Change search
CiteExportLink to record
Permanent link

Direct link
Cite
Citation style
  • apa
  • harvard1
  • ieee
  • modern-language-association-8th-edition
  • vancouver
  • Other style
More styles
Language
  • de-DE
  • en-GB
  • en-US
  • fi-FI
  • nn-NO
  • nn-NB
  • sv-SE
  • Other locale
More languages
Output format
  • html
  • text
  • asciidoc
  • rtf
Synthesis and characterization of carbonate and ester-based fibers with application in resorbable surgical meshes
KTH, School of Chemical Science and Engineering (CHE).
2014 (English)Independent thesis Advanced level (degree of Master (Two Years)), 20 credits / 30 HE creditsStudent thesisAlternative title
Syntes och karakterisering av karbonat- och esterbaserade fibrer med applikationer i resorberbara kirurgiska nät (Swedish)
Abstract [en]

Today, synthetic resorbable materials are widely used in different medical applications, such as tissue

engineering scaffolds and drug delivery devices, and it is of importance that the materials have the right

mechanical properties for the aimed applications. When it comes to tissue fixation it is of importance that

the material contributes to high mechanical strength during the initial wound healing period.

Novus Scientific has developed a long lasting surgical mesh out of glycolide fiber and lactide fiber to

support soft tissues. The glycolide fiber loses its initial mechanical strength after 6-7 days in the body. It

would be preferable if the fiber degrades slower so the initial strength could be kept for a few more days.

The overall purpose of this project was therefore to synthesize and investigate if a fiber made of

trimethylene carbonate (TMC) and glycolide would have the same initial strength after 10 days and be a

potential replacement of the current glycolide fiber.

Three batches of copolymers with different TMC content were synthesized via ring-opening

polymerization and it was easiest to synthesize the one with a lower TMC content. The copolymers

consisted of TMC in the middle block and glycolide in the end blocks. Nuclear magnetic resonance (NMR)

was used to determine the conversion and TMC content in copolymers and differential scanning

calorimetry (DSC) was performed to investigate the thermal properties. The results from NMR and DSC

showed that the monomers were able to be synthesized into the wanted copolymers. A batch with 11

wt.% TMC was spun into fibers with different spinning velocities. Drawing and annealing of fibers were

performed afterwards with the aim to increase the strength compare to non-processed fibers.

A degradation study was carried out on two non-annealed fibers and two annealed fibers during 28 days

in a phosphate buffer (pH 7.4) at 37°C. DSC was carried out to investigate the change in melting enthalpies

and melting temperatures. Tensile testing was performed to investigate the change in mechanical

properties. The results showed that the initial strength of the fibers was the same during the first 6 days.

After 10 days the initial strength had decreased with 50 % for all fibers and thus not kept as long as wanted.

The strength was gone after 17 days and 21 days for the annealed fibers and non-annealed fibers

respectively.

Abstract [sv]

Idag används syntetiska resorberbara material i stor utsträckning i olika medicinska tillämpningar, så som

matriser för vävnadsrekonstruktion och utrustningar för läkemedeltillförsel. Det är viktigt att materialen

har de rätta mekaniska egenskaperna för de avsedda applikationerna. När det gäller vävnadsregenerering

är det viktigt att materialet bidrar med en hög mekanisk styrka under den initiala sårläkningsperioden.

Novus Scientific har utvecklat ett långvarigt kirurgiskt nät av glykolidfiber och laktidfiber för att stödja

mjuka vävnader. Glykolidfibern förlorar sin initiala mekaniska styrka efter 6-7 dagar i kroppen. Det vore

bättre om fibern kunde brytas ned långsammare och att den ursprungliga styrkan kan upprätthållas under

några fler dagar. Det övergripande syftet med projektet var därför att syntetisera och undersöka om en

fiber av trimetylenkarbonat (TMC) och glykolid skulle kunna behålla sin initiala styrka efter 10 dagar och

vara en potentiell ersättare för den nuvarande glykolidfibern.

Tre satser av sampolymerer med olika TMC innehåll syntetiserades via ringöppningspolymerisation och

det var enklast att syntetisera den med lägre TMC innehåll. Sampolymererna bestod av TMC i mittblocket

och glykolid i ändblocken. Kärnmagnetisk resonans (NMR) utfördes för att bestämma omsättningen och

TMC-halten i sampolymererna och Differentiell svepkalorimetri (DSC) användes för att undersöka de

termiska egenskaperna. Resultaten från DSC och NMR visade att monomererna hade lyckats bli

syntetiserade till de önskade sampolymererna. En sats med 11 vikt% TMC spanns till fibrer med olika

spinnhastigheter. Efterdragning och annealing av fibrer utfördes efter spinnprocessen med syftet att öka

styrkan jämfört med ej bearbetade fiber.

En nedbrytningsstudie utfördes på två icke-annealade och två annealade fibrer under 28 dagar i en

fosfatbuffert (pH 7,4) vid 37°C. DSC genomfördes för att undersöka förändringar i smältvärme och

smältpunkter. Dragprovning utfördes för att undersöka förändringen i mekaniska egenskaper och

resultaten visade att den initiala styrkan hos fibrerna var densamma under de första sex dagarna. Efter 10

dagar hade den initiala styrkan minskat med 50 % för alla fibrer och kunde därmed inte bibehållas så länge

som önskats. Styrkan var borta efter 17 dagar och 21 dagar för de annealade fibrerna respektive ickeannealade

fibrerna.

Place, publisher, year, edition, pages
2014.
National Category
Engineering and Technology
Identifiers
URN: urn:nbn:se:kth:diva-158620OAI: oai:DiVA.org:kth-158620DiVA: diva2:778826
Available from: 2015-01-12 Created: 2015-01-12 Last updated: 2017-08-30Bibliographically approved

Open Access in DiVA

No full text

By organisation
School of Chemical Science and Engineering (CHE)
Engineering and Technology

Search outside of DiVA

GoogleGoogle Scholar

urn-nbn

Altmetric score

urn-nbn
Total: 43 hits
CiteExportLink to record
Permanent link

Direct link
Cite
Citation style
  • apa
  • harvard1
  • ieee
  • modern-language-association-8th-edition
  • vancouver
  • Other style
More styles
Language
  • de-DE
  • en-GB
  • en-US
  • fi-FI
  • nn-NO
  • nn-NB
  • sv-SE
  • Other locale
More languages
Output format
  • html
  • text
  • asciidoc
  • rtf