bază de PTFE ar putea fi funcționalizate covalent cu molecule de adeziune pentru îmbunătățirea bio-aderenței prin oxidarea reacției chimice umectate pentru introducerea grupărilor hidroxi urmate de reticularea cu clorură de cianuril.

Etapa 3

S-a urmărit apoi funcționalizarea membranelor prin adăugarea rezveratrolului la 24 h după reacția anterioară și a fost lăsat sa reacționeze 24 h. Rezveratrolul a fost imobilizat utilizând legarea de hidrogen între grupările hidroxil ale grupării rezveratrolului și grupările funcționale ale clorurii de cianuril. Resveratrolul protejează mai multe tipuri de celule împotriva toxicității.

Fig. 3.1. Reprezentarea schematică a secvenței de reacție pentru funcționalizarea membranelor din Teflon cu Resveratrol

3.2. Metode și aparate folosite pentru analizarea probelor

3.2.1. SEM (Microscopie electronică de baleiaj)

În microscopia electronică, imaginea obiectului este formată cu ajutorul electronilor generați de un tub electronic și supuși la tensiuni de accelerare. Aceștia sunt focalizați și dispersați pentru a forma imaginea prin trecerea lor prin câmpuri electrostatice electromagnetice.

Când sursa de excitație lovește eșantionul, au loc diferite tipuri de interacțiuni prin care rezultă emiterea de semnale diferite. Aceste semnale pot fi emise din aceeași parte pe care sursa de excitație a eșantionului este incidentă, în acest caz semnalele se numesc și semnale împrăștiate. Semnalele care sunt emise din partea opusă celei pe care sursa de excitație a eșantionului este incidentă se numesc semnale transmise. Tehnica care captează semnalele împrăștiate se numește microscopie electronică de baleiaj.

Microscopul electronic de baleiaj (SEM) este un tip de microscop electronic care poate fi utilizat la diferite mărimi, folosit în studiul ultramorfologiei suprafeței cu ajutorul electronilor secundari și backscaterred.

SEM oferă informații despre:

topografie (textura, caracteristicile de suprafață);

morfologie (dimensiunea și forma particulelor din care este făcut materialul);

compo (elementele și compușii din care este alcătuit materialul);

informațiile cristalografice (aranjarea atomilor).

În urma iradierii probei apar o serie de produși:

Electroni secundari;

Electroni reflectați;

Electroni absorbiți;

Radiații X.

FT-IR (Spectroscopia IR cu transformata Fourier)

Utilizarea interferometrelor pentru obținerea spectrelor a fost condusă în dezvoltarea spectroscopiei FT-IR. FT-IR reprezintă o tehnică nedistructivă ce măsoară vibrațiile moleculare în forma absorbției de energie de la fasciculul IR incident.

Spectrul se poate împărți în două regiuni:

4000 cm-1 – 1600 cm-1, în care se încadrează majoritatea benzilor de întindere;

1600 cm-1 – 400 cm-1, unde benzile au origine mixtă.

FT-IR se bazează pe proprietatea substanțelor de a absorbi selectiv radiațiile electromagnetice și oferă informații referitoare la studiul structurii compușilor chimici analiza calitativă obținută prin spectre IR. Acest tip de spectroscopie prezintă o selectivitate bună față de spectroscopia UV, peak-urile de absorbție sunt înguste, iar energiile unice.

FT-IR este utilizat în aplicații farmaceutice, investigații medico-legale, analiza polimerilor, cercetări biomedicale și biochimice.

3.3. REZULTATE

3.3.1 Rezultate obținute cu ajutorul SEM

Fig. 3.2. Microscopia electronică de baleiaj pentru membranele din Teflon sintetizate

Adăugarea de APTS pare să modifice secțiunea transversală a membranelor. Porii par să devină mai largi și mai lungi, formându-se o structură sub formă de burete. Aceasta constă din multe goluri celulare independente. APTS împreună cu alcoolul pot umecta PTFE complet, ceea ce duce la întreruperea legăturilor C-F, permițând grupului țintă să înlocuiască poziția elementului F.

SEM a permis vizualizarea structurii membranei din Teflon obținute cu o rezoluție de până la 10 nm. Analiza SEM arată că aspectul este diferit după adăugarea clorurii de cianuril, porii crescând din ce în ce mai mult.

S-au observat diferențe semnificative după adăugarea in soluție a resveratrolului, lanțurile sunt orientate astfel încât să se maximizeze legătura de hidrogen între grupările amino si carbonil.

3.3.2. Rezultate obținute cu ajutorul FT-IR

Fig. 3.3. Spectrul FT-IR pentru membrana din Teflon tratată cu APTS

Tabelul.3.1. Valorile frecvențelor grupărilor funcționale

Fig. 3.4. Spectrul FT-IR pentru membrana din Teflon tratată cu clorură de cianuril

Tabelul.3.2. Valorile frecvențelor grupărilor funcționale

Fig. 3.5. Spectrul FT-IR pentru membrana din Teflon tratată cu APTS, clorură de cianuril și Res

Tabelul.3.3. Valorile frecvențelor grupărilor funcționale

Fig. 3.6. Spectrele FT-IR ale celor trei membrane suprapuse

În urma analizei spectrelor FT-IR a membranelor din Teflon funcționalizate cu Resveratrol, s-a evidențiat diferența dintre primele două spectre ale membranelor analizate și ultimul. S-a micșorat proporția grupărilor C-F pentru și s-a observat o absorbanță mărită. În ultimul caz este indicată prezența legăturilor de hidrogen și prezența grupărilor funcționale ciano- pentru imobilizarea Resveratrolului.

CONCLUZII

Această lucrare urmărește utilizarea membranelor din Teflon funcționalizate cu Resveratrol în reconstrucția craniofacială și cranioplastie. Datorită potențialului său bioactiv, membranele din Teflon stimulează regenerarea țesutului osos, îmbrăcând astfel implantul în os. Resveratrolul are efect antioxidant ridicat și poate proteja mai multe tipuri de celule împotriva mediului agresiv.

Prin imersarea membranelor din Teflon în metanol cu pelete de NaOH dizolvate și tratarea acestora cu aminopropiltrietoxisilan, clorură de cianuril și Resveratrol, proprietățile și structura acestora sunt îmbunătățite pentru utilizarea lor în scopul regenerării osoase. Membranele din Teflon nu permit penetrarea celulelor, acționând ca o barieră asupra defectului osos și permițând celulelor cu potențial osteogenic să migreze neperturbat de suprafața osoasă înconjurătoare în defect.

BIBIOLGRAFIE

CAP. I.

[1] Dafydd O. Visscher, Elisabet Farré-Guasch, Marco N. Helder, Susan Gibbs, Tymour Forouzanfar, Paul P. van Zuijlen, and Jan Wolff, „Advances in Bioprinting Technologies for Craniofacial Reconstruction, Trends in Biotechnology, Septembrie 2016, Vol. 34, No. 9, 701

[2] R. Carloni, B. Hersant, R. Bosc, C. Le Guerinel, J.P. Meningaud, “Soft tissue expansion and cranioplasty: For which indications?”, Journal of Cranio-Maxillo-Facial Surgery, 2015, 1-7, 1

[3] Amy Li, BA, Tej Deepak Azad, BA, Anand Veeravagu, MD, Inderpreet Bhatti, BA, Chao Long, AB, John K. Ratliff, MD, Gordon Li, MD, “Cranioplasty Complications and Costs: A National Population-Level Analysis Using the MarketScan Longitudinal Database”, World Neurosurgery, 2016, 4-11

[4] M. K. Alibhai, I. Balasundaram, C. Bridle, S. B. Holmes, “Is there a therapeutic role for

cranioplasty?”, Oral & Mxillofacial Surgery, 2013,

[5] Hao Xu∗, Chaoshi Niu, Xianming Fu, Wanhai Ding, Shiying Ling, Xiaofeng Jiang, Ying Ji, „Early cranioplasty vs. late cranioplasty for the treatment of cranial defect: A systematic review”, Clinical Neurology and Neurosurgery, 2015, 34-38

[6] Haifeng Zhu, Chengfu Ji, Zhouming Shen, Zhengxiang Luo, Lei Shi, “Early cranioplasty benefits patients with obvious bilateral frontotemporal bone window collapse after decompressive craniectomy”, World Neurosurgery, 2018, 4-10

[7] Satya Bhusan Senapati, Sudhansu Sekhar Mishra, Srikanta Das, Pratap Chandra Satpathy, “Cranioplasty after decompressive craniectomy”, the indian j ournal of neurotrauma 2012, 136-138

[8] Matthew Piazza, MD, M. Sean Grady, MD,” Cranioplasty”, Article reprinted from Piazza MA, Grady MS. Cranioplasty. In: Winn HR, ed. Youmans and Winn Neurological Surgery. 7th ed. Philadelphia: Elsevier; 2017, 257—260

[9] Basel A. Khader, Mark R. Towler, “Materials and techniques used in cranioplasty fixation: A review”, Materials Science and Engineering C, [2016], 316

[10] Eamon B. O’Reilly, Sam Barnett, Christopher Madden, Babu Welch, Bruce Mickey, Shai Rozen, “Computed-tomography modeled polyether ether ketone (PEEK) implants in revision cranioplasty”, Journal of Plastic, Reconstructive & Aesthetic Surgery, 2015, 335-336

CAP. II.

[1] Seckin Aydin, Baris Kucukyuruk, Bashar Abuzayed, Sabri Aydin, Galip Zihni Sanus, “Cranioplasty: Review of materials and techniques”, Journal of Neurosciences in Rural Practice 2011, Vol. 2, 4-7

[2] Jardini, A.L., Larosa, M.A. , Macedo, M.F, Bernardes, L.F., Lambert C.S., Zavaglia, C.A.C., Maciel Filho, R., Calderoni, D.R., Ghizoni, E., Kharmandayan, P., “Improvement in Cranioplasty: Advanced Prosthesis Biomanufacturing”, 2016, 203-207

[3] Muhanad M. Hatamleha,∗, Xiaohong Wub, Ahmad Alnazzawic,Jason Watsond, David Watts, „Surface characteristics and biocompatibility ofcranioplasty titanium implants following differentsurface treatments”, Dental materials, 2018, 2

[4] Aatman M. Shah, B.S., Henry Jung, M.D.,and Stephen Skirboll, M.D., “Materials used in cranioplasty: a history and analysis”, Neurosurg Focus 36 (4):E19, 2014, 1-6

[5] Takeshi Mikami, Kei Miyata, Katsuya Komatsu, Ken Yamashita, Masahiko Wanibuchi, Nobuhiro Mikuni, “Exposure of titanium implants after cranioplasty: A matter of long-term consequences”, Interdisciplinary Neurosurgery: Advanced Techniques and Case Management, 2017, 64

[6] Matthew Piazza, MD, M. Sean Grady, MD,” Cranioplasty”, Article reprinted from Piazza MA, Grady MS. Cranioplasty. In: Winn HR, ed. Youmans and Winn Neurological Surgery. 7th ed. Philadelphia: Elsevier; 2017, 257—260

[7] Fei Chen, Hengan Ou, Shakir Gatea, Hui Long, “Hot tensile fracture characteristics and constitutive modelling of polyether-etherketone (PEEK)”, Polymer Testing, 2017, 4

[8] L.O. Dandy, G. Oliveux, J. Wood, M.J. Jenkins, G.A. Leeke,, ”Accelerated degradation of Polyetheretherketone (PEEK) composite materials for recycling applications”, Polymer Degradation and Stability 112 (2015) 52-62, p.1.

[9] Visakha Suresh, BSE, Rachel Anolik, MD, David Powers, MD, DMD, FACS, FRCS, “The Utility of PEEK Implants Adjacent to Sinus Cavities after Craniofacial Trauma”, Journal of Oral and Maxillofacial Surgery, 2018, 3-5

[10] Ady Thien, Nicolas K. K. King, Beng Ti Ang, Ernest Wang, Ivan Ng, “Comparison of Polyetheretherketone and Titanium Cranioplasty after Decompressive Craniectomy”, Peer-Review Reports, 2015, 176

[11] Patricia R. Monich, Bruno Henriques, Antonio P. Novaes de Oliveira, Júlio C.M. Souza, Márcio C. Fredel, “Mechanical and biological behavior of biomedical PEEK matrix composites: a focused review”, 2016, 3

[12] D. P. Jones, D. C. Leach and D. R. Moore, “Mechanical properties of poly(ether-etherketone) for engineering applications”, POLYMER, 1 985, Vol 26, 1-8

[13] Johnny Dufils, Frédéric Faverjon, Christophe Heau, Christophe Donnet, Stéphane Benayoun, Stéphane Valette¸ “Evaluation of a variety of a-C:H coatings on PEEK for biomedical Implants”, Surface & Coatings Technology, 2017, 4

[14] Ivan Vladislavov Panayotov, Valerie Orti, Frederic Cuisiner, Jackques Yachouh¸”Polyetheretherketone (PEEK) for medical applications”, Clinical Applications of Biomaterials, 2016, 1-8

[15] Markus Kraft, PhD, MSc, David K. Koch, MBA, Michael Bushelow, MSc¸ “An investigation into PEEK-on-PEEK as a bearing surface candidate

for cervical total disc replacement”, The spine journal, 2012, 2

[16] Andreas Dominik Schwitalla, Tycho Zimmermann, Tobias Spintig, Ilona Kallage, Wolf-Dieter Müller, “Fatigue limits of different PEEK materials for

dental implants”, Journal of the Mechanical Behavior of Biomedical Materials, 2016, 9

[17] Abd Jabar Nazimi∗, Mazharul Md Yusoff, Rifqah Nordin, Syed Nabil, „Use of polyetheretherketone (PEEK) in orbital floor fracture reconstruction – A case for concern”, Journal of Oral and Maxillofacial Surgery, Medicine, and Pathology, 2015, 1-3

[18] Bernd Lethaus, Monique Bloebaum, David Koper, Mariel Poort-ter Laak, Peter Kessler, “Interval cranioplasty with patient-specific implants and autogenous bone grafts e Success and cost analysis”, Journal of Cranio-Maxillo-Facial Surgery, 2014, 1950

[19] Bernd Lethaus, Monique Bloebaum, David Koper, Mariel Poort-ter Laak, Peter Kessler, “Interval cranioplasty with patient-specific implants and autogenous bone grafts e Success and cost analysis”, Journal of Cranio-Maxillo-Facial Surgery, 2014, 1950

[20] D. Garcia-Gonzalez, J. Jayamohan, S.N. Sotiropoulos, S.-H. Yoon, J. Cook, C.R. Siviour, A. Arias, A. Jérusalem, “On the mechanical behaviour of PEEK and HA cranial implants under impact loading”, Journal of the Mechanical Behavior of Biomedical Materials, 2017, 2

[21] Scott Lovald Ph.D. and Steven M. Kurtz Ph.D., Applications of Polyetheretherketone in Trauma, Arthroscopy, and Cranial Defect Repair”, PEEK Biomaterials Handbook., 2016, 247

[22] Amirhossein Goharian, Mohamed R. Abdullah and Mohammed R.A. Kadir, “Trauma plating systems: Biomechanical, Material, Biological, and Clinical Aspects”, 2011. British Library Cataloguing-in-Publication Data, Library of Congress Cataloging-in-Publication Data, p.159-170

[23] Laurence McKeen, „The Effect of Sterilization Methods on Plastics and Elastomers (Fourth Edition)”, A volume in Plastics Design Library, 2018, 353–379

[24] Jason K. Potter, MD, DDS, Michael Malmquist, DDS, Edward Ellis III, DDS, MSc, “Biomaterials for Reconstruction of the Internal Orbit”, Oral Maxillofacial Surg Clin N Am 24 (2012) 609–627

[25] M. Muthukumar, S.F. Edwards, “Chain statistics ans scaling concepts”, 1989, 580

[26] S. K. Biswas, Kalyani Vijayan, “Friction and wear of PTFE”, Wear, 158 (1992) 193-207

[27] R. I. Beecroft and C. A. Swenson, “Behavior of Polytetrafluoroethylene (Teflon) under High Pressures”, Journal of Applied Physics”, (1959), 1793-1795

[28] Qihua Wang, Fei Zheng, Tingmei Wang, “Tribological properties of polymers PI, PTFE and PEEK at cryogenic temperature in vacuum”, Cryogenics, 2016, 19-21

[29] Xiaotao Zheng, Xiang Wen, Wei Wang, Jiuyang Gao, Wei Lin, Linwei Ma, Jiuyang Yu, “Creep-ratcheting behavior of PTFE gaskets under various Temperatures”, Polymer Testing, 2017, 229-231

[30] Edyta Wyszkowska, Magdalena Le_sniak, Lukasz Kurpaska, Rafal Prokopowicz,

Iwona Jozwik, Maciej Sitarz, Jacek Jagielski, “Functional properties of poly(tetrafluoroethylene) (PTFE) gasket working in nuclear reactor conditions”, Journal of Molecular Structure, 2018, 306-308

[31] Haiming Song, Hongwei Yu, Lijing Zhu, Lixin Xue, Dichao Wu, Hao Chen, “Durable hydrophilic surface modification for PTFE hollow fiber membranes”, Reactive and Functional Polymers, 2016, 2-5

[32] Shasha Feng, Zhaoxiang Zhong, Yong Wang, Weihong Xing, Enrico Drioli, “Progress and perspectives in PTFE membrane: Preparation, modification, and applications”, Journal of Membrane Science, 2017, 10-12

[33] John W. Polley, M.C., Steven L. Ringler, M.D, “The use of Teflon in orbital floor reconstruction following blunt facial trauma: a 20 year experience”, Grand Rapids Area Medical Education Center, 1985, 39-41

[34] LL Radulovic and ZW Wojcinski, “PTFE (Polytetrafluoroethylene; Teflon®)”, Drug Development Preclinical Services, 2014, 1133-1135

[35] Nancy K. Swarts, RN, “Vocal Cord Paralysis. Treatment with Teflon paste injections”, Aorn Journal, 1991, Vol. 53, 1-3

[36] David Kramish, M.D. And H. Mason Morfit, M.D., Denver, Colorado, “The Use of a Teflon Prosthesis to Bridge Complete Sleeve Defects in the Human Trachea”, Ameriran Journal of Surgery, Volume 106, November 1963, 704-707

[37] James Barrett Brown, M.D., Minot P. Fryer, M.D., David A. Ohlwiler, M.D., “Study and use of synthetic materials, such as silicones and Teflon, as subcutaneous prostheses”, Synthetic materials as subcutaneous prostheses, 1960, 264-268

[38] N. De Meurechy, M.Y. Mommaerts, „Alloplastic temporomandibular joint replacement systems: a systematic review of their history”, Oral & Maxillofacial Surgery, 2018, 1-3

[39] Min-Kyu Lee, Cheonil Park, Tae-Sik Jang, Hyoun-Ee Kim, Seol-Ha Jeong, “Enhanced Mechanical Stability of PTFE Coating on Nano-Roughened NiTi for Biomedical Applications”, Materials Letters, 2017, 1-4

[40] Constantine T. Frantzides, MD, PhD, Atul K. Madan, MD, Mark A. Carlson, MD, George P. Stavropoulos, MD, “ A prospective, randomized trial of laparoscopic polytetrafluoroethylene (PTFE) patch repair vs simple cruroplasty for large hiatal hernia”, Arch Surg, vol. 137, 649-651

[41] Lotfi Hacein-Bey, MD, Mark F. Conneely, MD, Tarek A. Hijaz, MD, John P. Leonetti, MD, “Radiologic appearance of chronic parapharyngeal Teflon granuloma”, American Journal of Otolaryngology–Head and Neck Medicine and Surgery 31 (2010) 392–394

[42] Carles Bosch, M.D., D.D.S., M.S., Birte Melsen D.D.S., D.r. Odont, Karim Vargervik, D.D.S, “Guided bone regeneration in calvarial bone defects using polytetrafluoroethylene membranes”, Cleft Palate-Craniofacial Journal, July 1995, 311-313

[43] Christer Dalin, D.D.S., Per Alberius, D.D.S., M.D. PhD, Anders Linde, M.Sc., D.D.S., Odont. Dr., “Osteopromotion for cranioplasty. An experimental study in rats using a membrane technique”, J Neurosurg, Vol. 74, 1991, 487-489

[44] Nikolaos Mardas, DDS Lambros Kostopoulos, DDS, MS, PhD Thorkild Karring, DDS, Dr Odont, “Bone and Suture Regeneration in Calvarial Defects by e-PTFE-Membranes and Demineralized Bone Matrix and the Impact on Calvarial Growth: An Experimental Study in the Rat”, The Journal of Craniofacial Surgery, Vol. 13, 2002, 453-458

[45] Antonis Vakis, Dimitris Koutentakis, Dimitris Karabetsos, George Kalostos, “Use of polytetrafluoroethylene dural substitute as adhesion preventive material during craniectomies”, Clinical Neurology and Neurosurgery 108 (2006) 798–802

[46] M. Vasconcelos, A. Afonso, R. Branco, J. Cavalheiro, “Guided bone regeneration using osteopatite granules and polytetrafluoroethylene membranes”, Journal Of Materials Science: Materials In Medicine 8 (1997) 815 – 818

CAP.III.

[1] Marcelo de Assumpção Pereira-da-Silva, Fabio A. Ferri, “Scanning Electron Microscopy”, Nanocharacterization Techniques, 2017, 6-7