Tato diplomová práce je zaměřená na přípravu polymer-fosfátových kostních cementů. Cílem je optimalizovat antibakteriální vlastnosti daného cementu přídavkem selenových nanočástic (SeNPs). V teoretické části práce je popsána charakteristika kosti, vlastnosti fosforečnanu vápenatého (TCP) a jeho polymorfů, použití kostního cementu a antibakteriálních nanočástic v medicíně. Experimentální část se věnuje přípravě vzorků, popisu metod a vyhodnocení vlivu SeNPs na vytvrzování kostního cementu, morfologii, krystalinitu, mechanické, reologické a antibakteriální vlastnosti. Výsledkem je zvýšení injektovatelnosti cementu a zrychlení jeho vytvrzování včetně pozitivního vlivu na mechanické vlastnosti. Antibakteriální vlastnosti vzorků byly testovány použitím diskové i diluční metody, což vedlo k pozitivnímu inhibičnímu účinku SeNP na grampozitivních bakteriích (G+), zejména Staphylococcus aureus a methicillin rezistentní Staphylococcus aureus. Kvantitativní uvolňování SeNP z modifikovaného kostního polymer-fosfátového cementu umožňuje jeho použití jako antibakteriální kostní výplně (například pro léčbu zánětu kostí).

V dnešní době se chirurgové zajímají o vliv viskozity kostních cementů na jejich penetraci do kosti při úplné kostní náhradě. Penetrace cementu závisí na jeho viskozitě, času vsunutí protézy, době tvrdnutí, atd. Viskozita je určena chemickým složením, teplotou a poměrem monomeru a prášku. V této práci bude porovnávána viskozita a penetrace vysoko- a nízko- viskózních cementů. Viskozita bude měřena dvěma modely. V prvním modelu je hrot s konstantní rychlostí vtlačován do cementu. V druhém modelu je cement vytlačován z kapiláry konst. rychlostí. Penetrace cementu po vstříknutí do kosti bude měřena pomocí rentgenu.

No description available.

No description available.

No description available.

Akrylbaserat bencement är den gyllene standarden vid ryggförstärkningsförfaranden. Modifiering av akrylbencement med linolsyra har resulterat i attraktiva egenskaper vilka möjliggör lättare hantering för kirurger och minskar efterföljande komplikationer såsom närliggande ryggradsfrakturer. Även om de attraktiva egenskaperna hos linolsyramodifierat bencement är kända är ännu förståelsen för hur linolsyra påverkar egenskaperna outforskade. Som en komponent i bencement måste linolsyra steriliseras innan den används i bencement. Det finns emellertid oro för att autoklavsterilisering av linolsyra orsakar nedbrytning. Dessutom är det oklart vad som händer med linolsyra i härdat bencement över tid. I detta examensarbete utvärderades steriliserad och osteriliserad linolsyra. Linolsyra blandades med olika komponenter som finns i bencementet såsom aktivator, initiator, monomer och inhibitor, i närvaro och frånvaro av lösningsmedel. De efterföljande förändringarna studerades genom 1H NMR och UV-VIS. Resultaten visade att linolsyra bryts ned av sterilisering och oxidation. Oxidationen av linolsyra berodde på sterilisering, temperatur, lösningsmedel och mängden syrexponering. Det bekräftades genom 1H NMR och UV-VIS att linolsyra reagerade (steriliserad och osteriliserad) med aktivatorn, initiatorn och monomeren. Dessa reaktioner kan minska tillgängligheten av komponenterna för in situ-polymerisation av monomeren, och därmed förändra bencementens egenskaper, vilket i sin tur bidrar till lättare hantering under förstärkningsförfarandet och reducerar intilliggande ryggradsfrakturer efter operation. / Acrylic bone cement is the gold standard in vertebral augmentation procedures. Modification of acrylic bone cement using linoleic acid has resulted in attractive properties that enable convenient handling by surgeons and reduce follow-up complications such as adjacent vertebral fractures. Even though the attractive properties of linoleic acid-modified bone cement are acknowledged, the understanding of how it imparts those properties remain unexplored. As a component in bone cement, linoleic acid needs to be sterilized before its use in bone cement. However, there are apprehensions whether autoclave sterilization of linoleic acid causes degradation. In addition, it is unclear what happens with linoleic acid in hardened bone cement over time.  In this thesis, sterilized and unsterilized linoleic acid were evaluated alone and treated with different components of the bone cement such as activator, initiator, monomer, and inhibitor, in the presence and absence of solvent, and the ensuing changes were monitored through 1H NMR and UV-VIS. The results showed that linoleic acid degraded due to sterilization and oxidation. The oxidation of linoleic acid depended on sterilization, temperature, solvent, and the amount of oxygen exposure. As confirmed through 1H NMR and UV-VIS, linoleic acid (sterilized and unsterilized) reacted with the activator, initiator, and monomer. These reactions could reduce the availability of the components for the in-situ polymerization of the monomer, thus altering the properties of the bone cement including convenient handling during the operation and reduced adjacent vertebral fractures post the operation.

No description available.

No description available.

Ce travail porte sur la recherche et le développement d'un matériau de substitution osseuse permettant une implantation par chirurgie mini invasive, limitant les infections post-opératoires et dont la résorbabilité serait adaptée à la cinétique de régénération osseuse. Nous nous sommes intéressés à un ciment à base de carbonate et de phosphate de calcium (CaCO3 – CaP) dont la réaction de prise conduit à la formation d'une apatite nanocristalline analogue au minéral osseux. Dans une première partie la cinétique de prise et le produit de réaction ont été caractérisés par différentes techniques, notamment la diffraction des RX et les spectroscopies FTIR et RMN du solide. Un sel d'argent – Ag3PO4 ou AgNO3, choisis pour leurs propriétés antibactériennes – a été ensuite introduit dans la formulation. Son effet sur la cinétique de la réaction chimique de prise a été mis en évidence par traitement des spectres FTIR et RMN et un mécanisme réactionnel original impliquant les ions argent et nitrate dans la formation de l'apatite a été proposé. L'ajout d'un polysaccharide, la carboxyméthylcellulose (CMC), dans la phase solide du ciment a montré une très nette amélioration de l'injectabilité de la pâte, avec la disparition du phénomène de séparation des phases qui limite généralement l'injectabilité des ciments minéraux. La résistance à la compression et le module élastique des ciments composites ont été par ailleurs augmentés, parallèlement à une diminution de leur porosité. Différentes études in vitro en présence de cellules ou de bactéries ont enfin été réalisées et ont mis en évidence respectivement la cytocompatibilité des différentes compositions de ciments étudiées et le caractère antibactérien de ces matériaux à partir d'une certaine concentration en argent. L'implantation in vivo de compositions choisies a présenté des résultats très prometteurs quant à la résorbabilité d'un ciment composite CaCO3 - CaP/CMC/Ag et à la néoformation osseuse. / The present work concerns research and development of a material for bone substitution, enabling implantation through a mini-invasive surgery, limiting post-operative infections and whose resorbability is adapted to bone regeneration kinetics. This study focused on a calcium carbonate and phosphate based cement, whose setting reaction leads to the formation of a nanocrystalline apatite, similar to bone mineral. First, the setting kinetics and the reaction products were characterised using different techniques, especially X-ray diffraction and FTIR and solid-state NMR spectroscopies. A silver salt – Ag3PO4 or AgNO3, chosen for their antibacterial properties – was then introduced in the formulation. Its effect on the setting reaction kinetics was revealed by data processing of FTIR and NMR spectra and an original reaction mechanism which involves silver and nitrates in the formation of apatite was proposed. The addition of a polysaccharide, carboxymethylcellulose (CMC), in the solid phase of the cement showed a clear improvement of the injectability of the paste, preventing the occurrence of filter-pressing phenomenon, often limiting the injectability of mineral cements. The resistance to compressive strength and elastic modulus of the composite cement were also improved together with a decrease in their porosity. Different in vitro studies were carried out in the presence of cells or bacteria and demonstrated the cytocompatibility of different cement compositions and their antibacterial properties starting at a certain silver concentration, respectively. In vivo implantation of selected compositions showed promising results concerning resorbability of a composite CaCO3 - CaP/CMC/Ag cement and the associated bone neoformation.

Hip resurfacing arthroplasty has changed the treatment of end stage arthritis without severe deformity for young, active adults. Presently, there are varying clinical approaches to implant design selection and cementation techniques. The purpose of this project is to determine what amount of reamer-femoral component offset allows for the best cement penetration into the femoral head. Rapid prototyped femoral component models were produced with reamer femoral component offsets of 0.0 mm, 0.5 mm, and 1.0 mm. After implantation onto models of reamed femoral heads made from high-density open-cell reticulated carbon foam, cement penetration was assessed from cross-sections of the foam-implant unit. Increased offset was found to decrease the extent of cement over penetration from the dome and chamfer. Increased offset also yielded optimal cement penetration as measured from the walls. Finally, increased offset was found to increase the height of cement mantle formation while maintaining complete seating of all implants.