Fabrication and properties of woven structures for biomedical applications

Abstract

The purpose of this work was to manufacture a dense structure with small pores for biomedical studies. The structures are made of fine multifilament yarn by weaving. The aim was to get the yarn densities as high as possible, which would decrease the pore size of the structure. Nine samples were woven by using different weave patterns and different warp densities. Pore sizes and evenness of the structures were compared by microscope imaging. Mass per unit area, thickness and tensile strength of the samples were compared. Two of the best structures were woven with the help of paraffin oil as a lubricant to get even higher warp densities and to reduce the friction between the yarns, thus preventing them from breaking. Contact angles of the same samples were measured to get a better view of the permeability and porosity. The best weave patterns had several evenly distributed interlacing points. Best results were achieved by using the paraffin oil; there were only few through-going openings. They were only a few micrometres in size and they were distributed randomly around interlacing points.

Työn tarkoituksena oli valmistaa biolääketieteen tutkimuskäyttöön tiivis pienihuokoinen alusta kutomalla hienoa multifilamenttilankaa. Työssä pyrittiin saamaan kudotun rakenteen lankatiheydet mahdollisimman suuriksi, mikä pienentäisi siten rakenteen huokoskokoa. Rakenteita kudottiin käyttämällä yhdeksää erilaista sidosta eri loimitiheyksillä ja mahdollisimman suurella kudetiheydellä. Näytteiden huokoskokoa ja tasaisuutta vertailtiin käyttäen apuna mikroskooppia. Lisäksi näytteiden neliömassat, paksuudet ja vetolujuudet olivat vertailtavina. Kaksi parhainta näytettä näistä yhdeksästä kudottiin myös käyttäen apuna parafiiniöljyä voiteluaineena, jotta loimitiheyksiä saatiin vielä suuremmiksi. Parafiiniöljyä käytettiin kudonnan aikana vähentämään loimilankojen välistä kitkaa ja siten estämään niiden katkeamista. Myös kontaktikulmat mitattiin näistä kahdesta parhaasta näytteestä, mikä kertoi enemmän niiden läpäisevyydestä ja huokoisuudesta. Parhaimmat sidokset olivat nimenomaan ne, joissa sidospisteitä oli tiheässä ja ne olivat tasaisesti jakautuneet kankaan pinnalle. Voiteluainetta apuna käyttämällä saatiin parhaat tulokset; läpimeneviä huokosia oli hyvin vähän, ne olivat jakaantuneet satunnaisten sidospisteiden ympäristöön ja ne olivat kooltaan vain muutamia mikrometrejä.