Surface and Chemical Properties of Surface-modified PE Powder and Mechanical and Thermal Properties of PMMA Bone Cement Containing PE Powder -VIII. Effect of the Molecular Weight of Polyethylene on Surface Modification

표면개질된 PE분말의 표면·화학적특성 및 이를 함유하는 PMMA 뼈시멘트의 열적·기계적특성 -VIII. PE분말의 분자량에 따른 표면개질효과

To improve the poor mechanical and thermal properties of conventional PMMA bone cement, we impregnated three types of polyethylenes (PE) (200, 3,800, and 8,000 kg/mol). MMA/xylene solution was used to modify the surfaces of PEs and new composite PMMA bone cements were manufactured by impregnating 3 wt% of the surface-modified PEs into conventional PMMA bone cement. As molecuar weigth of PE increased, tensile strengths of the manufactured composite PMMA bone cements were improved. Also, we confirmed that the curing temperatures of the composite PMMA bone cements decreased from near $100^{\circ}C$ to $40^{\circ}C{\sim}80^{\circ}C$.

본 연구에서는, PMMA 뼈시멘트의 약한 기계적, 열적 특성을 향상시키기 위해서, 분자량이 상이한 3종류의 폴리에틸렌(PE, 200, 3,800 및 8,000 kg/mol) 분말을 뼈 시멘트에 첨가하였다. PE 분말의 표면 불활성으로 인한 다른 생체 재료와의 약한 결합력으로 인해 MMA/자일렌의 혼합 용액으로 표면 개질시켰다. 3 wt%의 표면 개질한 3 종류의 PE 분말을 각각 기존의 PMMA 뼈 시멘트에 첨가하여 새로운 뼈 시멘트를 제조하였다. 복합 PMMA 뼈 시멘트의 인장 강도를 측정한 결과, PE의 분자량이 증가할수록, 인장강도가 증가하는 경향성을 살펴볼 수 있었다. 또한, 제조한 복합 PMMA 뼈 시멘트의 경화온도가 $100^{\circ}C$ 이상의 고온에서 $40^{\circ}C{\sim}80^{\circ}C$까지 확연히 감소함을 확인할 수 있어 본 방법에 의한 PE 복합 뼈시멘트의 응용가능성을 확인하였다.