Θερμοφυσικές ιδιότητες πολυμερών γναθοπροσωπικής προσθετικής

Abstract

Maxillofacial prosthesis is used to replace missing facial parts which have been lost through disease, trauma or congenital deformities. Polymeric materials have been used over the past decades in maxillofacial prosthesis due to their highly performance and advanced properties. The aim of this study was to investigate the effects of aging and facial skin secretions on the desired properties of four maxillofacial prosthetics. Three different types of commercial medical grade polydimethyl siloxanes along with an experimental chlorinated polyethylene were selected. Materials subjected to physical solar aging and artificial weathering, and immersed in simulated skin secretions solutions (simulated acidic perspiration, alkaline perspiration, sebum). Mechanical properties, thermal transitions and colour changes were studied for all the aging and facial skin secretion simulated conditions. Mathematical models, with physical parameters, were used for each property in order to correlate the experimental data with irradiation and immersion time. The differences between the three aging and three simulated procedures were investigating through statistical analysis. Mechanical properties, thermal transitions and colour changes were significantly altered for all the examined materials, after aging and simulating procedures as well. Two of the types of polydimethyl siloxane became harder in contrast with the third one and chlorinated polyethylene samples that became softer. Overall colour changes were significant for all the examined materials after all the procedures. Among them Chlorinated Polyethylene samples presented the greatest alterations.

Η Γναθοπροσωπική Προσθετική είναι η επιστήμη η οποία αντικαθιστά με προσθέσεις ανθρώπινους ιστούς που έχουν αφαιρεθεί από διάφορα σημεία του προσώπου λόγω ασθενειών, τραυματισμού ή εκ γενετής δυσμορφιών. Ένας από τους σημαντικότερους λόγους αντικατάστασης των υλικών που χρησιμοποιούνται ως εξωτερικά πρόσθετα προσώπου είναι η υποβάθμιση που υπόκεινται λόγω της έκθεσης τους στην ηλιακή ακτινοβολία και τις εκκρίσεις του προσώπου. Σκοπός της παρούσας διατριβής ήταν η μελέτη της επίδρασης της γήρανσης και των εκκρίσεων του προσώπου στις θερμοφυσικές ιδιότητες πολυμερών που χρησιμοποιούνται ως εξωτερικά πρόσθετα προσώπου. Μελετήθηκαν τρεις εμπορικά διαθέσιμες σιλικόνες καθώς και ένα εργαστηριακό χλωριούχο πολυαιθυλένιο. Για την γήρανση των υλικών επιλέχθηκαν δύο μέθοδοι, η φυσική γήρανση και η τεχνητή. Η προσομοίωση των εκκρίσεων του προσώπου πραγματοποιήθηκε για διάστημα έξι μηνών και τα δείγματα λαμβάνονταν σε τακτά χρονικά διαστήματα προκειμένου να μελετηθούν οι ιδιότητές τους. Η πειραματική διαδικασία περιελάμβανε την προσομοίωση όξινου και αλκαλικού ιδρώτα καθώς και σμήγματος. Οι μηχανικές ιδιότητες, οι θερμικές μεταπτώσεις και το χρώμα μελετήθηκαν καθ’ όλη τη διάρκεια των πειραμάτων γήρανσης, για όλες τις μεθόδους γήρανσης καθώς και κατά την διάρκεια των πειραμάτων προσομοίωσης των εκκρίσεων του προσώπου. Αναπτύχθηκαν και εφαρμόσθηκαν μαθηματικά πρότυπα πρόβλεψης όλων των παραπάνω ιδιοτήτων για όλα τα υλικά, τις μεθόδους γήρανσης και προσομοίωσης συναρτήσει του χρόνου ακτινοβόλησης και καταβύθισης, αντίστοιχα. Επίσης έγινε σύγκριση των διαφορετικών μεθόδων γήρανσης και των διαφορετικών διαλυμάτων προσομοίωσης των εκκρίσεων του προσώπου. Οι μηχανικές ιδιότητες, οι θερμικές μεταπτώσεις καθώς και το χρώμα των τεσσάρων υλικών που μελετήθηκαν μεταβλήθηκαν σημαντικά τόσο μετά τις διαφορετικές γηράνσεις όσο και μετά τις εμβαπτίσεις στα διαφορετικά διαλύματα προσομοίωσης των εκκρίσεων του προσώπου. Δύο από τις τρεις σιλικόνες που μελετήθηκαν εμφανίζονται μετά τις διεργασίες αποικοδόμησης συνήθως πιο σκληρές και εύθραυστες, ενώ η τρίτη σιλικόνη και το χλωριούχο πολυαιθυλένιο έγιναν πιο μαλακά και όλκιμα. Μετά τη σύγκριση και συνολική αξιολόγηση των υλικών, μία από τις σιλικόνες παρουσίασε τη μεγαλύτερη σταθερότητα ενώ το χλωριούχο πολυαιθυλένιο ήταν το πιο ασταθές.