Endre søk
RefereraExporteraLink to record
Permanent link

Direct link
Referera
Referensformat
  • apa
  • harvard1
  • ieee
  • modern-language-association-8th-edition
  • vancouver
  • Annet format
Fler format
Språk
  • de-DE
  • en-GB
  • en-US
  • fi-FI
  • nn-NO
  • nn-NB
  • sv-SE
  • Annet språk
Fler språk
Utmatningsformat
  • html
  • text
  • asciidoc
  • rtf
High-Performance Thiol–Ene Composites Unveil a New Era of Adhesives Suited for Bone Repair
KTH, Skolan för kemi, bioteknologi och hälsa (CBH), Fiber- och polymerteknologi, Ytbehandlingsteknik.ORCID-id: 0000-0001-8595-0037
KTH, Skolan för kemi, bioteknologi och hälsa (CBH), Fiber- och polymerteknologi, Ytbehandlingsteknik.
Department of Clinical Science and Education and the Department of Hand Surgery, Karolinska Institutet.
RISE Research Institutes of Sweden, Bioscience and Materials–Medical Device Technology.
Vise andre og tillknytning
2018 (engelsk)Inngår i: Advanced Functional Materials, ISSN 1616-301X, E-ISSN 1616-3028, Vol. 28, nr 26, artikkel-id 1800372Artikkel i tidsskrift (Fagfellevurdert) Published
Abstract [en]

The use of adhesives for fracture fixation can revolutionize the surgical procedures toward more personalized bone repairs. However, there are still no commercially available adhesive solutions mainly due to the lack of biocompatibility, poor adhesive strength, or inadequate fixation protocols. Here, a surgically realizable adhesive system capitalizing on visible light thiol–ene coupling chemistry is presented. The adhesives are carefully designed and formulated from a novel class of chemical constituents influenced by dental resin composites and self-etch primers. Validation of the adhesive strengthis conducted on wet bone substrates and accomplished via fiber-reinforced adhesive patch (FRAP) methodology. The results unravel, for the first time, on the promise of a thiol–ene adhesive with an unprecedented shear bondstrength of 9.0 MPa and that surpasses, by 55%, the commercially available acrylate dental adhesive system Clearfil SE Bond of 5.8 MPa. Preclinical validation of FRAPs on rat femur fracture models details good adhesion to the bone throughout the healing process, and are found biocompatible not giving rise to any inflammatory response. Remarkably, the FRAPs are found to withstand loads up to 70 N for 1000 cycles on porcine metacarpal fractures outperforming clinically used K-wires and match metal plates and screw implants.

sted, utgiver, år, opplag, sider
John Wiley & Sons, 2018. Vol. 28, nr 26, artikkel-id 1800372
HSV kategori
Identifikatorer
URN: urn:nbn:se:kth:diva-227151DOI: 10.1002/adfm.201800372ISI: 000436104800012Scopus ID: 2-s2.0-85048981911OAI: oai:DiVA.org:kth-227151DiVA, id: diva2:1203189
Forskningsfinansiär
VINNOVA, 2014-03777Knut and Alice Wallenberg Foundation, 2012-0196Swedish Research Council, 2010-435EU, Horizon 2020, MSCA-IF-2014-655649
Merknad

QC 20180509

Tilgjengelig fra: 2018-05-02 Laget: 2018-05-02 Sist oppdatert: 2019-01-10bibliografisk kontrollert
Inngår i avhandling
1. Thiol-Ene/Yne Adhesives for Tissue Fixation
Åpne denne publikasjonen i ny fane eller vindu >>Thiol-Ene/Yne Adhesives for Tissue Fixation
2018 (engelsk)Doktoravhandling, med artikler (Annet vitenskapelig)
Abstract [en]

The utilization of adhesives in surgery has not reached its full potential and research in the field is encouraged by the surgeons’ desire for improved alternatives to today’s tissue fixation strategies. Here, adhesive resins based on thiol-ene coupling (TEC) chemistry or thiol-yne coupling (TYC) chemistry are exploited to develop tissue adhesives that cure fast and on-demand via photoinitiation. In order to make safer adhesives, macromolecular components and systems with high conversion of functional groups were developed to minimize leakage of unreacted monomers.To develop macromolecular resin components, allyl-functional dendritic-linear-dendritic (DLD) co-polymers were synthesized with a poly(ethylene glycol) (PEG) core chain and hyperbranched structures of 2,2-bis(hydroxymethyl) propionic acid (bis-MPA) to capitalize on the rheological properties of dendritic structures. The dendritic structures interfered with the crystallization of the PEG segment and the DLD’s liquid appearance enabled their use as macromolecular components without solvent. The DLDs were cured with a thiol crosslinker and the strategy disclosed degradable soft tissue adhesives with good adhesion to wet porcine skin.Mussel inspired dopamine derivatives was evaluated as adhesion-enhancing primers for bone adhesives. The addition of NaOH to the primer solutions increased the shear bond strengths of the adhesive to bone. The highest bond strengths with the tested dopamine derivatives were obtained when a combination of thiol and ene-functional derivatives were used.With inspiration from dental resin adhesives, a fully TEC based adhesive system was developed with excellent shear bond strength to wet bone substrates. The adhesive system enabled superior fixation of phalangeal fracture models compared to the daily used Kirschner wires and could even compete with a screw fixated metal plate. The adhesive materials proved biocompatible in initial in vitro and in vivo studies.Strong and rigid materials for fracture fixation were developed via a strategy of using highly crosslinked triazine-trione monomers and TEC or TYC chemistry. The development resulted in TYC resin based materials with mechanical properties that very well can compete with poly(ether ether ketone) (PEEK) that is used in biomedical load bearing applications due to its high strength, toughness and inertness.

Abstract [sv]

Användningen av lim inom kirurgin har ännu inte nått sin fulla potential och kirurgernas önskan om förbättrade alternativ till dagens metoder för vävnadsfixering uppmuntrar till forskning inom området. I det här arbetet har reaktioner mellan tiolgrupper och kol-kol dubbel- (TEC) eller trippelbindningar (TYC) använts för att utveckla vävnadslim som härdar snabbt via fotoinitiering. För att göra säkra lim har makromolekylära limkomponenter och system med hög omsättning av funktionella grupper utvecklats för att minimera läckage av oreagerade monomerer.För att utveckla makromolekylära limkomponenter som utnyttjar de reologiska egenskaperna från dendritiska strukturer, syntetiserades allylfunktionella dendritisk-linjär-dendritiska (DLD) sampolymerer med ett mittsegment av poly (etylenglykol) (PEG) och hyperförgrenade strukturer av 2,2-bis (hydroximetyl) propionsyra syra (bis-MPA). De dendritiska strukturerna hindrade kristallisationen av PEG-segmentet och flytande polymerer erhölls som kunde användas som limkomponenter utan lösningsmedel. DLD komponenterna härdade snabbt med hjälp av en tioltvärbindare, vilket resulterade i nedbrytbara lim för mjuk vävnad med god vidhäftning mot fuktig grishud.Musselinspirerade dopaminderivat utvärderades som adhesionsförhöjande primers för benlim. Genom att tillsätta NaOH i pirmerlösningarna ökade bindningsstyrkan för benlimmet. De högsta bindningsstyrkorna med hjälp av dopaminederivaten erhölls när tiolderivat och derivat med dubbelbindningar användes tillsammans.Med inspiration från dentallim utvecklades ett helt TEC baserat limsystem med utmärkt adhesion till våta bensubstrat. Limsystemet möjliggjorde fixering av falangfraktursmodeller som presterade bättre än fixeringar med Kirschnerstift som används dagligen för frakturfixering. Dessutom kunde limmet även konkurrera med en skruvfixerad metallplatta. Limmaterialet visade sig vara biokompatibelt vid initiala in vitro och in vivo studier.För att göra starka och styva material för frakturfixeringar utvecklades tätt tvärbundna material baserade på triazin-trion (TATO) monomerer via TEC eller TYC-kemi. Utvecklingen resulterade i material med mekaniska egenskaper som mycket väl kan konkurrera med poly(etereterketon) (PEEK) som används i lastbärande biomedicinska applikationer på grund av sin goda hållfasthet och stabilitet i fysiologisk miljö.

sted, utgiver, år, opplag, sider
KTH Royal Institute of Technology, 2018. s. 64
Serie
TRITA-CBH-FOU ; 2018:17
HSV kategori
Forskningsprogram
Fiber- och polymervetenskap
Identifikatorer
urn:nbn:se:kth:diva-227154 (URN)978-91-7729-784-0 (ISBN)
Disputas
2018-06-08, K1, Teknikringen 46, Stockholm, 10:00 (engelsk)
Opponent
Veileder
Forskningsfinansiär
Knut and Alice Wallenberg Foundation, 2012-0196VINNOVA, 2014-03777
Merknad

QC 20180517

Tilgjengelig fra: 2018-05-17 Laget: 2018-05-16 Sist oppdatert: 2018-05-17bibliografisk kontrollert

Open Access i DiVA

Fulltekst mangler i DiVA

Andre lenker

Forlagets fulltekstScopus

Søk i DiVA

Av forfatter/redaktør
Granskog, ViktorGarcía-Gallego, SandraZhang, YuningMalkoch, Michael
Av organisasjonen
I samme tidsskrift
Advanced Functional Materials

Søk utenfor DiVA

GoogleGoogle Scholar

doi
urn-nbn

Altmetric

doi
urn-nbn
Totalt: 456 treff
RefereraExporteraLink to record
Permanent link

Direct link
Referera
Referensformat
  • apa
  • harvard1
  • ieee
  • modern-language-association-8th-edition
  • vancouver
  • Annet format
Fler format
Språk
  • de-DE
  • en-GB
  • en-US
  • fi-FI
  • nn-NO
  • nn-NB
  • sv-SE
  • Annet språk
Fler språk
Utmatningsformat
  • html
  • text
  • asciidoc
  • rtf