Funktionelle Membranen für biomedizinische und technische Anwendungen
Mittels Electrospinning können wir aus Lösungen von synthetischen oder biobasierten Polymeren Fasern mit Durchmessern im Nano- bis Mikrometerbereich herstellen. Die daraus resultierenden Vliesmaterialien bzw. Membranen zeichnen sich durch eine sehr große spezifische Oberfläche und hohe Porosität aus. Durch die Inkorporation von verschiedenen Additiven ist eine vielfältige Funktionalisierung möglich.
Materialien und Fasermorphologien
In unseren elektrogesponnenen Membranen kommen neben Polyestern, Polyamiden, Polyurethanen und Polyethern auch Polysaccharide oder Proteine bzw. deren Gemische (Blends) zum Einsatz.
Zur weiteren Funktionalisierung lassen sich Additive wie Nanopartikel, bioaktive Wirkstoffe, Katalysatoren, Farbstoffe oder auch Bakterien in die Fasern integrieren.
Im Fokus unserer Arbeiten liegt die Verwendung von nichtfossilen Polymeren und Lösungsmitteln auf Basis nachwachsender Rohstoffe, die keine oder nur eine geringe Toxizität und Umweltschädlichkeit aufweisen (Green Electrospinning). Mit geeigneten Materialien und Prozessparametern können glatte, raue oder poröse Fasermorphologien erzeugt werden.
Anwendungsfelder
Für elektrogesponnene Nano- und Mikrofasermaterialien ergeben sich vielfältige Einsatzgebiete für biomedizinische und technische Anwendungen:
Anlagentechnik
Zur Fasererzeugung mit Durchmessern von 50 nm bis 5 µm stehen zwei nadelbasierte Spinnsysteme (E-Spintronic, Erich Huber GmbH) mit klimatisierten Prozessräumen zur Verfügung. Dabei sind wir in der Lage, Einzel-, Koaxial-, Blend- und gerichtete Fasern zu erzeugen. Die Generierung der Vliesmaterialien und Membranen mit einer Fläche von bis zu 300 cm² erfolgt auf verschiedenen Kollektortypen (Platten-, Stab- und Trommelkollektoren). In Form des Electrosprayings ist das Setup auch zur Beschichtung von Oberflächen (z. B. von Implantaten oder elektronischen Bauteilen) geeignet.
Um das Potential einer wirtschaftlichen Nutzbarkeit der Electrospinnings zu evaluieren, verfügen wir zudem über ein nadelloses Spinnsystem (NanospiderTM NS LAB 2.0, elmaco s.r.o.). Mit bis zu 100 ml Spinnlösung pro Batch und Rolle-zu-Rolle Kollektor (50 cm Breite) kann effektiv eine erste Upscaling-Stufe beim Spinnprozess erreicht werden.
Zur Charakterisierung der Membranen werden neben der Bestimmung der Fasereigenschaften (Lichtmikroskopie, REM, EDX, XPS und mechanische Kennwerte) für Anwendungen im medizinischen Bereich das Degradationsverhalten und die Wirkstofffreisetzung unter physiologischen Bedingungen sowie die Zytokompatibilität mit unterschiedlichen Zelllinien untersucht.
→ Details zu unserer gerätetechnischen Ausstattung
Gern unterstützen wir Sie bei der Entwicklung, Herstellung und Charakterisierung Ihrer elektrogesponnenen Materialien.
Bildergalerie
Sabrina Hauspurg
Bereichsleiterin Biomaterialien
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Telefon: +49 3641 282512
