OPPBYGGING AV KROPPSDELER VED HJELP AV TRÆR INNOVATIV BRUK AV NANOCELLULOSE

Størrelse: px

Begynne med side:

Download "OPPBYGGING AV KROPPSDELER VED HJELP AV TRÆR INNOVATIV BRUK AV NANOCELLULOSE"

Eivind Thorsen
4 år siden
Visninger:

1 OPPBYGGING AV KROPPSDELER VED HJELP AV TRÆR INNOVATIV BRUK AV NANOCELLULOSE Kristin Syverud Forskningssjef RISE PFI Mære Landbruksskole, 19. juni 2019 RISE PFI AS

2 RISE PFI Hva er nanocellulose? Anvendelser av nanocellulose Regenerering av kroppsvev ved hjelp av nanocellulose 2

3 RISE PFI 3

4 Tidslinje RISE PFI PFI GRUNNLAGT IN OSLO FLYTTING TIL TRONDHEIM NYE LOKALER VED SKØYEN, OSLO NYTT BYGG PÅ VINDEREN, OSLO 2003 AKSJESELSKAPET PAPIR- OG FIBERINSTITUTTET AS ETABLERT 2004 PFI BLIR EN DEL AV SVENSKE STFI-PACKFORSK INNVENTIA DEL AV RISE PFI ENDRER NAVN TIL RISE PFI STFI-PACKFORSK ENDRER NAVN TIL INNVENTIA 4

5 RISE PFI, en del av divisjonen RISE Bioøkonomi RISE Research Institutes of Sweden AB Antall medarbeidere: 2700 Demonstrasjonsanlegg: Ca 100 5

6 Skogen som ressurs Fotosyntesen er grunnlaget for alt liv på jorda Forsvarlig skogbruk konkurerer ikke med matvareproduksjon Skog er den viktigste kilden til cellulose 6

Treet en unik ressurs for fremtidens biobaserte samfunn MATERIALER KJEMIKALIER Gjødsel Konstruksjons materialer Helseprodukter Funksjonskjemikalier

7 Treet en unik ressurs for fremtidens biobaserte samfunn MATERIALER KJEMIKALIER Gjødsel Konstruksjons materialer Helseprodukter Funksjonskjemikalier Medisinske produkter Fôr Næringsmidler Hygiene produkter Emballasje Trykkpapir Tekstiler ENERGI Biobaserte kjemikalier Biodrivstoff Varme El-kraft 7

8 Fokusområder ved RISE PFI Bioraffinering og bioenergi Fiberteknologi og applikasjoner Biokompositter Nanocellulose og karbohydratpolymerer 8

9 Hva er nanocellulose? 9

10 Nanocellulose naturens eget nanomateriale

11 Image: Gary Chinga Carrasco, RISE PFI 11

12 Vedstruktur 12

13 Nano 10-9 Figur: Reidun Cecilie Grønfur Aadland, PhD student i PFI prosjektet GreenEOR 13

14 Alle grønne planter inneholder nanocellulose

15 Produksjon ulik morfologi 15

16 Produksjon ulik overflatekjemi 16

17 Produksjon mange ulike typer nanocellulose Nøytral Positivt ladd Negativt ladd Varierende ladningstetthet Ulik diameter og lengde på fibriller Ulik lengde på molekylene som fibriller er lagd av 17

18 Anvendelser av nanocellulose 18

Anvendelser Engineering av nanocelluloser

majones, brød) Kosmetikk Sement Oil field

19 Anvendelser Engineering av nanocelluloser for ulike anvendelser Papir og emballasje Trykkpapir Barriere-egenskaper i emballasje Rheologi og emulsjoner Paper Packaging Enhanced oil recovery (EOR) Borevæsker Mat (f.eks. majones, brød) Kosmetikk Sement Oil field applications Food Cement Medisinske anvendelser Sårheling Regenerering av skadet vev scaffolds Drug Foto: delivery Håkon Thingstad Wound healing Tissue engineering

Kitosan Plastsubstitutter må være delvis hydrofile

20 Substitutter for plast Grønne polymere Nanocelluloser Plastisert cellulose Lignin og Blå polymere Alginat Kitosan Plastsubstitutter må være delvis hydrofile (vannelskende) sånn at mikroorganismer kan angripe og bryte ned 20

21 Regenerering av kroppsvev ved hjelp av nanocellulose 21

22 22

23 Levende stamceller SCAFFOLD/ STILLAS/ skjelett NY VEVSSTRUKTUR

Nanocellulose for regenerering av kroppsdeler Krav til «scaffolds» for regenerering av vev: Ikke toksisk Porøst slik at man kan ha vekst av celler og plass til blodårer De mekaniske

24 Nanocellulose for regenerering av kroppsdeler Krav til «scaffolds» for regenerering av vev: Ikke toksisk Porøst slik at man kan ha vekst av celler og plass til blodårer De mekaniske egenskapene må være de riktige for det vevet som skal regenereres Overflatekjemien må være slik at den fremmer at celler fester seg, deler seg og danner vev Det må gradvis brytes ned 24

25 Nanocellulose for regenerering av kroppsdeler Cytotoksisitetstester Ingen skadelige effekter har blitt observert Alexandrescu, L., Syverud, K., Gatti, A., Chinga-Carrasco, G.: Cytotoxicity tests of cellulose nanofibril-based structures, Cellulose, 20 (4), ,

26 Nanocellulose for regenerering av kroppsdeler Konstruksjon av porøse, cellevennlige strukturer Syverud, K., Kirsebom, H., Hajizadeh, S. and Chinga-Carrasco, G. "Cross-linking cellulose nanofibrils for potential elastic cryo-structured gels". Nanoscale research letters 6:626 (2012)

27 Nanocellulose for regenerering av kroppsdeler Mekaniske egenskaper må kunne kontrolleres 27

28 Nanocellulose for regenerering av kroppsdeler Kontroll av mekaniske egenskaper Kryssbinding: Fibriller bindes sammen med kryssbindingsmolekyler Syverud, K., Pettersen, S., Draget, K. and Chinga-Carrasco, G. (2015): Controlling the Elastic Modulus of Cellulose Nanofibril Hydrogels scaffolds with potential in tissue engineering. Cellulose, 22 (1), , DOI: /s

Modulus (Pa) Nanocellulose for regenerering av kroppsdeler Kontroll av mekaniske egenskaper med ioner 9000 8000 7000 6000 5000 4000 3000 2000

29 Modulus (Pa) Nanocellulose for regenerering av kroppsdeler Kontroll av mekaniske egenskaper med ioner G" G' TO-CNF CM-CNF TO-CNF CM-CNF Before DMEM After DMEM 29 Kryssbinding av hydrogeler med cellekulturmedium forbedrer mekaniske egenskaper

30 Overflatekjemi I Overflatekjemi II Nanocellulose for regenerering av kroppsdeler In vitro cytokompatibilitet ulik overflatekjemi Dag 1 Dag 4 Dag 7 Rashad, Heggset, Mustafa and Syverud, Biomacromolecules

31 Nanocellulose for regenerering av kroppsdeler In vivo cytokompatibilitet ulik overflatekjemi Overflatekjemi II Overflatekjemi I Overflatekjemi II Overflatekjemi I 31

32 Nanocellulose for regenerering av kroppsdeler In vivo cytokompatibilitet ulik overflatekjemi TEMPO CMC Gelatin Dag 0 Dag 90 32

33 Nanocellulose for regenerering av kroppsdeler Rashad, A.: Wood-Based Nanocellulose Hydrogels for Tissue Engineering Applications, Dr. thesis, University of Bergen,

34 TAKK Kristin Syverud

Like dokumenter

Mulige nye produkter for norsk treforedlingsindustri. Philip Reme, Papir- og fiberinstituttet AS

Mulige nye produkter for norsk treforedlingsindustri Philip Reme, Papir- og fiberinstituttet AS Vi kan skape forutsetninger for lønnsom treforedlingsindustri i Norge Utnytt den norske råvaren optimalt,