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Abstract
Composite materials consist of two or even more different material components or phases,
which are combined with the aim to improve physical, mechanical and/or biological
properties. Such structurs are designed to fulfil very specific requirements with
respect to a selected device application making full use of their higher weight-specific
strength and/or stiffness. Furthermore, these materials offer an opportunity for constructing
radiolucent devices.
In medical technology, composite materials mainly consist of a polymer matrix and
fibres as a reinforcement phase. Composites similar to those known from technical
applications reveal a number of specific biological problems. This is due to the materials
and manufacturing processes available for the construction of such composites preventing
their unrestricted use in direct bone contact. Nevertheless, an application potential
for these materials in bone surgery exists and justifies further research and development
efforts.
Zusammenfassung
Verbundmaterialien bestehen aus zwei oder sogar mehreren, verschiedenen Materialkomponenten,
welche mit dem Ziel der Verbesserung physikalischer, mechanischer und/oder biologischer
Eigenschaften kombiniert werden. Derartige Strukturen werden konstruiert, um ganz
spezifische Anforderungen bezüglich ihrer Anwendung zu erfüllen, indem ihre grosse
gewichtsspezifischen Festigkeiten und/oder Steifigkeiten ausgenutzt werden. Im weiteren
ermöglichen diese Materialarten die Herstellung röntgendurchlässiger Komponenten.
In der Medizintechnik werden Verbundmaterialien hauptsächlich aus einer Matrix, bestehend
aus Kunststoffen und Fasern als Verstärkungskomponenten hergestellt. Komposite ähnlich
denjenigen, die aus technischen Anwendungen bekannt sind, beinhalten eine ganze Zahl
biologischer Probleme. Dies ist mit den zur Verfügung stehenden Materialien und Herstellverfahren
zur Konstruktion derartiger Komposite zu erklären, so dass eine uneingeschränkte Anwendung
in direktem Kontakt mit dem Knochen nicht zugelassen werden darf. Trotzdem besteht
in der Knochenchirurgie ein Anwendungspotential für Verbundmaterialien und rechtfertigt
weitere Forschungs- und Entwicklungsanstrengungen.
Résumé
Les matériaux composites sont formés de deux ou plusieurs composants ou phases différentes
dans une association dont le but est d'améliorer leurs propriétés physiques, mécaniques
et/ou biologiques. L'objectif de telles structures est de satisfaire les exigences
d'une application spécifique tout en bénéficiant au maximum de leur plus grande rigidité
pour un faible poids. Ces matériaux permettent également la possibilité de construire
des appareils radiotransparents.
Les matériaux composites utilisés en technologie médicale sont formés d'une matrice
polymérique renforcée par des fibres. Des composites similaires à celles utilisées
pour différentes applications techniques posent plusieurs problèmes biologiques spécifiques.
Aussi, les procédures de fabrication et les matériaux utilisés pour leur construction
interdisent l'utilisation sans restriction de ces composites lorsqu'elles sont en
contact direct avec l'os. Néanmoins, il existe des applications potentielles pour
ces matériaux en chirurgie orthopédique, justifiant la poursuite de la recherche et
développement.
Resumen
Los materiales compuestos están formados por dos o más componentes materiales o fases,
que se combinan con el fin de mejorar las propiedades físicas, mecánicas y/o biológicas.
Estas estructuras están diseñadas para satisfacer unos requisitos muy específicos
en relación a su aplicación en un dispositivo concreto en el que se haga pleno uso
de su mayor resistencia con respecto al peso y/o a su mayor rigidez. Además, estos
materiales ofrecen posibilidades de construcción de dispositivos radiotransparentes.
En la tecnología médica, los materiales compuestos están formados principalmente por
una matriz polimérica y por fibras como fase de refuerzo. Los compuestos similares
a los conocidos gracias a las aplicaciones técnicas presentan una serie de problemas
biológicos específicos. Esto se debe a los materiales y a los procesos de fabricación
disponibles para la construcción de dichos compuestos, que no permiten su uso sin
restricciones en contacto directo con el hueso. No obstante, existe un potencial de
aplicación de estos materiales en cirugía ósea que justifica la dedicación de más
esfuerzos de investigación y desarrollo.
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