Struktur hos biomaterial studeras
Polyuretanureor (PUUR) används i stor utsträckning både i industrin och som biomaterial på grund av att de har goda fysikaliska och mekaniska egenskaper och väldokumenterad biokompatibilitet. Katrin Gisselfält har studerat hur fysikaliska nätverk bildas i olika PUUR och hur detta påverkar deras egenskaper.
En PUUR-molekyl består av sk hårda och mjuka segment. De mjuka segmenten består ofta av polyetrar eller polyestrar, medan de hårda segmenten består av stela uretan- och ureastrukturer. Egenskaperna hos PUUR-systemen beror på deras kemiska struktur och kemisk växelverkan mellan olika delar av molekylen. I PUUR-lösningar och fasta material bildas nätverk av fysikaliska tvärbindningar genom vätebindningar. Avståndet mellan vätebindningarna och mängden vätebindningar, tvärbindningsdensiteten, men också vätebindningarnas styrka påverkar processbarheten såväl som den färdiga produktens egenskaper. Om detta beteende inte kan hanteras är det svårt att praktisk använda dessa polymerer.
I detta arbete undersökte Katrin Gisselfält hur små strukturförändringar påverkar vätebindningsförmågan. Olika metoder användes för att förhindra bildning av vätebindningar och för att bryta redan bildade vätebindningar. Faktorer hos molekylerna som mobilitet och steriska hinder i det hårda segmentet påverkar vätebindningsförmågan och kan sålunda vara instrument för att styra tvärbindningsdensiteten. Ett annat sätt att påverka vätebindningarna mellan polymerkedjorna är att använda olika salter.
Eftersom PUUR anses vara bra biomaterial utfördes initiala in vivo och in vitro studier på en av polymererna för att undersöka dess biokompatibilitet. Implantationstudier av PUUR-fibrer visar god kompatibilitet med vävnaden. Dessutom visar in vitro studier lika bra cell-materialrespons som polystyren, ett känt cellodlingsmaterial, och titan, ett länge använt vävnadsvänligt material.
Resultaten visar på vikten av att förstå strukturberoende växelverkningar för att kunna utveckla och tillverka nya PUUR-material med skräddarsydda kemiska och fysikaliska egenskaper. Denna kunskap kan även vara viktig för att kunna tolka skillnader i biologisk respons för dessa material.
Avhandlingen ”Structure Dependent Chemical and Biological Interactions of Poly(urethane urea)s”, försvaras vid en offentlig disputation på Chalmers den 22 november kl 10.00 i sal KB, Kemigården 4, Chalmers, Göteborg.
Kontaktinformation
Mer information:
Katrin Gisselfält, Material- och ytkemi, Chalmers tekniska högskola och Artimplant AB, tel: 031-746 56 12, e-post: katrin.gisselfalt@artimplant.se
