Polykaprolaktonin ominaisuudet ja käyttö biomateriaalina
Aromaa, Heini (2010)
2010
Materiaalitekniikan koulutusohjelma
Luonnontieteiden ja ympäristötekniikan tiedekunta
This publication is copyrighted. You may download, display and print it for Your own personal use. Commercial use is prohibited.
Hyväksymispäivämäärä
2010-10-06
Julkaisun pysyvä osoite on
https://urn.fi/URN:NBN:fi:tty-201010121335
https://urn.fi/URN:NBN:fi:tty-201010121335
Tiivistelmä
Polykaprolaktoni (PCL) on laajasti tunnettu biohajoava polymeeri, jota on käytetty muun muassa lääkeluovutuslaitteiden materiaalina. Kirjallisuudesta löytyy useita tutkimuksia koskien PCL:a, joten sen ominaisuuksia fysiologisissa olosuhteissa tunnetaan jo laajasti. Tämän työn tarkoitus oli perehtyä tarkemmin kirjallisuudessa löytyviin tietoihin PCL:sta. Kokeellisessa osuudessa tutkitaan PCL:n soveltuvuutta uuteen mahdolliseen luusementin kaltaiseen sovellutukseen.
Molekyylipainon, puhtausasteen, lämpötilan ja gammasteriloinnin aiheuttamia muutoksia PCL:n mekaanisiin ominaisuuksiin tutkittiin veto- ja puristuskoesarjoilla. Tutkimuksessa käytettiin eri PCL-laatuja, joiden vaihtelevina ominaisuuksina olivat molekyylipaino ja puhtausaste. Mekaanisten ominaisuuksien lisäksi tutkittavasta polymeeristä havainnoitiin sen injektoitavuutta, kykyä ankkuroida luuruuveja paikoilleen sekä kemiallista pysyvyyttä yleisesti sairaaloissa käytetyissä liuottimissa. Ulosvetokokeiden tarkoituksena oli määrittää voima, joka tarvitaan irrottamaan ruuvi alustastaan. Kiinnitystä parannettiin ankkuroimalla ruuvit alustaan PCL:lla. Ruuvin ulosvetokokeen ja injektoitavuuden koejärjestelyt pohjautuivat kirjallisuudesta löytyviin luusementeille tehtyihin kokeisiin. Kaikki testit suoritettiin mahdollisimman pitkälle standardien mukaisesti.
Tuloksista huomattiin kuinka lämpötilalla oli suurin merkitys materiaalin lujuusominaisuuksiin. Kuivassa, korotetussa lämpötilassa PCL alkaa pehmentyä ja menettää lineaarisesti mekaanisia ominaisuuksiaan. Polymeeriketjujen vähäistä ristisilloittamista gammasteriloinnin jälkeen kertovat tulokset, joiden mukaan polymeerin sisäisen viskositeetin arvon lasku vaihteli välillä 0,01 ja 0,08 yksikköä. PCL:n lujuus säilyi lähes muuttumattomana, mutta elastisuus katosi gammasteriloinnista johtuen. Yleisesti käytössä olevien antiseptisten aineiden, kuten vetyperoksidin ja natriumkloridin, ei huomioitu liottavan PCL:a. Ulosvetokokeissa suurihuokoisessa alustassa polymeeri pääsi tunkeutumaan huokoisien väliin ja voima lisääntyi jopa 25-kertaiseksi ruuvin dimensioista riippuen. /Kir10
Molekyylipainon, puhtausasteen, lämpötilan ja gammasteriloinnin aiheuttamia muutoksia PCL:n mekaanisiin ominaisuuksiin tutkittiin veto- ja puristuskoesarjoilla. Tutkimuksessa käytettiin eri PCL-laatuja, joiden vaihtelevina ominaisuuksina olivat molekyylipaino ja puhtausaste. Mekaanisten ominaisuuksien lisäksi tutkittavasta polymeeristä havainnoitiin sen injektoitavuutta, kykyä ankkuroida luuruuveja paikoilleen sekä kemiallista pysyvyyttä yleisesti sairaaloissa käytetyissä liuottimissa. Ulosvetokokeiden tarkoituksena oli määrittää voima, joka tarvitaan irrottamaan ruuvi alustastaan. Kiinnitystä parannettiin ankkuroimalla ruuvit alustaan PCL:lla. Ruuvin ulosvetokokeen ja injektoitavuuden koejärjestelyt pohjautuivat kirjallisuudesta löytyviin luusementeille tehtyihin kokeisiin. Kaikki testit suoritettiin mahdollisimman pitkälle standardien mukaisesti.
Tuloksista huomattiin kuinka lämpötilalla oli suurin merkitys materiaalin lujuusominaisuuksiin. Kuivassa, korotetussa lämpötilassa PCL alkaa pehmentyä ja menettää lineaarisesti mekaanisia ominaisuuksiaan. Polymeeriketjujen vähäistä ristisilloittamista gammasteriloinnin jälkeen kertovat tulokset, joiden mukaan polymeerin sisäisen viskositeetin arvon lasku vaihteli välillä 0,01 ja 0,08 yksikköä. PCL:n lujuus säilyi lähes muuttumattomana, mutta elastisuus katosi gammasteriloinnista johtuen. Yleisesti käytössä olevien antiseptisten aineiden, kuten vetyperoksidin ja natriumkloridin, ei huomioitu liottavan PCL:a. Ulosvetokokeissa suurihuokoisessa alustassa polymeeri pääsi tunkeutumaan huokoisien väliin ja voima lisääntyi jopa 25-kertaiseksi ruuvin dimensioista riippuen. /Kir10