Biomedical applications of nanofibrillar cellulose

Näytä tavanomaiset kuvailutiedot

dc.contributor Helsingin yliopisto, farmasian tiedekunta fi
dc.contributor Helsingfors universitet, farmaceutiska fakulteten sv
dc.contributor University of Helsinki, Faculty of Pharmacy, Farmaseuttisten biotieteiden osasto en
dc.contributor Materiaalitutkimuksen ja nanotieteiden tohtoriohjelma fi
dc.contributor Doktorandprogrammet i materialforskning och nanovetenskap sv
dc.contributor Doctoral Programme in Materials Research and Nanoscience en
dc.contributor.author Laurén, Patrick fi
dc.date.accessioned 2018-06-11T09:04:28Z
dc.date.available 2018-06-19 fi
dc.date.available 2018-06-11T09:04:28Z
dc.date.issued 2018-06-29 fi
dc.identifier.uri URN:ISBN:978-951-51-4351-8 fi
dc.identifier.uri http://hdl.handle.net/10138/235619
dc.description.abstract Hydrogels are emerging as an important source for current biomaterial design, as they often possess intrinsic physical and mechanical similarities with soft tissue, are non-toxic and biocompatible. However, many hydrogel-based biomimetic materials are either derived from limited sources, or require external activators to achieve functionality, such as chemical crosslinking or environmental cues. Furthermore, many cross-linkers used with hydrogels are toxic, and environmental cues invoke slow responses. Therefore, to function as a rational biomaterial design for a biomedical application, these properties are preferably avoided, or improved with a composite system containing two or more polymer components to overcome these limitations. Plant-derived nanofibrillar cellulose (NFC) possesses the same intrinsic properties as many other hydrogels derived from the components of extracellular matrices (ECM). Therefore, NFC shares the biocompatibility and non-toxicity aspects of biomimetic materials. However, additional features of NFC can be exploited, such as shear-thinning properties, spontaneous self-gelation and chemical modification capabilities. Additionally, the source of NFC is practically inexhaustible, and is environmentally biodegradable, bearing no ecological burden. Therefore, when designing hydrogel-based biomaterials, NFC offers versatility, which enables the fabrication of potential biomedical applications for various purposes in an environmentally safe way. In this thesis, a wide range of potential applications of NFC-based hydrogels were investigated. These include 3D cell culturing, in vivo implantation and coating systems for drug and cell delivery, controlled drug delivery and local delivery as a bioadhesive system. These methods offer insight into the versatility of NFC-based hydrogels, which could improve the future design of biomaterials, for a safer and more efficient use in biomedical applications. en
dc.description.abstract Hydrogeelien käyttö uusien biomateriaalien lähteenä on jatkuvasti nousussa, koska niiden fysikaaliset ja mekaaniset ominaisuudet muistuttavat luontaisesti pehmytkudosta, ja ne ovat biologisesti yhteensopivia aiheuttamatta solutoksisuutta. Kuitenkin, monet hydrogeeleihin perustuvat biomimeettiset materiaalit ovat peräisin rajallisista lähteistä tai vaativat ulkoisia aktivaattoreita funktionaalisuuden takaamiseksi. Funktionaalisuus saavutetaan usein ympäristössä olevien tekijöiden avulla, kuten lämmön tai pH:n vaikutuksesta, tai kemiallisilla yhdisteillä. Monet hydrogeelejä aktivoivat kemialliset yhdisteet ovat kuitenkin solutoksisia, ja lisäksi, ympäristön kautta tapahtuva aktivointi on usein prosessina liian hidas. Tästä syystä, funktionaalisten biomateriaalien suunnittelussa näitä ominaisuuksia pyritään välttämään. Tai näitä ominaisuuksia pyritään korjaamaan yhdistämällä kahta tai useampaa polymeerikomponenttia samaan systeemiin. Kasviperäisellä nanofibrillaarisella selluloosalla (NFC) on samoja ominaispiirteitä kuin monilla muillakin hydrogeeleillä, jotka ovat peräisin ekstrasellulaarisesta matriisista. Tästä johtuen, NFC:llä on myös biomimeettisiä ominaisuuksia, kuten esimerkiksi biologinen yhteensopivuus ja myrkyttömyys. Näiden lisäksi, NFC:n muita ominaisuuksia voidaan hyödyntää, kuten leikkausohenevuutta, spontaania gelatinoitumista ja kemiallista muokattavuutta. Lisäksi NFC:n lähde raaka-aineena on käytännössä loputon ja se on ympäristössä biologisesti hajoava. Näistä syistä NFC on erittäin monipuolinen uusien biomateriaalien suunnittelussa. NFC:n avulla on mahdollista valmistaa potentiaalisia biolääketieteellisiä sovelluksia erilaisiin tarkoituksiin ympäristöystävällisellä tavalla. Tässä työssä tutkittiin NFC-pohjaisten hydrogeelien mahdollisia farmaseuttisia ja biolääketieteellisiä sovelluksia. Näitä sovelluksia ovat mm. 3D-soluviljely, in vivo implantaatio- ja päällystysmateriaali lääkeaineiden ja solujen kuljettamiseen elimistöön sekä kontrolloitu- ja paikallinen lääkeannostelu bioadhesiivisena lääkevalmisteena. Nämä menetelmät kartuttavat uutta tietoa liittyen NFC-pohjaisten hydrogeelien monipuolisuuteen. Lisäksi, näiden menetelmien avulla on mahdollista kehittää biomateriaalien suunnittelua kohti turvallisempaa ja tehokkaampaa biolääketieteellisten sovellusten käyttöä. fi
dc.format.mimetype application/pdf fi
dc.language.iso en fi
dc.publisher Helsingin yliopisto fi
dc.publisher Helsingfors universitet sv
dc.publisher University of Helsinki en
dc.relation.isformatof URN:ISBN:978-951-51-4350-1 fi
dc.relation.isformatof Helsinki: Unigrafia Oy, 2018 fi
dc.rights Julkaisu on tekijänoikeussäännösten alainen. Teosta voi lukea ja tulostaa henkilökohtaista käyttöä varten. Käyttö kaupallisiin tarkoituksiin on kielletty. fi
dc.rights This publication is copyrighted. You may download, display and print it for Your own personal use. Commercial use is prohibited. en
dc.rights Publikationen är skyddad av upphovsrätten. Den får läsas och skrivas ut för personligt bruk. Användning i kommersiellt syfte är förbjuden. sv
dc.subject fi
dc.title Biomedical applications of nanofibrillar cellulose en
dc.type.ontasot Väitöskirja (artikkeli) fi
dc.type.ontasot Doctoral dissertation (article-based) en
dc.type.ontasot Doktorsavhandling (sammanläggning) sv
dc.ths Yliperttula, Marjo fi
dc.ths Laaksonen, Timo fi
dc.ths Urtti, Arto fi
dc.opn Rojas, Orlando fi
dc.type.dcmitype Text fi

Tiedostot

Latausmäärä yhteensä: Ladataan...

Tiedosto(t) Koko Formaatti Näytä
Biomedic.pdf 5.621MB PDF Avaa tiedosto

Viite kuuluu kokoelmiin:

Näytä tavanomaiset kuvailutiedot