Theseus käyttökatko ma 22.4. klo 12 alkaen. Katko jatkuu 22.4. klo 15 asti ja on koko Theseuksen laajuinen. Lisäksi töiden käsittely ja syöttö on estetty ti 23.4. ainakin klo 12 asti.
Theseus service break from Mon 22.4. at 12:00. The break will last until 15:00 on Mon 22.4. and is Theseus-wide. In addition, processing and uploading of work will be blocked until at least 12:00 on Tue 23.4.
Surrogaattien tutkiminen lääkeaineen teknisenä korvikkeena elastomeeriletkussa
Lahtinen, Oona (2021)
Lahtinen, Oona
2021
All rights reserved. This publication is copyrighted. You may download, display and print it for Your own personal use. Commercial use is prohibited.
Julkaisun pysyvä osoite on
https://urn.fi/URN:NBN:fi:amk-2021110419276
https://urn.fi/URN:NBN:fi:amk-2021110419276
Tiivistelmä
Tämän opinnäytetyön tarve syntyi, kun silikonielastomeeri-pohjaisen lääkeainekomponentin korvaavalle materiaalille oli tarvetta uusien tuotantokoneiden projekteissa. Opinnäytetyön tarkoituksena oli tutkia erilaisia surrogaatteja, joilla lääkeaine-elastomeeriletkun sisältämä vaikuttava aine voidaan korvata. Tarkoituksena oli, että elastomeeri-surrogaattiseoksesta ekstrudoitujen letkujen ominaisuudet vastaavat mahdollisimman hyvin lääkeaine- elastomeeriseoksesta valmistettujen letkujen ominaisuuksia. Tavoitteena oli vastata kysymykseen, millaisella elastomeeri-surrogaattiseoksella saadaan jäljiteltyä parhaiten lääkeaine-elastomeeriletkua erityisesti tiheyden, mekaanisten ominaisuuksien sekä pintaominaisuuksien osalta.
Opinnäytetyön kirjallisessa osuudessa käsitellään työssä käytettäviä lähtöaineita, elastomeeri- surrogaattimassoista tutkittavia ominaisuuksia ja niiden tutkimiseen käytettäviä analyysejä tarkemmin. Lisäksi alussa esitellään työssä käytettäviä surrogaatteja ja niiden ominaisuuksia.
Opinnäytetyön kokeellisessa osuudessa käsitellään yhteensä kolmea eri elastomeeri- surrogaattimassojen valmistusvaihetta. Ensimmäisessä vaiheessa valmistettiin kuusi erilaista elastomeeri-surrogaattimassaa ja arvioitiin surrogaattien yhteensopivuutta elastomeerin kanssa. Tämän jälkeen ensimmäisen vaiheen testimassat analysoitiin ja niistä saatujen tulosten perusteella suunniteltiin ja valmistettiin toisen vaiheen elastomeeri-surrogaattimassat. Kolmannessa vaiheessa valmistettiin elastomeeri-alumiinisilikaattimassoja alemmilla pitoisuuksilla, sillä ensimmäisessä vaiheessa saatujen tulosten perusteella 50 % alumiinisilikaatti oli potentiaalinen, mutta vetolujuuden ja vetomoduulin osalta lääkeaineen vastaavia korkeampi. Testimassojen valmistuksen jälkeen työssä käydään läpi testimassojen analysointiin liittyvät vaiheet sekä niistä saadut tulokset ja lopuksi yhteenvedossa pohditaan, miten työtä jatketaan tästä eteenpäin.
Opinnäytetyössä saadut tulokset osoittavat, että lääkeaine-elastomeeriletkun sisältämän vaikuttavan aineen korvaisi parhaiten 40 % alumiinisilikaatti tai 50 % kalsiumstearaatti, sillä ne vastaavat ominaisuuksiltaan parhaiten lääkeainereferenssiä. Nämä kaksi potentiaalisinta surrogaattia valitaan seuraavaan vaiheeseen ekstrudointiin, surrogaattiletkujen analysointiin ja tuotantokoneiden testauksiin. Mahdollisesti voidaan vielä jatkaa myös elastomeeri- alumiinisilikaattimassan ja elastomeeri-kalsiumstearaattimassan seossuhteiden optimoimista. The need for this thesis arose from the need for a replacement material for the silicone elastomer- based drug component in projects with new production machines. The objective of this thesis was to study a variety of surrogates with which the active substance contained in the drug-elastomer hose can be replaced. The purpose was that the properties of the hoses extruded from the surrogate mixture would correspond as well as possible to hoses made of the drug-elastomer mixture. The aim was to determine what kind of surrogate could best mimic the drug-elastomer hose, particularly in terms of density, mechanical properties, and surface characteristics.
The written section of this thesis discusses the starting materials used in this study, the characteristics of elastomer-surrogate masses to be studied and the analyses used to study them in more detail. In addition, the surrogates used in work and their properties are presented at the beginning.
The experimental part of this thesis discusses a total of three different stages of preparation of elastomer-surrogate masses. The first phase produced six different elastomer-surrogate masses and assessed the compatibility of the surrogates with the elastomer. The first phase test masses were then analyzed and based on the results obtained, the elastomer-surrogate masses of the second stage were designed and prepared. The third stage produced elastomer-aluminum silicate masses at lower concentrations, as the results obtained in the first stage suggested 50% aluminum silicate was potential but had greater tensile strength than the equivalent of the drug. After the preparation of the test masses, the thesis discusses the steps involved in analyzing the test masses and the results obtained from them, and finally in the summary, further research needs are discussed.
Based on the results obtained in this thesis, the active substance contained in the drug-elastomer hose would best be replaced with 40% aluminum silicate or 50% calcium stearate, as they correspond to the drug’s properties the best. These two most potential surrogates are selected for the next step which includes extrusion and analysis of surrogate hoses and testing of the production equipment. Further optimization of the mixture ratios of elastomer-aluminum silicate mass and elastomer-calcium stearate mass may also be performed.
Opinnäytetyön kirjallisessa osuudessa käsitellään työssä käytettäviä lähtöaineita, elastomeeri- surrogaattimassoista tutkittavia ominaisuuksia ja niiden tutkimiseen käytettäviä analyysejä tarkemmin. Lisäksi alussa esitellään työssä käytettäviä surrogaatteja ja niiden ominaisuuksia.
Opinnäytetyön kokeellisessa osuudessa käsitellään yhteensä kolmea eri elastomeeri- surrogaattimassojen valmistusvaihetta. Ensimmäisessä vaiheessa valmistettiin kuusi erilaista elastomeeri-surrogaattimassaa ja arvioitiin surrogaattien yhteensopivuutta elastomeerin kanssa. Tämän jälkeen ensimmäisen vaiheen testimassat analysoitiin ja niistä saatujen tulosten perusteella suunniteltiin ja valmistettiin toisen vaiheen elastomeeri-surrogaattimassat. Kolmannessa vaiheessa valmistettiin elastomeeri-alumiinisilikaattimassoja alemmilla pitoisuuksilla, sillä ensimmäisessä vaiheessa saatujen tulosten perusteella 50 % alumiinisilikaatti oli potentiaalinen, mutta vetolujuuden ja vetomoduulin osalta lääkeaineen vastaavia korkeampi. Testimassojen valmistuksen jälkeen työssä käydään läpi testimassojen analysointiin liittyvät vaiheet sekä niistä saadut tulokset ja lopuksi yhteenvedossa pohditaan, miten työtä jatketaan tästä eteenpäin.
Opinnäytetyössä saadut tulokset osoittavat, että lääkeaine-elastomeeriletkun sisältämän vaikuttavan aineen korvaisi parhaiten 40 % alumiinisilikaatti tai 50 % kalsiumstearaatti, sillä ne vastaavat ominaisuuksiltaan parhaiten lääkeainereferenssiä. Nämä kaksi potentiaalisinta surrogaattia valitaan seuraavaan vaiheeseen ekstrudointiin, surrogaattiletkujen analysointiin ja tuotantokoneiden testauksiin. Mahdollisesti voidaan vielä jatkaa myös elastomeeri- alumiinisilikaattimassan ja elastomeeri-kalsiumstearaattimassan seossuhteiden optimoimista.
The written section of this thesis discusses the starting materials used in this study, the characteristics of elastomer-surrogate masses to be studied and the analyses used to study them in more detail. In addition, the surrogates used in work and their properties are presented at the beginning.
The experimental part of this thesis discusses a total of three different stages of preparation of elastomer-surrogate masses. The first phase produced six different elastomer-surrogate masses and assessed the compatibility of the surrogates with the elastomer. The first phase test masses were then analyzed and based on the results obtained, the elastomer-surrogate masses of the second stage were designed and prepared. The third stage produced elastomer-aluminum silicate masses at lower concentrations, as the results obtained in the first stage suggested 50% aluminum silicate was potential but had greater tensile strength than the equivalent of the drug. After the preparation of the test masses, the thesis discusses the steps involved in analyzing the test masses and the results obtained from them, and finally in the summary, further research needs are discussed.
Based on the results obtained in this thesis, the active substance contained in the drug-elastomer hose would best be replaced with 40% aluminum silicate or 50% calcium stearate, as they correspond to the drug’s properties the best. These two most potential surrogates are selected for the next step which includes extrusion and analysis of surrogate hoses and testing of the production equipment. Further optimization of the mixture ratios of elastomer-aluminum silicate mass and elastomer-calcium stearate mass may also be performed.