Go to page
 

Bibliographic Metadata

Title
Modifikationen eines Elektro-Spinning-Verfahrens zur Herstellung von Gefäßgrafts / eingereicht von Michael Desch
Additional Titles
Modification of an electrospinning setup for the production of vascular grafts
AuthorDesch, Michael
Thesis advisorSchima, Heinrich
Published2018
Description77 Blatt : Illustrationen
Institutional NoteMedizinische Universität Wien, Diplomarb., 2018
Annotation
Abweichender Titel laut Übersetzung der Verfasserin/des Verfassers
Date of SubmissionOctober 2018
LanguageGerman
Document typeThesis (Diplom)
Keywords (DE)Elektrospinning / Gefäßprothesen / künstliche Gefäße
Keywords (EN)electrospinning / grafts / vascular
URNurn:nbn:at:at-ubmuw:1-18043 Persistent Identifier (URN)
Restriction-Information
 The work is publicly available
Files
Modifikationen eines Elektro-Spinning-Verfahrens zur Herstellung von Gefäßgrafts [14.06 mb]
Links
Reference
Classification
Abstract (German)

Für die Behandlung von Herz-Kreislauf-Erkrankungen besteht ein klinischer Bedarf an Gefäßprothesen mit kleinem Durchmesser (<6 mm). Gegenwärtig verwendete synthetische Materialien führen häufig aufgrund ihrer Oberflächen-Thrombogenität und dem Auftreten von Intima-Hyperplasien zu Gefäßverschlüssen. Das Elektrospinnen bietet eine interessante Alternative zu diesen Materialien, da elektrogesponnenen Materialien bessere biomechanische und strukturellen Eigenschaften aufweisen. In dieser Arbeit wurde versucht, den hochgradig instabilen Faserstrahl im Elektrospinnprozess mit einem zusätzlichen elektrischen Feld zu kontrollieren. Dies wurde durch Hinzufügen von zwei zusätzlichen Hochspannungselektroden erreicht, die mit einem zeitlich veränderlichen Potential beaufschlagt wurden, das von einem neu entwickelten elektrischen Schalter auf der Basis von Reed-Relais erzeugt wurde. Dadurch wurde der Faserstrahl periodisch zwischen den Elektroden abgelenkt, was zu einer ausgerichteten Faserdepositon führt. Darüber hinaus wurden drei Arten von Gefäßtransplantaten (zufällig- (rand), lon- gitudinal (long) und circular (circ) orientiert; Wandstärke: 100 m) gesponnen und später auf ihre mechanischen Eigenschaften getestet. Ein quasistatischer uniaxialer Zugversuch wurde durchgeführt und die Spannungs/Dehnungskurven aufgezeichnet. Es war mit dem Aufbau möglich, Ablenkungsspannungen bis zu 18kV und Umschaltfrequenzen von 5-150Hz zu erzeugen. In Spinnexperimenten wurde festgestellt, dass die Amplitude der Ablenkung mit zunehmender Frequenz exponentiell abnimmt. Außerdem wurde eine linearer Zusammenhang zwischen Ablenkung und der Spannung gefunden. Die Zugversuche zeigten, dass die Faserorientierung die maximale Zugfestigkeit (long: 0,85 0,16, rand: 3,63 0,78 und circ: 2,77 0,08 N), die Compliance (long: 10,1 1,09, rand: 9,1 3,26 und circ : 5,6 1,27 % / 100 mmHg) und maximale Dehnung der Transplantate (long: 129,75 27,29, rand: 316,27 43,45 und circ: 332,20 25,66 %) beeinflusst. Mit der neu entwickelten Faserablenkschaltung konnten höhere Schaltfrequenzen im Vergleich zum vorherigen Setup erreicht werden, und Gefäßtransplantate mit unterschiedlichen Faserorientierungen hergestellt werden.

Abstract (English)

For the treatment of cardiovascular diseases, including coronary artery and peripheral vascular pathologies, there is a clinical need for small diameter (<6mm) vascular protheses. Current used synthetic materials often lead to vascular occlusion due to their surface thrombogenicity and the development of intimal hyperplasia caused by their inferior biomechanical properties. Electrospinning offers an interesting alternative to these materials because of the close match of electrospun materials to the biomechanical and structural properties of native vessels.

In this study, an attempt was made to control the highly instable fiber jet in the electrospinning process with an additional electric field. This was done by adding two auxiliary high-voltage electrodes which were applied with a time-varying square wave potential generated by a newly developed electrical switch based on reed relays. Thereby, the electrospinning jet was periodically deflected between the electrodes, which leads to an aligned fiber-deposition. Furthermore, three types of vascular grafts (random- (rand), longitudinal- (long) and circular (circ) orientated; wall thickness: 100m) were spun and later tested for their biomechanical properties. A quasistatic uniaxial tensile test was performed, and the stress/strain curves were recorded.

With this setup it was possible to produce deflection potentials with voltages up to 18kV and alternation frequencies of 5-150Hz. In spinning experiments, it was found that the amplitude of the deflection exponentially decreases with increasing frequency. Further- more, a linear correlation between the extent of the deflection and the voltage was found. The tensile tests showed that the fiber orientation affects the maximum tensile strength (long: 0.850.16, rand: 3.630.78 and circ: 2.770.08N), the compliance (long: 10.11.09, rand: 9.13.26 and circ: 5.61.27%/100mmHg) and maximum strain of the grafts (long: 129.7527.29, rand: 316.2743.45 and circ: 332.2025.66%).

With the newly developed fiber control apparatus higher switching frequencies compared to the previous setup could be achieved and vascular grafts with different fiber orientations could be produced.

Stats
The PDF-Document has been downloaded 8 times.