Николаев Г.А., Лощилов В.И. - Ультразвуковая технология в хирургии (1040534), страница 19
Текст из файла (страница 19)
При полимеризации этил.в-цианакрилата вязкость его с течением времени увеличивается по экспоненциальному закону. Как следствие из вышеприведенной формулы при 21- оо Н вЂ” О, т. е. процесс проникновения заканчивается. Так как вязкость является функцией времени полимеризации, а глубина проникновения — функцией вязкости, то можно считать, что глубина проникновения, или толщина капсулирующей оболочки, является функцией полимеризации присадочного материала.
Проведенные экспериментальные исследования по определению глубины проникновения присадочного материала в капсулирующие оболочки показали хорошую сходимость теоретических и экспериментальных результатов 1971. Отработка технологии ультразвуковой наплавки костного конгломерата с использованием капсулированных наполнптелей производилась на образцах в виде брусков размером 5Х10;ус',100 мм„полученных во фторопластовых формах.
Озвучивание производилось от ультразвуковой лабораторной установки типа Л-2 197). За критерий пригодности наплавленвого костного конгломерата была взята статическая прочность на изгиб н водостойкость. Из технологических параметров наиболее важным является определение точного соотношения присадочиого материала и наполнителя, так как от этих величин во многом зависят физико-механические свойства наплавленного костного конгломерата.
Из проведенных экспериментальных исследований видно (рис. 42), что наибольшая прочность 370 †3 кгс/сма достигается на композициях 2 и 3 при введении 60то присадочного материала, а на композиции 1 при введении 559о присадочного материала — наибольшая прочность 240 кгс~сма. Умеиынение количества присадочного материала от оптимального соотношения приводит к довольно резкой потере прочности вследствие неравномерной пропитки прнсадочным материалом наполнителя.
В то же время увеличение процентного соотношения присадочного материала по отношению к паполнителю 112 О тг, ягс,см г оп о /-- и', . ~~жаадаго ~ ~,г ма~о:-алият~ 1 гл' гоо го зо «о уо во хо во оо к,х Рис. 42. Влияние количества присалочного натервала на прочность костного конгломерата: 1 — костная стружна н ПЭЦЛ: 2 — наставя стружка в аекстране; а — яост- на» стружка в ПВЛ: 4'— нстолная костная стружка. выше оптимального значения также влечет к уменьшению прочности, что можно объяснить недостаточным количеством наполнителя„необходимого для обеспечения прочности. Свойства и качества наплавленного костного конгло::с мерата в значительной степени зависят от воздействия "л, ультразвуковых колебаний, так как благодаря им в наплавочной ванне развивается сложный комплекс физико-'химических процессов.
Поэтому исследование основных акустических параметров ультразвуковых колебаний (частота ультразвуковых колебаний, амплитуда '":,;':,;,''колебаний инструментов волноводов) является основным вопросом при отработке технологии ультразвуковой наплавки костной ткани. Определение оптимальных значений параметров ультразвукового воздействия уточнялось путем последо- ! нательного умсныпения или увеличения каждого из них. Варьировалось только одно какое-либо значение, в то время как остальные параметры оставались неизменный Закан № ял 113 биаа, вас/см оо 550 5ОО гоо 150 гоо о го ао ао во еоо ~го я, мкм рис. 43 Влияние амплитуды колебаний волновода-ииструмента яа прочяасть капсулированного конгломерата, Объяснения те же, что и на рис.
44. ми. При изменении амплитуды колебаний инструментов волноводов время воздействия ультразвуковых колебаний ввиду зависимости от этого параметра было переменным. Пределы изменения параметров определялись значениями, при которых выявлялся максимум прочности образца наплавляемого конгломерата. Для выявления влияния величины ультразвуковых колебаний инструментов волноводов на физико-механические свонства наплавленного костного конгломератабыла изготовления партия образцов, которые озвучивались на амплитудах 40 — (20 мкм. Как показала обработка экспериментальных данных (рис.
43), наиболыпая прочность достигается на композиции 2 при амплитуде колебаний инструмента волновода 50 мкм, а для композиций 3 и 1 величина амплитуды инструмента волновода не должна превышать 55 — 60 мкм, так как повышение этой величины ультразвукового воздействия выше оптимального значения вызывает увеличение деструктивных процессов как присадочного материала, так и органической составляющей кости. Уменьшение ампли- 114 туды колебаний инструмента волновода от оптимальной , величины приводит к почти линейному падению прочности костного конгломерата, что можно объяснить педо.у, статочно полным протеканием физико-механических процессов, при этом время ультразвуковой наплавки костного конгломерата резко увеличивается.
Исследование влияния частоты ультразвуковых коле., '' баний на прочностные свойства наплавленного костного '. конгломерата производилось в диапазоне частот 20— 60 кГц. В результате проведенных нами исследований было установлено, что частота ультразвуковых колебаний в .исследованном диапазоне практически не влияет на ме„ ' ханическую прочность наплавленного костного конгломерата. Поэтому, исходя из конструктивных соображений, нами была выбрана частота ультразвуковых колебаний, равная 26,5 кГц. В процессе обработки технолоп1н ультразвуковой наплавки капсулированного костного конгломерата большое внимание было уделено исследонанию процессов распределения температур по поперечному сечению образца, поскольку температура, развивающаяся в процессе ультразвуковой наплавкн„ во многом определяет приемлемость этого метода в клинической практике. Для замера температур нами были использованы хромель-копелевые термопарыдиаметром 0,1 ьлм,предварительно оттарированные.
Регистрация температуры осуществлялась на светолучевом осциллографе Н-700. Схемы замера температуры, представленные на рис. 4, свидетельствуют о том, что температурные поля нами исследовались как в месте контакта волновода инстру- мента, так и в глубинных слоях наплавляемого конгло мерата. Как видно из приведенных данных (рис. 44), температура в напланляемом конгломерате равномерно развивается как в горизонтальном, так и в вертикальном направлении. Наибольшая температура 65 — 70'С развивается в поверхностных слоях вследствие специфического действия ультразвука и начала полимеризации. В глубинных слоях разогрев наплавляемого костного .капсулироваиного конгломерата происходит более плавно.
Это способствует более плавному протеканию фи, зико-механических процессов, а значит, и получению 'конгломерата с уменьшенныьа количеством перенапряженных участков. 115 то лиег, «габене гоо еоа ео уоо гоо го ло ео во гоо гго я, 'ч'.г Пб Рис, 44. Влияние амплитуды колебаний волиовода-ииструмеита иа распределение температуры по сечению иаплавлеииого конгломерата (костная стружка в оболочке декстраиа). Учитывая, что наплавленный костный конгломерат сразу непосредственно после окончания процесса ультразвукового воздействия находится под влиянием жидкой биологической среды организма, исследование поведения наплавленного капсулированного конгломерата в имитирующей среде позволяет оценить изменение его физико-механических свойств.
Поэтому в качестве одного из главных критериев пригодности конгломерата для замещения дефектов выбрана водостойкость, т. е. способность наплавленного конгломерата противостоять разрушающему действию водной среды. Испытуемые образцы наплавлялись в разборных формах (для каждого вида капсулированной стружки) иа оптимальных режимах ультразвукового воздействия: амплитуда колебаний инструмента волновода 50— 60 мкм, контактное давление 0,5 кг, частота колебаний 26,5 кГц, продолжительность ультразвукового воздействия 40 — 65 с в зависимости от вида наполнителя. Для сравнения в качестве контрольных испытывались образцы из обычной костной стружки. Полученные образцы помещались в эксикатор, заполяенный водой, и после выдержки при температуре 36еС в течение определенного времени подвергались нс- е гг и га гч гл арене дыделяски д боде, суг Рис, 45.
Влияиие водной среды иа прочиость иаплавлеяиого коигломерата. Объяснения те же, что и к рис. 44. пытаниям на прочность при изгибе и с целью определе,*~э:::; ния удельной ударной вязкости. Определялась прочность образцов, выдержанных в воде 1, 3, 7, 14, 21, 28 сут, на изгиб на разрывной машине БЕР, и эти показания сравнивались с прочностью «сухих» образцов и образцов из обычного, некапсулированного, костного конгломерата Образцы из простого костного конгломерата сохраняют до 18с4 первоначальной прочности после пребывания в водной средедо 12 сут. Капсулированный костный конгломерат теряет свою прочность вследствие 'диффузии воды вглубь образца, которая приводит к гидролизу присадочного материала.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
