Estudio del efecto de distintos tipos de nanocargas en el comportamiento mecánico y térmico de un cemento óseo / Study of the effect of different nanofillers on the thermal and mechanical behavior of a bone cement

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 bloque (Nanostrength®). Para evaluar el efecto sobre el cemento base, se utilizaron diferentes cantidades de carga, en un rango de entre 0,1 y 1% p/p (MWCNT) y entre 1 y 10% p/p (Nanostrength®). Se efectuaron ensayos 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 cemento 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 (AU)

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 achieved 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®, significant 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 thermal properties without a reduction of the mechanical properties. Nanostrength® does not seem to improve the thermal and mechanical behavior of the bone cement (AU)

Influencia de cefazolina y vancomicina en la resistencia al desgaste del cemento óseo / Impact of cefazolin and vancomycin on resistance to bone cement wear

Objetivo: Evaluar experimentalmente la influencia de la mezcla de dos antibióticos, vancomicina y cefazolina, sobre la resistencia al desgaste del cemento óseo (PMMA). Material y métodos: Se definieron seis grupos de estudio en función del antibiótico y su dosis, realizando tres muestras por grupo, que fueron sometidas a desgaste de su superficie utilizando un tribómetro, según el estándar ASTM G99-05. Se midieron los coeficientes de rozamiento y se cuantificó el desgaste volumétrico de cada una de ellas. Obtuvimos imágenes de microscopía electrónica de barrido de cada muestra para observar las existencia de modificaciones en la superficie de las muestras. Resultados: Todos los grupos presentaron datos de desgaste por debajo de los máximos admitidos para uso comercial. No se demostraron diferencias significativas en el coeficiente de fricción o en el desgaste volumétrico, salvo el grupo 4 (vancomicina 2,5% + cefazolina 2,5%), que presentó un mayor desgaste frente al grupo 3 (vancomicina 2,5%) (p<0,05). Vimos una tendencia de mayor desgaste y menor homogeneidad en los grupos con cefazolina en su composición. Conclusiones: Los cementos óseos actuales pueden soportar mezclas con altas dosis de antibióticos sin modificar sus propiedades mecánicas. Además de la cantidad de antibiótico, es determinante su elección, puesto que no todos los antibióticos afectan por igual a las propiedades del PMMA (AU)

Objective: To evaluate experimentally the impact of the mixture of two antibiotics, vancomycin, and cefazolin, on resistance to bone cement wear (PMMA). Material and Methods: Six study groups were defined according to antibiotic and dose, performing three samples per group, which were subjected to wearing of the surface using a tribometer according to the ASTM G99-05 standard. The friction coefficients were measured and volumetric wear of each of them was quantified. We obtained electron scanning microscope images of each sample to observe the presence of changes in the surface of the samples. Results: All groups had wear data below the maximum admitted for commercial use. No significant differences were shown in friction coefficient or volumetric wear, except in group 4 (2.5% vancomycin + 2.5% cefazolin), which showed greater wear versus group 3 (2.5% vancomycin) (p<0.05). We saw a tendency towards greater wear and lower homogeneity in groups with cefazolin in its composition. Conclusions: Current bone cements can withstand mixtures with high doses of antibiotics without altering their mechanical properties. In addition to the amount of antibiotic, the choice is decisive, as not all antibiotics equally affect the properties of PMMA (AU)