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In-vitro-Untersuchungen zur Biokompatibilität modifizierter Silikonoberflächen / In-vitro characterization on compability testing of modified silicon surfaces

Berninger, Ann-Kathrin January 2014 (has links) (PDF)
Hintergrund Jede Implantation alloplastischer Materialien führt durch Aktivierung der körpereigenen Immunabwehr zu einer Fremdkörperreaktion. An der Synthese der Extrazellulärmatrix und der entstehenden Kollagenkapsel sind insbesondere Makrophagen und Fibroblasten beteiligt. Diese Reaktionen können die Material-Funktionsfähigkeit abschwächen, aufheben oder zu deren operativer Entfernung zwingen. Fragestellung und Ziele Spinnenseide ist ein Material mit hoher Biokompatibilität. Nachdem es gelungen ist, Spinnenseide rekombinant herzustellen, soll untersucht werden, wie sich die Verträglichkeit alloplastischer Materialien durch eine Beschichtung mit biotechnologisch hergestellter Spinnenseide beeinflussen lässt. Eine weitere Möglichkeit ist der TGF-β-Synthese-Inhibitor Halofuginon, der ebenfalls hinsichtlich seiner Potenz, die Ausbildung einer Fibrosekapsel zu vermindern, untersucht werden soll. Methodik Anhand von in-vitro-Untersuchungen wurden die bei der Fremdkörperreaktion beteiligten Zelltypen auf ihr Proliferationsverhalten und die Expression unterschiedlicher Genprodukte hinsichtlich bestehender Unterschiede zwischen den jeweiligen Oberflächenbeschichtungen untersucht. Es wurden immunhistochemische Färbungen zum Nachweis spezifischer Oberflächenantigene, Bestimmungen von ATP- und DNA-Gehalt als Maß für die Zellzahl, sowie molekulargenetische Untersuchungen hinsichtlich der Expression relevanter Markergene (rtPCR) durchgeführt. Ergebnisse Eine Beschichtung mit rekombinanter Spinnseide führt - im Vergleich zu reinen Silikonimplantaten - zu einer verzögerten und reduzierten Immunreaktion. Die EZM-Synthese und die damit verbundene fremdkörperassoziierte Fibrose werden vermindert und so die Biokompatibilität alloplastischer Materialien gesteigert. / Introduction: Optimisation of the biocompatibility of silicone implants and reduction of capsule formaiton around the surface of such implants are in the focus of plastic surgical biomaterial research. In addition to its extraordinary physical and biochemical properties, spider silk shows high biocompatibility. Therefore, the coating of silicone implant surfaces with recombinant spider silk wwas analysed regarding foreign body reactions. Another possibility to modify the surface is a coating with chinazolinone derivative halofuginone which is a type I collagen synthesis inhibitor that interferes with the TGF-beta signaling pathway. Methods: We compared proliferation and expression of different gene products in-vitro by immunhistochemistry, content of ATP and DNA, and rtPCR. Conclusion: The results confirmed a decrease in foreign body responses to spider silk or halofuginone surface-modified silicone implants and mark their potential for obtaining a lessened capsular fibrosis by way of a local antifibrotic effect.
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Biotechnologisch modifizierte Silikonimplantate in der Chirurgie - in vivo Untersuchungen zur Biokompatibilität einer Polydimethylsiloxan-Tetraethoxysilan-Halofuginon-Hybridoberfläche / Modified medical silicone implants in surgery - in vivo compatibility of Polydimethylsiloxan-Tetraethoxysilan-Halofuginone-Surfaces

Jordan, Martin Cornelius January 2013 (has links) (PDF)
Silikonprodukte werden erfolgreich im klinischen Alltag eingesetzt und haben sich in vielen Bereichen der Medizin als nützlich erwiesen. Trotz guter Biokompatibilität ist die Verwendung von medizinischen Materialien aus Silikon, besonders bei der dauerhaften Integration in den Körper, mit Komplikationen verbunden. Die Brustrekonstruktion mit Silikonimplantaten ist ein Beispiel für den langfristigen Gewebeersatz mit einem Fremdmaterial. Der Organismus erkennt dabei das synthetische Polymer und reagiert mit einer fibrösen Abkapselung. Dabei handelt es sich um eine physiologische Entzündungsreaktion mit Abgrenzung des Implantats durch Bestandteile der extrazellulären Matrix. Durch bisher nicht vollständig geklärte pathophysiologische Abläufe kann es jedoch zu einer verstärkten Ausprägung dieser Kapselfibrose kommen, was mit Schmerzen und einer Deformierung sowie Zerstörung des Implantats einhergehen kann. Als Konsequenz einer voll ausgeprägten Kapselfibrose, der sogenannten Kapselkontraktur, bleibt dann meist nur eine operative Revision. Das Ziel dieser Arbeit war die Modifizierung herkömmlicher Silikonimplantate, um die Biokompatibilität zu verbessern und die übermäßige Ausbildung einer periprothetischen Kapsel als häufigste revisionsbedürftige Komplikation zu vermeiden. Dafür wurde der antifibrotische Wirkstoff Halofuginon in einem nasschemischen Beschichtungsprozess auf eine Silikonoberfläche gebunden und die Implantate in einem Tiermodell der Ratte untersucht. Es zeigte sich, dass Halofuginon den TGF-beta1-Signalweg durch Beeinflussung der intrazellulären Smad-Signalkaskade hemmt, wodurch es unter anderem zu einer spezifischen Hemmung der Kollagen-Typ-I-Expression kommt. Histologische, immunhistologische und molekularbiologische Untersuchungen nach einer Implantationsdauer von drei Monaten zeigten, dass eine Halofuginonbeschichtung die Kollagendichte, die Kapseldicke und die Anzahl an Fibroblasten und Entzündungszellen im Kapselgewebe vermindert. Zusätzlich konnten weniger TGF-beta- und CD68-positive Zellen im Vergleich zur Kontrollgruppe nachgewiesen werden. Die Ergebnisse der Real-Time-PCR zeigten übereinstimmend eine erniedrigte Expression für TGF-beta1, Kollagen-Typ-I, CTGF und CD68 und bestätigten die immunhistologische Auswertung. Darüber hinaus konnte eine verminderte Expression des MMP-2-Gens nachgewiesen werden, welches für die Steuerung der EZM-Ablagerung mitverantwortlich ist. Es kann belegt werden, dass eine Halofuginon freisetzende Silikonhybridoberfläche effektiv und spezifisch die pathologische periprothetische Kapselbildung hemmt. Es sind jedoch weitere in-vivo-Studien zur Überprüfung der Nachhaltigkeit und der Pharmakodynamik erforderlich, um die gewonnenen Erkenntnisse als Schritt in der Verbesserung der Biokompatibilität von Silikonimplantaten nutzen zu können. / Modified medical silicone implants in surgery - in vivo compatibility of Polydimethylsiloxan-Tetraethoxysilan-Halofuginone-Surfaces
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Torr utan gifter?

JANSSON, ULRIKA, HALVARSSON, MARIA January 2013 (has links)
Arbetet har utförts i samarbete med Naturskyddsföreningen för att undersöka vilka vattenavvisande behandlingar som görs på ytterplagg för barn och hur tillverkarna förhåller sig till perfluorerade ämnen. I arbetet har vattenavvisande ytterplagg för barn i förskoleåldern studerats, med syfte att se i vilken mån perfluorerade ämnen används i plaggen. Barnen som har studerats är utomhus varje dag i alla väder. Vid kraftigt regn eller när det är mycket blött ute används vattentäta regnställ, vid lättare väta bär de ytterplagg med vattenavvisande funktion. En egen oljedropptestmetod har utvecklats. Testet har utförts på de plagg som hänger på förskolorna. Det finns flera typer av vattenavvisande behandlingar. De vanligaste är perfluorerade ämnen, silikoner, dendrimerer och vaxer. De har olika egenskaper och funktioner sinsemellan. De perfluorerade ämnena har den bästa vattenavvisande förmågan och de är också de enda som är oljeavvisande. Perfluorerade ämnen är persistenta, bioackumulerande, hormonstörande och toxiska. Hormonstörande ämnen kan bidra till fetma, cancer, neurologiska störningar, fortplantningsstörningar och missbildningar. Silikoner har goda vattenavvisande egenskaper. Råvaran till silikoner är persistent, bioackumulerande och toxisk. Även dendrimerer har goda vattenavvisande egenskaper. Lite är känt om miljö- och hälsopåverkan men partiklar i nanostorlek kan potentiellt ta sig in cellerna och orsaka cancer. Inga allvarligare miljö- och hälsokonsekvenser av vaxer/paraffiner har hittats. De har sämre vattenavvisande egenskaper, påverkar greppet och tål tvätt och nötning dåligt. De kläder som används på förskolorna håller generellt barnen torra, men en försämring kan märkas på gamla eller dåligt konstruerade plagg. Ytterplagg som behandlats med perfluorerade ämnen är vanliga. Företagen har fasat ut perfluorerade ämnen under de senaste åren, planerar att byta ut dem eller har vidtagit åtgärder enligt Reach. Dendrimerer är det vanligaste alternativet till perfluorerade ämnen. Inga krav förekommer från vare sig företag eller användare på att plaggen ska vara smuts- och oljeavvisande. / Program: Textilingenjörsutbildningen
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Reliéfy / Reliefs

Horčicová, Monika January 2014 (has links)
This master´s thesis consists of three relief objects composed from femur bones. The first relief object is geodetic structure applied to the shape of a sphere. The following two are deformed by softening the material from which they are cast. The second relief object also works with geometry (a square at the base) and systematic folding bones according to a clear order. The third relief can directly interfere with the viewer - the individual femurs contain every two magnets and therefore can move freely with them after the metal plate.
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Efficacy of water soluble silicon for control of phytophthora cinnamomi root rot of avocado

Bekker, Theo Frederik 17 September 2007 (has links)
In the current study potassium silicate (20.7% SiO2) induced a 100% inhibition of P. cinnamomi mycelial growth at all concentrations tested. Total inhibition for all fungi tested (Alternaria solani, Colletotrichum gloeosporioides, Curvularia lunata, Drechslera sp., Fusarium oxysporum, Fusarium solani, Glomerella cingulata, Lasiodiplodia theobromae, Mucor pusillus, Natrassia sp., Pestalotiopsis maculans, Phomopsis perniciosa, Phytophthora capsicii, Phytophthora cinnamomi, Pythium F-group, Sclerotinia sclerotiorum, Sclerotium rolfsii, Stemphylium herbarum and Verticillium tricorpus) was attained at a concentration of 40ml.l-1 and higher. Although the high pH of potassium silicate solutions does contribute to the inhibition of fungal growth, the inhibitory effect of potassium silicate on fungal growth in vitro is mostly fungicidal rather than attributed to a pH effect. Phytophthora root rot of avocado nursery trees can be inhibited successfully by potassium silicate application. The effectiveness of potassium silicate application depends however on the repetition of applications. These findings are of paramount importance as this implies that potassium silicate may be a alternative control measure to inhibit the effects of P. cinnamomi on avocado nursery trees. Silicon either stimulates plant growth or imparts some form of protection to avocado roots if applied prior to P. cinnamomi inoculation. Potassium silicate applied as a soil drench resulted in higher root densities compared to that of potassium phosphonate (Avoguard®) injections and untreated control trees. Reapplication again resulted in the best disease suppression and stimulation of new root growth. These results correlated well with tree canopy ratings, as trees that received silicon frequently, showed better canopy conditions compared to the untreated control treatments. Potassium silicate application leads to effective inhibition of Phytophthora cinnamomi infection in avocado orchards. Potassium silicate application resulted in an increase of crude phenols and phenolic polymers in avocado roots cells to similar levels to that obtained in roots from potassium phosphonate (Avoguard®) treated trees. Potassium silicate application leads to lower cell wall bound phenolics. The results of the current study support the hypothesis that silicon application, through an elevation of the total phenolic levels, causes an increase of resistance against P. cinnamomi root rot in avocados. AFRIKAANS : Kaliumsilikaat (20.7% SiO2) induseer ‘n 100% inhibisie van P. cinnamomi groei by alle getoetste konsentrasies. Totale inhibisie van alle swamme getoets (Alternaria solani, Colletotrichum gloeosporioides, Curvularia lunata, Drechslera sp., Fusarium oxysporum, Fusarium solani, Glomerella cingulata, Lasiodiplodia theobromae, Mucor pusillus, Natrassia sp., Pestalotiopsis maculans, Phomopsis perniciosa, Phytophthora capsicii, Phytophthora cinnamomi, Pythium F-groep, Sclerotinia sclerotiorum, Sclerotium rolfsii, Stemphylium herbarum en Verticillium tricorpus) was verkry by ‘n konsentrasie van 40ml.l-1 en hoër. Alhoewel die hoë pH van kaliumsilikaat wel ‘n inhiberende uitwerking het op swamgroei, is die suksesvolle inhibisie van swamgroei grootliks toe te skryf aan die swamwerende effek van kaliumsilikaat op swamgroei in vitro eerder as ‘n pH effek. Phytophthora wortelvrot van avokado kwekelinge kan suksesvol onderdruk word met kaliumsilikaat toediening. Die effektiwiteit van die toediening hang wel af van die hertoediening daarvan. Hierdie bevindinge is van kardinale belang aangesien dit impliseer dat kalium silikaat ‘n alternatiewe beheer middel is om Phytophthora wortelvrot te inhibeer in avokado kwekelinge. Of silikon stimuleer plant groei, of dit induseer ‘n vorm van beskerming in avokado wortels voor infeksie plaasvind. Kaliumsilikaat toediening as ‘n grond-benatter lei tot hoër worteldigthede in vergelyking met kaliumfosfaat (Avoguard®) staminspuitings en onbehandelde kontrole bome. Hertoediening lewer die beste resultate, maar drie toedienings per seisoen is voldoende. Worteldigdheid verhoging na silikaat toedienings korreleer goed met blaredak gesondheid, aangesien bome wat gereeld behandel is met silikon beter blaredekking getoon het in vergelyking met die kontrole bome. Kaliumsilikaat toediening lei to effektiewe inhibisie van Phytophthora cinnamomi infeksie in avokado boorde. Kaliumsilikaat toediening lei tot ‘n toename in totale fenole en fenoliese polimere in avokado wortel selle tot soortgelyke vlakke soos gevind in avokado weefsel vanaf kaliumfosfaat behandelde bome. terselfdertyd lei silikaat toediening tot laer selwand gebinde fenole. Hierdie resultate ondersteun die hipotese dat kaliumsilikaat toediening, deur die verhoging van oplosbare fenole in avokado wortelselle, die plant se weerstand verhoog, en die effek wat Phytophthora wortelvrot het op avokado plante inhibeer. Copyright / Dissertation (MSc (Agric) Horticulture)--University of Pretoria, 2011. / Plant Production and Soil Science / unrestricted
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Function, Applicability, and Properties of a Novel Flexible Total Ossicular Replacement Prosthesis With a Silicone Coated Ball and Socket Joint

Stoppe, Thomas, Bornitz, Matthias, Lasurashvili, Nikoloz, Sauer, Kirsten, Zahnert, Thomas, Zaoui, Karim, Beleites, Thomas 04 November 2020 (has links)
Eine totale Mittelohr-Prothese (TORP) mit einem mit Silikon ummantelten Kugelgelenk ist in der Lage Druckveränderungen zu kompensieren und somit eine bessere Schallübertragung, im Vergleich zu starren Prothesen, zu erzielen. Die Ergebnisse können als vorläufig betrachtet werden, da diese experimentelle Studie sich auf eine von vielen verschiedenen möglichen Situationen der Tympanoplastik und eine damit verbundene kleine Stichprobengröße beschränkte. Dennoch sind die Ergebnisse mit der flexiblen TORP vielversprechend für die weitere Entwicklung. / A total ossicular replacement prosthesis (TORP) with a silicone coated ball and socket joint (BSJ) is able to compensate pressure changes and therefore provide better sound transmission compared with rigid prostheses. The findings may be considered preliminary as this experimental study was limited to just one of the many different possible situations of tympanoplasty and it involved a small sample size. Nevertheless, the results with the flexible TORP were promising and could encourage further investigations on such prostheses.
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Strukturelle Klebungen mit UV- und lichthärtenden Acrylaten

Vogt, Iris 04 September 2009 (has links) (PDF)
UV- und lichthärtenden Acrylatklebstoffen steht ein breites Anwendungsspektrum im Konstruktiven Glasbau offen. Ihr farbloses und klares Erscheinungsbild fördert eine Konstruktion, die transparent und leicht wirken soll. Kurze Aushärtezeiten, die sich im Sekunden- oder einstelligen Minutenbereich bewegen, ermöglichen eine schnelle Herstellung und reduzieren die Lagerzeiten. Die geklebten Konstruktionen können direkt weiterverarbeitet werden. Durch diese Vorteile heben sie sich von den Silikonklebstoffen ab, die für ausge-wählte Anwendungen im Fassadenbau (Structural-Sealant-Glazing-Systems - SSGS) bauaufsichtlich zugelassen sind. Gegenstand dieser Arbeit ist die Aufstellung von Empfehlungen zur Planung und Berechnung struktureller Klebungen mit strahlungshärtenden Acrylaten. Dafür werden Klebstoffe an dem reinen Material sowie in Verbindungen mit Glas und Metall untersucht. Für ein umfangreiches Bild über das Verhalten des Materials bieten sich Substanzprüfkörper an, die mit überschaubarem Aufwand eine Auswertung verschiedener Einflüsse - beispielsweise Temperatur und Prüfgeschwindigkeit - erlauben. An in-situ-Prüfkörpern kann der Klebstoff in der Verbindung betrachtet werden. Durch Wechselwirkungen zwischen Klebstoff und Fügeteil bildet sich eine sogenannte Grenzschicht aus, die gradierte Eigenschaften besitzt und die Materialkennwerte - besonders bei dünnen Klebfugen - beeinflusst. Weiterhin erlauben diese Prüfkörper eine Aussage über das Tragverhalten der Klebverbindung. Um das Potenzial der Acrylatklebungen in der Glasarchitektur aufzuzeigen und in der Anwendung zu prüfen, werden Bauteile mit punktförmig geklebten Halterungen untersucht. Absturzsicherungen werden statischen und dynamischen Belastungen unterworfen. An Überkopfverglasungen werden Trag- und Resttragfähigkeitsuntersuchungen durchgeführt. Bauteile im Freien geben Aufschluss über das Alterungsverhalten unter natürlichen klimatischen Bedingungen. / UV and light curing acrylates present a whole host of possibilities for the implementation of glass construction. Their clear and colourless appearance produces a transparent and lightweight construction. Short curing times consisting of no more than mere minutes allow for quick production with minimal downtime within the overall process. Processing can be resumed immediately once bonding has occurred. The advantages of acrylates can be compared to the characteristics and properties of adhesive silicones which have been widely approved by building authorities for specific façade applications (Structural-Sealant-Glazing-Systems - SSGS). The subject matter of this study is the development of auxiliary tools to plan and design adhesively bonded joints of UV and light curing acrylates. These adhesives are, therefore, analysed both generally as bulk material and in applications as a joint between glass and metal. The use of dog bone shaped specimens is recommended to analyze the material behaviour under a variety of influence factors such as temperature and testing rate. The bonded joints of test specimens provide an opportunity to examine the interaction between the adhesive and the materials to which they are adhered. An interface with graded properties is formed based upon the interactions between adhesive joints and each particular substrate. Further on, bonded specimens enable the development of a statement concerning the load-bearing capacity of joints. Constructions having spot bonded joints are tested to demonstrate the potential use of acrylic joints in architectural glass treatments. Safety barriers are tested under both static and dynamic loads. Sloped roof systems are tested to substantiate load-bearing capacity and to verify any residual carrying capacity. Components are exposed to natural weathering in order to examine the affects of ageing on the adhesive.
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Flatstickad distanstextil : Formstickad 3D-struktur och fokus på vidhäftningsförmågan hos olika bindningar.

Ewert, Mia, Ulfsson, Moa January 2018 (has links)
Sjöräddningssällskapet har sedan 1907 räddat liv genom frivilliga sjöräddare. De har en vision om att kunna effektivisera sina räddningsaktioner genom att skicka ut en drönare till olycksplatsen för att få en övergripande bild av händelsen och på så sätt kunna anpassa rätt utrustning och personal. Idén var att konstruera drönarens kropp i form av en textil 3D-struktur, detta skulle underlätta dess användning då den skulle bli flexibel och vid olycksplatsen kunna stuvas undan och förflyttas smidigare. Tanken är att drönaren ska ha en konstruktion som kan blåsas upp och bli styv för att sedan kunna tömmas på luft och bli flexibel. Syftet med denna studie är att ta fram en flatstickad distanstextil som ska fungera som en kropp till en drönare där förhoppningen är att den textila 3D-kroppen ska kunna formstickas som en vinge. I distanstextil skapas luftrum mellan lagren vilket möjliggör att en uppblåsbar konstruktion kan skapas. Genom att variera olika parametrar kan man även ta fram önskade egenskaper som styvhet, form, flexibilitet samt lättvikt. För att skapa en distanstextil som är styv i uppblåst läge krävs en beredning. Trikåvaror är generellt svåra att bereda, därför har studien undersökt olika trikåbindningars förmåga att vidhäfta mot beredningar.   Den formstickade distansstrukturen i väfttrikå tillverkades på en flatstickmaskin, där formen skapades genom masköverhängningar. Genom att binda distanstråden på olika nålavstånd kunde ett ovalt tvärsnitt uppnås. För att undersöka olika bindningars förmåga att vidhäfta mot beredningar testades flatstickade 2D-prover. Bindningarna var slätstickning, pikévariant över 2 system, pikévariant över 4 system samt slätstickning med plätering. De olika beredningar som undersöktes var silikonbeläggning, polyuretanfilm, polyetenfilm tillsammans med polyuretanfilm samt en polypropenfilm. Syftet var att hitta en beredning som är lätt i vikt, luft- och vattentät. Ett vidhäftningstest utfördes på bindningarna slätstickning, pikévariant över 2 system samt pikévariant över 4 system med hjälp av en dragprovare för bestämning av de olika bindningarnas vidhäftning mot olika lamineringar. De tre bindningarna i kombination med laminering testades även för luft- och vattentäthet.   Studien visar att det finns goda möjligheter att formsticka en flatstickad distanstextil som ska fungera som en kropp till en drönare. Resultatet visar att provkroppen som var stickad med pikévariant över två system samt laminerad med polyuretanfilmen gav bäst resultat vid utfört vidhäftningstest. Vid test av luftgenomsläpplighet visade pikévariant över två system med laminering av polyuretanfilm tillsammans med en polyetenfilm tätast resultat med låg luftgenomsläpplighet. Test för bestämning av vattentäthet visar att den slätstickade varan med en laminering med polyetenfilm och en polyuretanfilm gav bäst resultat. / Since 1907, the Swedish Sea Rescue Society has saved lives with the help of volunteer workers. Their vision is to be able to improve their rescue operations with quicker respond times by sending out a drone to the scene of an accident. The idea is to get a comprehensive picture of the scene, so they can adapt the right equipment and personnel for the job. The idea is to create a drone with a textile 3D structure, which would ease use as it would become flexible and easier to remove from the scene of the alarm. The drone should have a structure similar to a stand-up paddle board, where it can be inflatable and become stiff and then be deflated and folded and tucked away.   The purpose of this study is to develop a flat knitted spacer fabric that will serve as a body of the drone, hoping that the textile 3D structure can be shaped like a wing. With spacer fabrics, space for air is created between the layers, enabling an inflatable construction to be created. By varying different parameters, one can also develop desired features such as stiffness, shape, flexibility and decrease weight. To be able to create a spacer fabric that is stiff when inflated, a finishing process is required. It is generally hard to find a finishing to a knitted fabric, therefore the study investigates the ability of different bindings on a knitted fabric to adhere to finishes.   The shaped spacer fabric was manufactured by weft knitting on a flat knitting machine called Stoll CMS 822 HP. A wing shaped spacer and an oval cross section were achieved in this study. To investigate how the binding affects the adhesion of the finishing, three different bindings of flat knitted 2D- structures were tested. The bindings were: plain fabric (single jersey), pique structure over 2 feeders, pique structure over 4 feeders and plain fabric with plating. The finishing processes that were studied were silicone coating, a polyurethane film, a polyethylene film and a polypropylene film. The aim was to find a finishing with the properties of light weight, air and water tightness. An adhesion test was performed on the bindings plain fabric, pique structure over 2 feeders and pique structure over 4 feeders by a tensile tester to determine the adhesion between the tested bindings and finishes. These test specimens were also tested to determine resistance to water penetration and air permeability.   The study shows that it is possible to create a shaped spacer fabric by flat knitting, that will act as the body of a drone. The result of the adhesion test shows that the test specimen with binding pique over 2 feeders and laminated with a polyurethane film performed the best. In the air permeability test the same binding showed the best result but with a lamination of a polyurethane film and a polyethylene film. The test to determine resistance to water penetration showed that the binding plain fabric was the best, with a lamination of a polyurethane film, and a polyethylene film.
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Einbrennsilikonisierung bei pharmazeutischen Glaspackmitteln - Analytische Studien eines Produktionsprozesses

Mundry, Tobias 12 November 1999 (has links)
Die Einbrennsilikonisierung wird schon lange verwendet, um spezielle Eigenschaften bei pharmazeutischen Glasbehältnissen zu erzielen. Üblicherweise werden Silikonöle verwendet um Gleitfilme auf den Oberflächen vorgefüllter Glasspritzen zu erzeugen oder die Glaswand zu hydrophobieren damit wäßrige Inhalte sauber ablaufen können. Weiterhin kann durch die hydrophobe Deaktivierung der Glaswände eine Reduktion der Adsorption von Wirk- und Hilfsstoffen sowie eine Erhöhung der hydrolytischen Resistenz erreicht werden. Wegen des parenteralen Verwendungszweckes werden meistens Gläser der Glasart 1 entsprechend dem europäischen Arzneibuch eingesetzt. Die Silikonölfilme (Trimethylsiloxy-endgeblockte Polydimethylsiloxane, PDMS) werden aus verdünnter wäßriger Emulsion auf der inneren Behältnisoberfläche gespreitet und anschließend bei Temperaturen oberhalb von 300°C für ca. 10-30 min hitzebehandelt. Neben der Sterilisation und Entpyrogenisierung wird der Silikonfilm durch das Einbrennen verändert. In der Literatur wurde dieser Prozeß bisher als Hitzefixierung oder -härtung bezeichnet in der Annahme, daß das Silikonöl durch Glasbindung oder Quervernetzung immobilisiert wird. Es wurden weitere Effekte wie Verdampfung oder Zersetzungsreaktionen als Folge der Hitzebehandlung angenommen. Die Dissertation hatte daher zum Ziel diese Vorstellungen analytisch zu belegen. Die Eigenschaften einbrennsilikonisierter Gläser lassen sich durch einfache Experimente beschreiben. Durch organische Extraktion der Gläser (z.B. Toluol, Dichlormethan) läßt sich der überwiegende Silikonanteil (ca. 80%) wiederfinden. Nach erschöpfender Extraktion zeigt sich eine beständige Hydrophobie z.B. durch die Ausbildung hoher Randwinkel von Wasser oder das veränderte Ablaufverhalten von Flüssigkeiten in diesen Behältnissen festgestellt werden. Basierend auf diesen Beobachtungen wurde die Anwesenheit einer gebundenen neben einer löslichen Silikonölfraktion nach dem Einbrennen angenommen. Alle analytischen Studien wurden an dieser zwei Lagen Theorie orientiert und durchgeführt. Dazu wurden einige oberflächensensitive Techniken wie z.B. die kombinierte Röntgenphotoelektronen- und Augerelektronenspektroskopie (XPS/AES) und die Flugzeit-Sekundärionenmassenspektroskopie (TOF-SIMS) eingesetzt. Durch chemische Zustandsdiagramme und massenspektroskopische Strukturanalyse konnte die Ausbildung von Bindungen zwischen Glas und Silikon detektiert werden. Kontaktwinkelmessungen zeigten, daß das gebundene Silikon bis ca. 400°C thermostabil ist und oberhalb von 450°C pyrolysiert wird. Die extrahierbare Silikonfraktion wurde ebenfalls mit einigen analytischen Techniken im Vergleich mit den jeweiligen unbehandelten Ausgangsmaterialien untersucht. Chromatographische Studien mittels Größenausschluß- und Hochtemperatur-Gaschromatographie (SEC,GC) zeigten signifikante Unterschiede in der polymeren Zusammensetzung des PDMS. Die Molekulargewichtsmittel stiegen als Folge von Verlusten von niedermolekularen Siloxanen einer Größe zwischen 0-100 Siloxaneinheiten (SU) an. Diese Defizite können auf Verdampfungs- (0-50 SU) und Zersetzungsreaktionen (50-100 SU) zurückgeführt werden. Die Untersuchung des extrahierbaren eingebrannten Silikonöls mit der Fourier Transform Infrarot Spektroskopie (FTIR) zeigte keine strukturelle Veränderung der PDMS Moleküle, z.B. durch Hydrolyse, Oxidation oder Verzweigung an. Die Emulgatoren werden durch das Einbrennen zerstört. Dies wurde durch die 1H-Kernresonanz Spektroskopie (1H-NMR) nachgewiesen. Die Thermostabilität des PDMS wird durch katalytische Effekte der Emulsionshilfsstoffe und durch die Anwesenheit von Sauerstoff erniedrigt, wie aus thermogravimetrische Analysen (TGA) mit kommerziellen Silikonölen und Ölemulsionen modellhaft abgeleitet wurde. Um die Migration von Silikonölspuren in Arzneimittel in silikonisierten Glasbehältnissen zu bewerten wurde eine Atom Absorptions spektroskopische (AAS) Methode entwickelt und entsprechend den ICH-Richtlinien validiert (Bestimmungsgrenze in Liquida 10 mg/L). Die Schlußfolgerung aus den Analysen ist, daß nach der Einbrennsilikonisierung zwei differenzierbare Silikonfraktionen an der Glasoberfläche anwesend sind. Die kovalent gebundene Dünnschicht ist unlöslich und verliert ihren Ölcharakter, ist aber für die Hydrophobisierung ausreichend. In der löslichen Fraktion, werden die mittleren Molekulargewichte durch den Verlust von niedermolekularen Anteilen erhöht. Der Anteil dieser Schicht hängt von der eingesetzten Ausgangsmenge an Silikonöl ab. Durch die Entfernung der niedermolekularen Anteile und die Zerstörung der Emulgatoren können toxikologische Bedenken zurückgestellt werden. / Heat Curing Siliconization of Pharmaceutical Glass Containers The heat curing siliconization has long since been used to introduce special properties to pharmaceutical glass containers. Silicone oils are usually applied to the containers to form lubricating films on the inner surface of prefilled syringes or to gain hydrophobic container walls for clear draining aqueous solutions, e.g. in injection vials. Furthermore the deactivation of the glass wall reduces adsorption of hydrophilic drug compounds and increases the hydrolytic stability of the glass surface. Due to the parenteral targeting the glass containers are made from glass type 1 according to the European Pharmacopoeia. The silicone oil films (= trimethylsiloxy endcapped polydimethylsiloxane, PDMS) are spread from diluted aqueous silicone oil emulsions on the inner surface and successively heat treated above 300°C for 10-30 minutes. Apart from sterilization and depyrogenation, the silicone layer is changed by the burning-in treatment. In literature the process has previously been designated as heat fixing or heat curing assuming that silicone oil is immobilized by bonding to the glass or branching. Further effects such as vaporization or degradation were suggested along with the heating. Proving these suggestions analytically was therefore the aim of the dissertation. The properties of siliconized glass containers can be characterized by simple experiments. Extraction of the glasses with suitable organic solvents (e.g. toluene, dichloromethane) recovers most of the silicone (approximately 80%) after a typical heat curing process. Still, after exhaustive solvent extraction there are persisting hydrophobic properties of the glasses evidenced by high contact angles of water and changed draining behaviour of fluids in the containers. From this observations it was assumed that a bound and a soluble silicone species is present after the heat curing siliconization. All analytical studies were based on the two-layer hypothesis and thus divided in two parts. Several surface analysis techniques were employed to detect and characterize the fixed silicone layer among them the combined X-ray photoelectron and augerelectron spectroscopy (XPS/AES) and time-of-flight secondary ion mass spectroscopy (TOF-SIMS). The formation of new bonds between silicone and glass was evidenced by chemical state plots and mass spectroscopic structural analysis. Contact angle measurements showed that the bound silicone was thermostable up to 400°C and pyrolyzed at temperatures above 450°C. The extractable silicone was also studied with several analytical techniques in comparison with the respective uncured starting materials. Chromatographic studies using size exclusion (SEC) and high temperature gas chromatography (GC) revealed significant changes in the composition of the silicone polymer. The molecular weight averages increase because low molecular weight siloxanes (LMWS) with 0-100 dimethylsiloxane units are removed through the heat curing process. These deficits can be related to vaporization (molecules from 0-50 units) and degradation (molecules from 0-100 units) effects. A Fourier transform infrared spectroscopic (FTIR) investigation of the molecular structure of the extractable PDMS after heat treatment showed no chemical changes e.g. by hydrolysis, branching or oxidation. The emulsifiers are destroyed in the heating process which was proved by a proton nuclear magnetic resonance (1H-NMR) study. The thermostability of the silicones is decreased by katalytic effects of auxiliary substances in the emulsions and the presence of oxygen. This was concluded from model thermogravimetric studies (TGA) with commercial medical grade silicone oils and emulsions. To evaluate migration of silicone traces to drug formulations in siliconized glass containers a trace analytical method by graphite furnace atomic absorption spectrometry (GF-AAS) was developed and validated according to the ICH guidelines. In liquid formulations levels of 10µg/L can be properly quantified. It was concluded that two main species of silicone can be differentiated on the glass surface after heat curing siliconization. The bonded thin layer is insoluble and sufficient for hydrophobic deactivation. The oil properties are lost. The extractable fraction is altered by removal of LMWS which increases molecular weight and viscosity and determines the lubricating properties. Its amount depends on the used silicone mass. No toxicological concern has to be made about LMWS and emulsifiers in the drug product due to their removal in the curing step.
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Strukturelle Klebungen mit UV- und lichthärtenden Acrylaten

Vogt, Iris 30 March 2009 (has links)
UV- und lichthärtenden Acrylatklebstoffen steht ein breites Anwendungsspektrum im Konstruktiven Glasbau offen. Ihr farbloses und klares Erscheinungsbild fördert eine Konstruktion, die transparent und leicht wirken soll. Kurze Aushärtezeiten, die sich im Sekunden- oder einstelligen Minutenbereich bewegen, ermöglichen eine schnelle Herstellung und reduzieren die Lagerzeiten. Die geklebten Konstruktionen können direkt weiterverarbeitet werden. Durch diese Vorteile heben sie sich von den Silikonklebstoffen ab, die für ausge-wählte Anwendungen im Fassadenbau (Structural-Sealant-Glazing-Systems - SSGS) bauaufsichtlich zugelassen sind. Gegenstand dieser Arbeit ist die Aufstellung von Empfehlungen zur Planung und Berechnung struktureller Klebungen mit strahlungshärtenden Acrylaten. Dafür werden Klebstoffe an dem reinen Material sowie in Verbindungen mit Glas und Metall untersucht. Für ein umfangreiches Bild über das Verhalten des Materials bieten sich Substanzprüfkörper an, die mit überschaubarem Aufwand eine Auswertung verschiedener Einflüsse - beispielsweise Temperatur und Prüfgeschwindigkeit - erlauben. An in-situ-Prüfkörpern kann der Klebstoff in der Verbindung betrachtet werden. Durch Wechselwirkungen zwischen Klebstoff und Fügeteil bildet sich eine sogenannte Grenzschicht aus, die gradierte Eigenschaften besitzt und die Materialkennwerte - besonders bei dünnen Klebfugen - beeinflusst. Weiterhin erlauben diese Prüfkörper eine Aussage über das Tragverhalten der Klebverbindung. Um das Potenzial der Acrylatklebungen in der Glasarchitektur aufzuzeigen und in der Anwendung zu prüfen, werden Bauteile mit punktförmig geklebten Halterungen untersucht. Absturzsicherungen werden statischen und dynamischen Belastungen unterworfen. An Überkopfverglasungen werden Trag- und Resttragfähigkeitsuntersuchungen durchgeführt. Bauteile im Freien geben Aufschluss über das Alterungsverhalten unter natürlichen klimatischen Bedingungen. / UV and light curing acrylates present a whole host of possibilities for the implementation of glass construction. Their clear and colourless appearance produces a transparent and lightweight construction. Short curing times consisting of no more than mere minutes allow for quick production with minimal downtime within the overall process. Processing can be resumed immediately once bonding has occurred. The advantages of acrylates can be compared to the characteristics and properties of adhesive silicones which have been widely approved by building authorities for specific façade applications (Structural-Sealant-Glazing-Systems - SSGS). The subject matter of this study is the development of auxiliary tools to plan and design adhesively bonded joints of UV and light curing acrylates. These adhesives are, therefore, analysed both generally as bulk material and in applications as a joint between glass and metal. The use of dog bone shaped specimens is recommended to analyze the material behaviour under a variety of influence factors such as temperature and testing rate. The bonded joints of test specimens provide an opportunity to examine the interaction between the adhesive and the materials to which they are adhered. An interface with graded properties is formed based upon the interactions between adhesive joints and each particular substrate. Further on, bonded specimens enable the development of a statement concerning the load-bearing capacity of joints. Constructions having spot bonded joints are tested to demonstrate the potential use of acrylic joints in architectural glass treatments. Safety barriers are tested under both static and dynamic loads. Sloped roof systems are tested to substantiate load-bearing capacity and to verify any residual carrying capacity. Components are exposed to natural weathering in order to examine the affects of ageing on the adhesive.

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