Abstract
Interfacial properties and microfailure degradation mechanisms of the bioabsorbable composites fur implant materials were investigated using micromechanical technique and nondestructive acoustic emission (AE). As hydrolysis time increased, the tensile strength, the modulus and the elongation of poly(ester-amide) (PEA) and bioactive glass fibers decreased, whereas these of chitosan fiber almost did not change. Interfacial shear strength (IFSS) between bioactive glass fiber and poly-L-lactide (PLLA) was much higher than PEA or chitosan fiber/PLLA systems using dual matrix composite (DMC) specimen. The decreasing rate of IFSS was the fastest in bioactive glass fiber/PLLA composites whereas that of chitosan fiber/PLLA composites was the slowest. AE amplitude and AE energy of PEA fiber decreased gradually, and their distributions became narrower than those in the initial state with hydrolysis time. In case of bioactive glass fiber, AE amplitude and AE energy in tensile failure were much higher than in compression. In addition, AE parameters at the initial state were much higher than those after degradation under both tensile and compressive tests. In this work, interfacial properties and microfailure degradation mechanisms can be important factors to control bioabsorbable composite performance.
Implant용 bioabsorbable 복합재료의 계면물성과 미세파괴분해 메카니즘을 micromechanical 시험법과 음향방출을 이용하여 평가하였다. Poly(ester-amide)와 bioactive 유리섬유의 인장 강도와 탄성률 그리고 연신율은 분해시간에 따라 점차적으로 감소하는 경향을 보인 반면, chitosan 섬유는 분해시간 내에서 거의 변화가 없었다. Dual matrix composite 시험법을 이용하여 측정된 bioactive 유리섬유와 poly(L-lactide) 사이의 계면전단강도는 chitosan이나 poly(ester-amide) 섬유의 경우 보다 큰 값을 보였다. 그리고 계면전단강도 감소는 bioactive 유리섬유 강화 poly(L-lactide) 복합재료에서 가장 빨랐으며, chitosan 섬유의 경우가 상대적으로 가장 느린 경향을 보였다. Poly(ester-amide) 섬유의 분해시간에 따른 음향방출 진폭과 에너지는 점차로 감소하였고, 음향방출 진폭의 분포 역시 점차 좁아짐을 보여주었다. Bioactive 유리섬유에서 인장파단에 의한 음향방출 진폭과 에너지는 압축파단의 경우 보다 크게 나타났으며, 또한, 인장 및 압축시험 모두에서 초기상태가 분해 후 보다 더 큰 값을 보였다. 본 연구에서 평가한 계면물성과 미세파괴분해 메카니즘은 생흡수성 복합재료의 성능을 조절할 수 있는 중요한 요소가 될 것이다.
