Polymere: Werkstoffverhalten und Eigenschaften gebräuchlicher künsticher Polymere

Question 1

Was versteht man unter UHMW-PE? Wo wird es verwendet?

Question 2

Nennen Sie vier Eigenschaften bzgl. derer sich UHMW-PE maßgeblich von LDPE
unterscheidet!

Question 3

Besteht bei UHMW-PE ein Problem hinsichtlich Abrasion bei Anwendung in Knie- und
Hüftimplantaten?

Question 4

Wie wird UHMW-PE verarbeitet und sterilisiert?

Question 5

Warum ist eine Gamma-Sterilisation bei UHMWPE u.U. problematisch und wie kann
dem entgegengewirkt werden (alternative Sterilisation)? Warum ist die Tiefenwirkung hierbei
zu beachten?

Question 6

Nennen Sie vier Eigenschaften von PVC die in der Medizin von Bedeutung sind!

Question 7

Ist Weich-PVC für Langzeitimplantate geeignet? Begründung!

Question 8

Wie verhält sich die Wasseraufnahme von Weich-PVC im Vergleich zu PA (höher oder
niedriger)?

Question 9

Wie verhält sich die Festigkeit, Steifigkeit und Härte von Hart-PVC im Vergleich zu PE
(höher oder niedriger)?

Question 10

Wie können Weichmacher die Biokompatibilität, Sterilisierbarkeit und Reißdehnung von
PVC beeinflussen?

Question 11

Vergleichen Sie die Wasseraufnahme von UHMW-PE, Weich-PVC, Polyamid,
Polycarbonat, Polymethylmethacylat, Polysulfon, PEEK und Polytetrafluorethylen. Welche
Bedeutung kann die Wasseraufnahme für das Medizinprodukt haben? (Erläutern Sie dies an
den zwei Extrembeispielen und deren Anwendungen

Question 12

Nennen Sie Anwendungsbeispiele für Polycarbonat und Eigenschaften die ursächlich
hierfür sind!

Question 13

Welche Eigenschaft von PA muss bei der Sterilisation besonders beachtet werden?
Welche Sterilisationsverfahren kommen zum Einsatz?

Question 14

Durch welche Maßnahme kann die Zugfestigkeit von aliphatischen Polyamid mehr als
verdoppelt und die Steifigkeit fast verfünffacht werden?

Question 15

Nennen Sie Einsatzgebiete von Polyamiden sowie Kontraindikationen!

Question 16

Nennen Sie mindestens zwei grundlegende Eigenschaften von PTFE die dieses
Material für Gefäßprothesen besonders geeignet machen

Question 17

Warum wird PTFE trotz guter Gleit- und Verschleißeigenschaften nicht als
Gelenkpaarung eingesetzt?

Question 18

Welche Sterilisationsverfahren können für PTFE angewendet werden?

Question 19

Wie ist die chemische Beständigkeit von PTFE einzuordnen?

Question 20

Beantworten Sie die folgenden Fragen zu PTFE:
a) Welche Polymeranordnung liegt vor?
b) Nennen Sie zwei Sterilisationsverfahren die für PTFE angewendet werden
können.
c) Wie ist die chemische Beständigkeit von PTFE einzuordnen?
d) Warum ist PTFE als Reibpartner für den Hüftgelenkersatz nicht einsetzbar?

Question 21

Welche Hauptanwendungen von PMMA kennen Sie? Welche Eigenschaft(en) sind hier
wichtig?

Question 22

Was ist hinsichtlich der Desinfektion und der Sterilisation von PMMA zu beachten?

Question 23

Erläutern Sie mindestens zwei Aspekte warum die intraoperative Verarbeitung in
Verbindung u.a. mit zementierten Endoprothesen (zwar absolut etabliert, jedoch) durchaus
problematisch ist!

Question 24

Knochenzement
a) Nennen Sie das Polymer, welches den Hauptbestandteil von Knochenzement für die
Endoprothetik ausmacht!
b) Erläutern Sie warum die Temperaturentwicklung beim Einsatz von Knochenzement ein
Problem darstellt. Mit welchen zwei Maßnahmen bei der Zusammensetzung des
Gemisches und bei der chirurgischen Anwendung wird diesem Problem begegnet?
c) Welches Problem besteht bei unvollständiger Polymerisation?

Question 25

Welche Problematik kann sich aus dem im Knochenzement beigefügten üblichen Kontrastmittel (Material?) an der Oberfläche von Titanimplantaten ergeben?

Question 26

Nennen Sie Hauptanwendungsgebiete für medizinisch eingesetzte Polyurethane! Welche mechanische Eigenschaft ermöglicht die Einsätze?

Question 27

Wie kann die Eignung für Anwendungen im Blutfluss/ -kontakt verbessert werden (bei Polymerisation und im Rahmen der weiteren Verarbeitung)?

Question 28

Welche Eigenschaft macht PP (Hinweis: aus logistischen Gründen) für Massenartikel besonders interessant (neben seinen mechanischen Eigenschaften). Was ist jedoch hinsichtlich der Strahlensterilisation (als Massensterilisationsverfahren) zu beachten ?

Question 29

POM wird aufgrund seiner guten mechanischen und tribologischen Eigenschaften und seiner guten Verarbeit- bzw. Zerspanbarkeit für Präzisionsbauteile eingesetzt. Was ist (im Vergleich z.B. zu PEEK) hinsichtlich seiner Sterilisierbarkeit zu beachten ?

Question 30

ABS wird aufgrund seiner guten mechanischen Eigenschaften (gute Dimensionsstabilität, Steifigkeit und Schlagzähigkeit) und seiner guten Verarbeitbarkeit für Beuteilkomponenten, Gehäuse und eingesetzt. hinsichtlich seiner Sterilisierbarkeit zu beachten ? Nennen Sie zwei Sterilisationsverfahren mit denen ABS sterilisert werden kann und eines mit dem es NICHT sterilisiert werden sollte!

Question 31

ABS kann durch Zugabe von Methylmethacrylat glasklar werden und ist aufgrund seiner Schlagzähigkeit als Gehäusematerial geeignet (MABS)! Für welches Sterilisationsverfahren ist MABS ungeeignet ? Welches transparente und mindestens ebenso schlagzähe Polymer schlagen Sie vor, wenn dieses Sterilisationsverfahren eingesetzt werden soll?

Question 32

Warum ist Polysulfon für Dampfsterilisationsbehälter gut geeignet? *Was ist in diesem Zusammenhang für den US-amerikanischen Markt zu beachten?

Question 33

Nennen Sie mindestens drei Anwendungsgebiete von Polysiloxanen und erläutern Sie spezifische Eigenschaften!

Question 34

Nennen Sie mindestens vier dampfsteriliserbare Kunststoffe! Welcher davon ist als Langzeitimplantatwerkstoff geeignet?

Question 35

Erläutern Sie anhand von vier bis sechs wesentlichen Eigenschaften warum PEEK als Werkstoff auch in der Medizin besonders geeignet ist! Vergleichen Sie u.a. Zugfestigkeit, E-Modul, Hydrolyseneigung, Einsatztemperaturen, Biokompatibilität, elektrische Eigenschaften, Notwendigkeit von Weichmachern für die Verarbeitung, Gleiteigenschaften, Verschleißeigenschaften, chemische Beständigkeit, … etc. indem Sie – sofern möglich - jeweils ein anderes Polymer mit besseren Kennwerten benennen!

Question 36

Verdeutlichen Sie sich anhand des in der Vorlesung gezeigten Anwendungsbeispiels „Infusionsset“ welche Ihnen nun aus der Vorlesung bekannten Kunststoffe für die unterschiedlichen Komponenten und Anforderungen geeignet sind (bzw. als Alternativen ggf. auch geeignet wären) und begründen Sie Ihre Aussagen anhand der Eigenschaften (thermisch, mechanisch, chem. Beständigkeit, Verarbeitung, Sterilisation,…) ! Diskutieren Sie ähnliche Beispiele von Medizinprodukten entsprechend !

Question 37

Kann ein Bauteil aus biokompatiblem Werkstoff als biokompatibel gelten? (Tipp: ist nur der Werkstoff für die Biokompatibilität wichtig?)