Preparation and characterization of porous, bioactive composites

No Thumbnail Available
Journal Title
Journal ISSN
Volume Title
Helsinki University of Technology | Diplomityö
Checking the digitized thesis and permission for publishing
Instructions for the author
Date
2005
Major/Subject
Polymeeriteknologia
Mcode
Kem-100
Degree programme
Language
fi
Pages
ix + 112 s. + liitt.
Series
Abstract
Työn tarkoituksena oli tutkia kudosteknologiaan soveltuvien huokoisten polymeerien ja komposiittien valmistusmenetelmiä. Työn kirjallisessa osassa selvitettiin, millä eri tavoilla huokoisia rakenteita voidaan saada aikaan ja millä menetelmillä muodostuneet rakenteet voidaan karakterisoida. Lisäksi käytiin läpi bioaktiivisuuden perusteita ja matriisipolymeerin modifiointimahdollisuuksia. Työn kokeellinen osa koostui matriisipolymeerien polymeroinnista, huokoisten polymeerien ja komposiittien valmistuksesta sekä huokosrakenteen karakterisoinnista. Työssä käytettiin matriisipolymeereinä polykaprolaktonia (PCL) ja kaprolaktonin ja D,L-laktidin kopolymeeriä (P(CL/DLLA)). Huokoisia rakenteita valmistettiin partikkeliuuton, jatkuvan komponentin uuton sekä naiden menetelmien yhdistelmän avulla. Partikkeliuutossa kokeiltiin kalsiumkloridin (CaCl2) soveltuvuutta huokoistuksen muodostajaksi eli porogeeniksi. Jatkuvan komponentin uutossa huokoisuuden muodostavana faasina oli polyetyleeniglykoli (PEG), jota on käytetty porogeeninä laboratoriossamme jo aiemmin. Partikkelihuokoistuksen ja jatkuvan komponentin uuton yhdistelmää kokeiltiin, koska jatkuvan komponentin ajateltiin parantavan huokosrakenteen jatkuvuutta. Näissä kokeissa käytettiin porogeeneinä NaCl-partikkeleita ja PEG:a. Huokoisia komposiitteja valmistettiin seostamalla bioaktiivista lasia (BAG) matriisipolymeeriin. Huokoiset rakenteet analysoitiin pyyhkäisyelektronimikroskopian (SEM) ja mikrotomografian (µCT) avulla. Kudosteknologian kannalta parhaat huokosrakenteet saatiin käyttäen porogeeninä kalsiumkloridin heksahydraattia (CaCl2 6H2O) ja matriisipolymeerinä matalamoolimassaista P(CL/DLLA):a. Matriisipolymeeri seostettiin ensin suolan kanssa ja sen jälkeen kovetettiin valon avulla ja huokoistettiin etanolilla. Parhaimmillaan menetelmällä saatiin suuria kokonaishuokoisuuksia (90 tilavuus- %) ja jatkuvia huokosrakenteita kokoluokaltaan yli 100 µm. Myös NaCl:n ja PEG:n käyttö yhdessä porogeeneinä tuotti jatkuvan huokosrakenteen, mutta samalla materiaalista tuli hieman rikkonainen, mikä todennäköisesti heikentää mekaanisia ominaisuuksia. Erilaisten komposiittien bioaktiivisuutta tutkittiin hydrolyysilla simuloidussa kudosnesteessä (SBF). Analyysi tehtiin mittaamalla fosforipitoisuuksia hydrolyysiliuoksissa. Menetelmä perustuu siihen, että fosforipitoisuuden lasku osoittaa fosfaatin saostumisen, mikä puolestaan liittyy bioaktiivisuuteen. SBF-hydrolyysissä havaittiin, että huokoisissa materiaaleissa bioaktiivisuutta esiintyy enemmän kuin ei-huokoisissa. Tutkituista komposiiteista paras aktiivisuus oli NaCl:n ja PEG:n avulla huokoistetulla P(CL/DLLA):lla.
Description
Supervisor
Seppälä, Jukka
Thesis advisor
Malin, Minna
Keywords
Other note
Citation