Please use this identifier to cite or link to this item: http://hdl.handle.net/10889/12819
Title: Ενίσχυση μηχανικών ιδιοτήτων πολυμερών με νανοσωλήνες άνθρακα για βιοϊατρικές εφαρμογές
Other Titles: Enhancement of the mechanical properties of polymer matrix with carbon nanotubes for biomedical applications
Authors: Ζαρμπούτης, Δημήτριος
Keywords: Χιτοζάνη
Νανοσωλήνες άνθρακα
Μηχανικές ιδιότητες
Βιολογικές ιδιότητες
Keywords (translated): Chitosan
Carbon nanotubes
Mechanical properties
Biological properties
Abstract: Η επιστήμη των ιστοτεχνολογικών εμφυτευμάτων είναι συνυφασμένη με την επιστήμη των Βιοϋλικών. Η ανάπτυξη μεθόδων που θα επιτρέψουν τον έλεγχο των ιδιοτήτων τους είναι ένα καθοριστικό βήμα για τη δημιουργία βιοϊατρικών εφαρμογών. Η ερευνητική διαδικασία επικεντρώθηκε γύρω από την παρασκευή συνθέτων υλικών πολυμερικής μήτρας με τη μέθοδο της μαγνητικής ανάδευσης, και έπειτα το σχηματισμό του υμενίου με ελεγχόμενη εξάτμιση του διαλύτη σε ειδικό καλούπι. Η μέθοδος αναπτύχθηκε για το πολυμερές χιτοζάνη, το οποίο είναι ένα φυσικό πολυμερές προερχόμενο από τα κελύφη των οστρακοειδών. Η μήτρα ενισχύθηκε με διαφορετικές περιεκτικότητες νανοσωλήνων άνθρακα. Η χιτοζάνη αποτελεί ένα φυσικό υλικό που εκτιμάται ότι έχει πολύ καλές ιδιότητες βιοσυμβατότητας, ενώ οι νανοσωλήνες άνθρακα ακόμα και σε μικρές περιεκτικότητες ενισχύουν σημαντικά τις μηχανικές ιδιότητες του υλικού. Σε πρωταρχικό στάδιο διερευνήθηκε η μηχανική συμπεριφορά των υμενίων χιτοζάνης σε μονοαξονικό εφελκυσμού. Προσδιορίστηκε το μέτρο ελαστικότητας, η μέγιστη αντοχή και η μέγιστη παραμόρφωση. Έπειτα, παρασκευάστηκαν σύνθετα υμένια χιτοζάνης ενισχυμένα με νανοσωλήνες άνθρακα MWCNTs σε αναλογία 5 και 10%, στα οποία προσδιορίστηκαν ομοίως οι μηχανικές ιδιότητες. Για τον έλεγχο της βιοσυμβατότητας πραγματοποιήθηκαν δύο διαφορετικές δοκιμές. Η μέτρηση της ολικής πρωτεΐνης, η οποία είναι ενδεικτική του κυτταρικού πολλαπλασιασμού και η μέτρηση της αλκαλικής φωσφατάσης, η οποία ποσοτικοποιεί την κυτταρική διαφοροποίηση. Οι δύο αυτές ιδιότητες είναι καθοριστικής σημασίας για την δημιουργία ιστοτεχνολογικών εμφυτευμάτων που εκτός από την απαραίτητη μηχανική συμπεριφορά πρέπει να ενθαρρύνουν την ανάπτυξη των κυττάρων του δέκτη ακόμα και μετά την εμφύτευση στον οργανισμό.
Abstract (translated): The discipline of tissue engineered implants is closely related to the discipline of biomaterials. The development of methods which are going to open the way for the evaluation of their properties is a decisive step towards the development of biomedical applications. The research process focused on the production of composite materials of polymer matrix via magnetic stirring method and subsequently the formation of the film via controlled evaporation of the solver in a special mold. The method developed for the polymer chitosan, which is a natural biopolymer exported by the shells of crustaceans. The matrix was enhanced with different contents of carbon nanotubes. Chitosan is a natural material which is considered to possess very good biocompatibility properties while carbon nanotubes, even at small rates, significantly enhance the mechanical properties of the material. At a primary stage, the mechanical behavior of chitosan films in axial tensile tests was evaluated. Young’s Modulus, maximum stress and elongation at break were determined. Afterwards, two different types of composite films of chitosan with multi walled carbon nanotubes as reinforcement were produced. The proportions of the encapsulation were 5% and 10% and their mechanical properties were respectively determined. For the biocompatibility evaluation, two separate types of tests were conducted; the measurement of total protein which is indicative of the cell proliferation and the measurement of alkaline phosphatase which quantifies the cell differentiation. Those two properties are of vital importance for the production of tissue engineered implants which, apart from the necessary mechanical properties, should also promote the cells growth of the receiver even after the implantation in the body.
Appears in Collections:Τμήμα Μηχανολόγων και Αεροναυπηγών Μηχανικ. (ΔΕ)

Files in This Item:
File Description SizeFormat 
Nemertes_Zarmpoutis(aer).pdf2.75 MBAdobe PDFView/Open


Items in DSpace are protected by copyright, with all rights reserved, unless otherwise indicated.