Shape memory polymers with magnetic nanoparticles
Manyetik nanoparçacıklı şekil hafızalı polimerler
- Tez No: 472605
- Danışmanlar: PROF. DR. SEYDA MALTA
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Kimya, Kimya Mühendisliği, Polimer Bilim ve Teknolojisi, Chemistry, Chemical Engineering, Polymer Science and Technology
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2017
- Dil: İngilizce
- Üniversite: Yeditepe Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Kimya Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: 138
Özet
Şekil hafızalı polimerler ve kompozitler ilaç salım sistemleri, damar cerrahisi ve implant araçları gibi biyomedikal alanlarda uygulanabilirlikleri açısından son yıllarda dikkat çekmeye başlamışlardır. Biyouyumlu olmaları, kolay üretilebilir olmaları, makul fiyatlı oluşları onları biyomedikal alanda kullanmak için elverişli birer seçenek haline getirir. Şekil hafızalı polimerler çevresel uyarılara cevap veren, ışık, elektrik, mıknatıs, harici ısıtma ya da elektromanyetik alan tarafından uygulanan indüktif ısıtma ile uyarılabilen malzemelerdir. Termal olarak uyarılan şekil hafızalı polimerlerin izlediği prosedür dört aşamadan oluşur. Bunlar, numunenin camsı geçiş sıcaklığı (Tg) üzerine ısıtılması, numuneye sıcaklığı Tg'nin üzerindeyken kuvvet uygulanması (yumuşama ve deformasyon), numunenin Tg'sinin altına soğutulması (şeklin korunması) ve son aşamada numunenin tekrar Tg'sinin üzerine ısıtılmasıdır (orijinal şeklin geri kazanımı). Bu çalışmada safken şekil hafızalı olmayan poli (DL - laktik - ko – glikolik asit) (PLGA) polimerine eklenen magnetit nanoparçacıkların harici ısıtılma sonucunda uyarılması ile biyobozunur ve biyouyumlu şekil hafızalı bir nanokompozit elde edilmiştir. Magnetit nanoparçacıkların, PLGA'in mekanik özelliklerini iyileştirdiği bulunmuştur. Ancak polimerin sertliği ve dayanıklılığındaki artışın belli bir konsantrasyondan sonra platoya ulaştığı gözlemlenmiş, bu da nanoparçacık kümeleşmelerine bağlanmıştır. Ayrıca elde edilen malzemelerin termal özellikleri de incelenmiş ve konvansiyonel ısıtma-soğutma döngüleri ile malzemenin şekil hafıza özelliği gösterdiği gösterilmiştir. Buna ek olarak, nanokompozite altın nanoparçacıklar eklenerek ile şekil hafızalı olma özelliğinin fototermal etki ile tetiklenebildiği ispatlanmıştır. Belirli bir sıcaklığa kadar konvansiyonel olarak ısıtılan altın nanoparçacık içeren manyetik nanokompozite yeşil lazer uygulanmış, PLGA içerisindeki altın nanoparçacıklarının fototermal ısımasından dolayı oluşan yerel sıcaklık değişimi floresan probu ile takip edilmiştir. Lazer ısıtmasıyla nanokompozitin şekil hafıza özelliği gösterdiği ortaya çıkarılmıştır. Magnetit ve altın nanoparçacık içeren bu yeni nanokompozit manyetik alanın yanı sıra konvansiyonel ve lazer ısıtması yolu ile şekil hafıza özelliği gösterebilmesi ile, biyomedikal uygulamalarda kullanılabilir.
Özet (Çeviri)
Shape memory polymers and composites have received great attention in recent years due to potential applications in biomedical field such as drug delivery systems, vascular surgery and implant devices. Their properties such as biocompatibility, ease in manufacturing and affordable prices make them a convenient option for the fabrication of biomedical devices. Shape memory polymers (SMPs) are stimuli responsive materials and they belong to the class of actively moving polymers, which can be actuated by light, electricity, magnetism, external heating or inductive heating by electromagnetic field. Typical procedure for thermally stimulated SMPs consists of four steps which are; heating the sample above Tg, applying force when sample's temperature is above Tg (softening and free deformation), cooling the sample below Tg (shape keeping) and finally heating the sample above Tg (shape recovery). In this study, shape memory nanocomposite is obtained with conventional heating where magnetic nanoparticles are used as nanofillers to obtain this nanocomposite from poly (DL lactide – co – glycolide) (PLGA) which does not exhibit shape memory behavior when neat. Exploring the mechanical properties it was found that addition of Fe3O4 NPs improves the mechanical properties of the PLGA. However, the increase of stiffness and durability of the polymer remains constant after a threshold concentration which is attributed to the nanoparticle aggregation in the matrix. Also, thermal properties of these nanomaterials were analyzed and shape memory property was shown above a threshold Fe3O4 concentration with conventional heating-cooling cycles. Also, by adding gold NPs to this nanomaterial, photothermal effect was used to stimulate the shape memory property. Green laser was applied to this nanocomposite which was heated conventionally to a certain temperature. Local heating of gold NPs in PLGA matrix due to photothermal heating is followed by using fluorescence probe. Upon further heating with green laser, the nanocomposite is shown to exhibit shape memory property. The obtained nanocomposite with the both Fe3O4 and gold NPs can be triggered to exhibit shape memory by conventional heating and laser induction, as well as by the application of magnetic field which lend these particles for a wide range of biomedical applications.
Benzer Tezler
- Activation of metal nanoparticle/polymer systems via photothermal effect to develop shape memory polymers
Şekil hafızalı polimerlerin geliştirilmesi için metal nanoparçacık/polimer sistemlerinin fototermal etki ile aktifleştirilmesi
MERVE SEYHAN
Doktora
İngilizce
2016
Kimya MühendisliğiYeditepe ÜniversitesiKimya Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. SEYDA MALTA
- Design and synthesis of molecularly imprinted stimuli-responsive hybrid sol-gels for sustained release of donepezil
Duyarlı moleküler imprint hibrit sol-jellerin sentezi ve donepezilin kontrollü salınımda kullanımı
SERAP ALACA
Yüksek Lisans
İngilizce
2018
Kimyaİstanbul Teknik ÜniversitesiPolimer Bilim ve Teknolojisi Ana Bilim Dalı
PROF. DR. ORHAN GÜNEY
- Development of multi-layer conductive polymer nanocomposites for electromagnetic shielding application
Elektromanyetik kalkanlama uygulamaları için katmanlı iletken polimer nano kompozitlerinin geliştirilmesi
FATMA ZEHRA ENGİN SAĞIRLI
Doktora
İngilizce
2017
Bilim ve Teknolojiİstanbul Teknik ÜniversitesiMalzeme Bilimi ve Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. EYÜP SABRİ KAYALI
PROF. DR. ABDÜLKADİR SEZAİ SARAÇ
- Demir içeren şekil-hafıza özelliğine sahip poliüretan jellerin hazırlanması
Preparation of shape memory polyurethane gels containing iron
BERNA ÖZTÜRK
Yüksek Lisans
Türkçe
2015
Kimya Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiKimya Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. HÜSNÜ ATAKÜL
- Polietilen glikol ve Hint yağı temelli şekil hafıza özelliği gösteren poliüretan filmlerin sentezi ve karakterizasyonu
Synthesis and characterization of polyethylene glycol and castor oil based-shape memory polyurethane films
MİREY BONFİL
Yüksek Lisans
Türkçe
2012
Kimya Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiKimya Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. F. SENİHA GÜNER