Estudio del efecto de distintos tipos de nanocargas en el comportamiento mecánico y térmico de un cemento óseo

• Autores: E. Paz Jiménez, Juana Abenojar Buendía, María del Mar Cledera Castro, Yolanda Ballesteros Iglesias, Francisco Forriol Campos, Juan Carlos del Real Romero
• Localización: Trauma, ISSN 1888-6116, Vol. 24, Nº 3, 2013, págs. 175-181
• Idioma: español
• Títulos paralelos:
  • Study of the effect of different nanofillers on the thermal and mechanical behavior of a bone cement
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    Objetivo:

    Estudiar el efecto de la adición de diferentes nanocargas en la resistencia mecánica y en el proceso de curado de un cemento óseo.

    Material y método:

    Se preparó un cemento óseo de formulación similar a los cementos comerciales, al que se añadieron nanotubos de carbono (MWCNT), un modificador de la tenacidad basado en copolímeros en blo- que (Nanostrength®). Para evaluar el efecto sobre el cemento base, se utilizaron diferentes cantidades de car- ga, en un rango de entre 0,1 y 1% p/p (MWCNT) y entre 1 y 10% p/p (Nanostrength®). Se efectuaron ensa- yos de flexión, compresión y fractura para determinar las propiedades mecánicas y las propiedades térmicas.

    Resultados:

    Encontramos una disminución en la temperatura máxima alcanzada durante el curado del cemento con la adición de los MWCNT, sin verse afectadas sus propiedades mecánicas. En el caso del Nanostrength®, los resultados obtenidos no presentaron mejoras significativas en sus propiedades mecánicas, fundamentalmente la tenacidad, pero si un ligero aumento en su temperatura de curado y una disminución en el tiempo de fijación.

    Conclusión:

    La adición de diferentes porcentajes de nanotubos de carbono a la formulación base de un ce- mento óseo mejora sus propiedades térmicas sin reducir las propiedades mecánicas. El Nanostrength®, por el contrario, no mejoró el comportamiento térmico ni mecánico del cemento óseo

  • English

    Objective:

    To study the effect of the addition of different nanofillers on the mechanical properties and in the curing process of the bone cement.

    Methods:

    A bone cement of similar formulation to commercial cements was prepared in the laboratory. Two nanofillers were used: carbon nanotubes (MWCNT) and a toughness modifier based on block copolymers (Nanostrength®). To evaluate the effect on the cement, weigth loadings ranging from 0,1 to 1 wt% (MWCNT) from 1 to 10 wt% (Nanostrength®) were used. Bending, compressive and fracture test were achie- ved to determine their mechanical properties. In addition, thermal properties were studied.

    Results:

    The results show a significant decrease in the maximum curing temperature of the cement with the addition of MWCNT, without being affected its mechanical properties. In the case of Nanostrength®, signifi- cant improvements were not found in their mechanical properties, mainly tenacity, but a slight increase in temperature and a decrease of curing time of fixation were observed.

    Conclusions:

    The addition of carbon nanotubes to the basic formulation of a bone cement enhances the ther- mal properties without a reduction of the mechanical properties. Nanostrength® does not seem to improve the thermal and mechanical behavior of the bone cement.