University of Groningen Polyurethane scaffolds as meniscus reconstruction materials Heijkants, Ralf Guillaume Jean Catharina IMPORTANT NOTE: You are advised to consult the publisher's version (publisher's PDF) if you wish to cite from it. Please check the document version below. Document Version Publisher's PDF, also known as Version of record Publication date: 2004 Link to publication in University of Groningen/UMCG research database Citation for published version (APA): Heijkants, R. G. J. C. (2004). Polyurethane scaffolds as meniscus reconstruction materials s.n. Copyright Other than for strictly personal use, it is not permitted to download or to forward/distribute the text or part of it without the consent of the author(s) and/or copyright holder(s), unless the work is under an open content license (like Creative Commons). Take-down policy If you believe that this document breaches copyright please contact us providing details, and we will remove access to the work immediately and investigate your claim. Downloaded from the University of Groningen/UMCG research database (Pure): http://www.rug.nl/research/portal. For technical reasons the number of authors shown on this cover page is limited to 10 maximum. Download date: 27-07-2017
Polyurethane scaffolds as meniscus reconstruction materials Ralf Heijkants
Polyurethane scaffolds as meniscus reconstruction materials R.G.J.C.Heijkants Ph.D. Thesis University of Groningen, The Netherlands MSC Ph.D.-thesis series 2004-09 ISSN: 1570-1530 ISBN: 90 367 2169 5 Omslag: The Way to Result Origineel schilderij: Acryl op linnen door Marie José Knops Dit onderzoek is gefinancierd door de Nederlandse Organisatie voor Wetenschappelijk onderzoek - Chemische Wetenschappen (CW-NWO) 2
Rijksuniversiteit Groningen Polyurethane scaffolds as meniscus reconstruction materials Proefschrift ter verkrijging van het doctoraat in de Wiskunde en Natuurwetenschappen aan de Rijksuniversiteit Groningen op gezag van de Rector Magnificus, dr. F.Zwarts, in het openbaar te verdedigen op vrijdag 10 december 2004 om 14.45 uur door Ralf Guillaume Jean Catharina Heijkants geboren op 11 augustus 1973 te Sittard 3
Promotor: Prof.dr.A.J.Schouten Beoordelingscommissie: Prof.dr.ir. H.J.Busscher Prof.dr. R.R.M. Bos Prof.dr. P.J.Lemstra 4
Voorwoord Het heeft even op zich laten wachten, maar uiteindelijk ligt hier dan toch het eindresultaat voor je. Vanzelfsprekend is het dat dit proefschrift niet tot stand zou zijn gekomen zonder de medewerking van behoorlijk wat mensen, die ik dan ook zou willen bedanken. Mocht ik iemand vergeten zijn, wat waarschijnlijk wel het geval is, dan zou ik bij voorbaat sorry willen zeggen. Als eerste gaat mijn dank uit naar zowel Prof. Pennings als Jacqueline. Zonder hen was ik nooit in Groningen terechtgekomen. Ik heb veel van jullie geleerd. Al was het even wennen; de discussies met Prof. Pennings waren inspirerend en interessant. Ook ben ik erg trots op het feit dat jij Jacqueline samen met Peter het hebt aangedurfd om beide jullie baan op te zeggen om ons werk te gaan vercommercialiseren. Als tweede wil ik Prof. Schouten bedanken. Ondanks dat het een redelijk nieuw vakgebied voor jou was, heb je het toch aangedurfd om mijn promotor te worden. Ook de discussies met jou heb ik altijd erg leuk en interessant gevonden. Naast de mensen van het project uit Groningen heb ik altijd met veel plezier samen gewerkt met de mensen uit Nijmegen : Prof. Veth, Dr. Buma, Tony van Tienen en Navin Ramrattan. Deze samenwerking was een van de belangrijkste redenen voor mij om te kiezen voor dit project. In medisch opzicht heb ik veel van jullie geleerd en de samenwerking zorgde ervoor dat het onderzoek lekker concreet was en met een overduidelijk doel. Het is een erg leuk team geweest, waarmee ik met veel plezier heb samengewerkt. Het spelletje van wanneer en hoeveel schuim heb ik ook altijd erg leuk gevonden. Mocht ik ooit orthopedisch in de kreukels liggen, dan zal ik me aan jullie toevertrouwen. Ralph; jou kan ik nooit genoeg bedanken, zowel voor wat betreft mijn promotie als op sociaal gebied, ben jij onmisbaar geweest. Ik heb het altijd erg leuk gevonden om met jou samen te werken en gezellig een biertje te drinken. Ik weet zeker dat jij over een paar jaar een mooi resultaat zult afleveren. Ook wil ik nog Leendert, Gerrit, Hendrik en Jeroen bedanken; zij hebben het aangedurfd om bij mij/ons te komen afstuderen. De stagiares mag ik natuurlijk ook niet vergeten: Macro, Ruud, Edward, Ida en Anja. Zij hebben ook zeker een onmisbare bijdrage geleverd. Als jullie je werk hier niet terug vinden, dan komt het zeker in het proefschrift Danijela te staan. Ik hoop dat jullie allemaal even veel geleerd hebben en plezier gehad hebben, zoals ik met jullie heb gehad. Verder wil ik nog alle mensen van het lab en erbuiten bedanken voor alle hulp en voor de leuke tijd die ik met hen heb gehad. In een te verwaarlozen volgorde onder andere: Coenraad, Danijela, Folkert, Hans, Hilda, Karin, Margie, Onno, Sander, Pieter, Ronald, Sonja, Willem, de mensen van de technische diensten & de bieb. In het speciaal wil ik nog Harry Nijland, Gert Alberda en Joop Vorenkamp bedanken voor de technische en wetenschappelijke ondersteuning die ik van hen heb gekregen en Pascal en Maarten voor het paranimf willen zijn. En als allerbelangrijkste natuurlijk 5
mijn ouders en mijn zus voor hun eeuwigdurende vertrouwen en steun die ik altijd van hen heb mogen ontvangen! Net zoals de ups en downs die ik op het lab ben tegengekomen zijn er buiten het lableven ook nog veel dingen gebeurt. Toch wil ik zeker niet zeggen dat ik de afgelopen tijd had willen veranderen en als dingen precies lopen zoals je het had verwacht is de uitdaging er tenslotte ook vanaf. Een beetje risico en onverwachte dingen maken het werk en het leven spannend en interessant. Dank je wel, Ralf 6
8
Contents 1. General introduction 9 2. Thermal and mechanical properties of thermally polymerized polyurethanes based on poly(ε-caprolactone) and 1,4-butanediisocyanate with uniform hard segments 27 3. Influence of soft segment polydispersity on the thermal and mechanical properties of a polyesterurethane 55 4. Extruder synthesis of a new class of polyurethanes: Polyacylurethanes based on poly(ε-caprolactone) oligomers 69 5. Preparation of a polyurethane scaffold for meniscus reconstruction made by a combination salt leaching and freeze-drying 87 6. Polyurethane scaffold formation via a combination of salt leaching and thermally induced phase separation 97 7. Phase transitions in segmented polyesteurethane DMSO water systems 123 8. Degradation of 1,4-butanediisocyanate and poly(ε-caprolactone) based polyurethanes. Part I influence of soft segment length 139 9. Degradation of 1,4-butanediisocyanate and poly(ε-caprolactone) based polyurethanes. Part II NaCl influence 157 10. Biological evaluation of porous degradable polyurethane scaffolds as meniscus replacement 167 Summary 185 Samenvatting 189 7