Разработка и исследования эпоксиполиуретановых композиционных материалов с поли-3-гидроксибутиратом для стоматологии

Abstract

Получен ряд эпоксиполиуретановых композиционных материалов с различным содержанием поли-3-гидроксибутирата (ПГБ). Количество ПГБ в композициях составляло от 0,1 до 3,0% по массе. Было установлено, что прочность на разрыв композиционных материалов изменяется нелинейно и зависит от концентрации ПГБ. Эпоксиполиуретановая композиция, содержащая 0,1% по массе ПГБ имеет максимальное значение прочности на разрыв 23,0 МПа. Введение ПГБ в состав композиции приводит к увеличению относительного удлинения на 10 30 %. По данным ИК спектроскопии, введение ПГБ в состав эпоксиполиуретана (ЭПУ) приводит к изменениям в структуре полимера за счет образования межмолекулярных водородных связей между гидроксильными, аминными группами ЭПУ матрицы и сложными эфирными группами ПГБ. Исследуемые эпоксиполиуретановые композиционные материалы с ПГБ биосовместимы и могут быть рекомендованы для создания биологически активных костных имплантатов для стоматологии.

Отримано ряд епоксиполiуретанових композицiйних матерiалiв з рiзним вмiстом полi-3-гiдроксибутирату (ПГБ). Кiлькiсть ПГБ в композицiї становила вiд 0,1 до 3,0% за масою. Було встановлено, що мiцнiсть на розрив композицiйних матерiалiв змiнюється нелiнiйно та залежить вiд концентрацiї ПГБ. Епоксиполiуретанова композицiя, що мiстить 0,1% за масою ПГБ має максимальне значення мiцностi на розрив 23,0 МПа. Введення ПГБ до складу композицiї приводить до збiльшення вiдносного подовження на 10–30%. За даними IЧ спектроскопiї, введення ПГБ до складу епоксиполiуретану (ЕПУ) приводить до змiн у структурi полiмеру за рахунок утворення мiжмолекулярних водневих зв’язкiв мiж гiдроксильними, амiнними групами ЕПУ матрицi та естерними групами ПГБ. Дослiджуванi епоксиполiуретановi композицiйнi матерiали з ПГБ бiосумiснi i можуть бути рекомендованi для створення нових бiологiчно активних кiсткових iмплантатiв для стоматологiї.

A row of epoxypolyurethane (EPU) composites with various contents of poly-3-hydroxybutyrate (PGB) is obtained. The quantity of PGB in compositions was from 0.1 to 3.0% (mass). It is established that the tensile strength of composite materials changes not linearly and depends on the concentration of PGB. The EPU composition containing 0.1% (mass) of PGB has a maximum tensile strength of 23.0 MPa. The introduction of PGB to the composition leads to an increase in the relative elongation by 10–30%. According to IR-spectroscopy, the PGB introduction to the structure of EPU leads to changes in the polymer structure due to the formation of intermolecular hydrogen bonds between hydroxyl and amine groups of the EPU matrix and the ester groups of PGB. The investigated epoxypolyurethane composites with PGB are biocompatible and have to be recommended for the creation of new biologically active bone implants for stomatology.