search query: @keyword scaffolds / total: 4
reference: 1 / 4
« previous | next »
Author:Asikainen, Sanja
Title:Load-bearing bioactive hybrid materials
Kuormaa kantavat bioaktiiviset hybridimateriaalit
Publication type:Master's thesis
Publication year:2013
Pages:viii + 84 s. + liitt. 26      Language:   eng
Department/School:Sähkötekniikan korkeakoulu
Main subject:Biologinen kemia ja biomateriaalit   (KE3005)
Supervisor:Seppälä, Jukka
Instructor:Malin, Minna
Electronic version URL: http://urn.fi/URN:NBN:fi:aalto-201303031627
OEVS:
Electronic archive copy is available via Aalto Thesis Database.
Instructions

Reading digital theses in the closed network of the Aalto University Harald Herlin Learning Centre

In the closed network of Learning Centre you can read digital and digitized theses not available in the open network.

The Learning Centre contact details and opening hours: https://learningcentre.aalto.fi/en/harald-herlin-learning-centre/

You can read theses on the Learning Centre customer computers, which are available on all floors.

Logging on to the customer computers

  • Aalto University staff members log on to the customer computer using the Aalto username and password.
  • Other customers log on using a shared username and password.

Opening a thesis

  • On the desktop of the customer computers, you will find an icon titled:

    Aalto Thesis Database

  • Click on the icon to search for and open the thesis you are looking for from Aaltodoc database. You can find the thesis file by clicking the link on the OEV or OEVS field.

Reading the thesis

  • You can either print the thesis or read it on the customer computer screen.
  • You cannot save the thesis file on a flash drive or email it.
  • You cannot copy text or images from the file.
  • You cannot edit the file.

Printing the thesis

  • You can print the thesis for your personal study or research use.
  • Aalto University students and staff members may print black-and-white prints on the PrintingPoint devices when using the computer with personal Aalto username and password. Color printing is possible using the printer u90203-psc3, which is located near the customer service. Color printing is subject to a charge to Aalto University students and staff members.
  • Other customers can use the printer u90203-psc3. All printing is subject to a charge to non-University members.
Location:P1 Ark Aalto  640   | Archive
Keywords:TiAl6V4
electron beam melting
scaffolds
spinal fusion
orthopedics
kudosteknologian tukirakenteet
spinaalifuusio
3D-pikavalmistus
ortopedia
Abstract (eng): The aim of this thesis was to study the preparation of three dimensional load-bearing bioactive hybrid materials for orthopedic applications.
The application area is interbody cage in spinal fusion.
The load-bearing component in the material is electron beam melting (EBM) manufactured titanium alloy (TiAl6V4) mesh, whereas the bioactive component was either crushed bone graft or composite made of biodegradable polymer and bioactive glass (BAG).
Polymers were made porous to allow bone ingrowth.

In this study, porous structures were made of thermoplastic and photocrosslinkable polycaprolactone (PCL).
Three methods were used to prepare porous structures of thermoplastic PCL: freeze drying, freeze extraction and dipping.
Porous structure of freeze extraction samples was determined using micro computed tomography (µCT) and scanning electron microscope.
Pores were interconnected and porosity was 66-76 %.
However, the pore size was probably too small for cell ingrowth.
For photocorsslinking of PCL, methacrylated PCL oligomer was synthetized and mixed with BAG and porogen agent salt.
Titanium alloy mesh was immersed in the mixture and the polymer was photocrosslinked.

Compression strength at break was determined for photocrosslinked samples and trabecular bone samples.
Compression strength at break (8 MPa) and compressive modulus (0.2 GPa) for titanium meshes were close to literature values of trabecular bone (2-22 MPa and 0.2-1.9 GPa, respectively).
Therefore, the hybrid material is probably suitable for interbody cage fusion, because vertebrae are trabecular bone.
However, cortical bone has much higher compression strength values at literature (100-230 MPa).
Therefore the materials cannot be used in cortical bone applications.
Abstract (fin): Diplomityön tavoitteena oli tutkia kolmiulotteisten kuormaa kantavien bioaktiivisten hybridimateriaalien valmistusta ortopedisiin sovelluksiin.
Sovelluskohteeksi valittiin välilevyimplantti spinaalifuusioon.
Kuormaa kantavana komponenttina materiaalissa toimi EBM -menetelmällä valmistettu titaaniseosverkko (TiAl6V4), kun taas bioaktiivisena komponenttina toimi joko pankkiluumurska tai biohajoavan polymeerin ja bioaktiivisen lasin muodostama komposiitti.
Polymeeri huokoistettiin solujen sisään kasvun mahdollistamiseksi.

Tutkimuksessa valmistettiin huokoisia polymeerirakenteita termoplastisesta sekä valosilloittuvasta poly(epsilon-kaprolaktonista).
Termoplastisesta polymeeristä valmistettiin huokoisia rakenteita kolmella eri tavalla: kylmäkuivaamalla, kylmäuutolla sekä kastamismenetelmällä.
Kylmäuutetuiden näytteiden huokoisuusrakenne selvitettiin µCT-kuvantamisella sekä pyyhkäisyelektronimikroskoopilla, jolloin selvisi, että huokoisuus on yhtenäistä ja huokoisuus oli 66-76 %.
Huokoskoko on kuitenkin todennäköisesti liian pieni solujen sisään kasvulle.
Polymeerin valosilloitusta varten syntetisoitiin metakryloitua epsilon-kaprolaktoni oligomeeriä, minkä jälkeen se sekoitettiin bioaktiivisen lasin sekä huokoisuuden aikaan saavan suolan kanssa.
Titaaniverkko upotettiin massaan ja polymeeri valosilloitettiin.

Työssä määritettiin valosilloitettujen polymeerinäytteiden sekä hohkaluunäytteiden puristuslujuus.
Titaaniseosverkkojen puristuslujuus (8 MPa) sekä puristusmoduuli (0.2 GPa) olivat samaa suuruusluokkaa hohkaluun kirjallisuusarvojen kanssa (2-22 MPa ja 0.2-1.9 GPa).
Puristuslujuusarvojen perusteella hybridimateriaali on mahdollisesti sopiva haluttuun sovelluskohteeseen selkärangassa, jossa on hohkaluuta.
Kortikaaliluun sovelluksiin materiaali ei kuitenkaan sovellu, sillä kortikaaliluulla on huomattavasti korkeammat puristuslujuuden arvot kirjallisuudessa (100-230 MPa).
ED:2013-05-21
INSSI record number: 46717
+ add basket
« previous | next »
INSSI