Modellierung und Simulation der Degradation Mikrogel-funktionalisierter Fasern aus Polyester

Degradationszeiten von Polymeren betragen bei medizinischen Anwendungen zwischen Monaten und Jahren, wodurch experimentelle Untersuchungen, sowie Design und Optimierung medizinischer Implantate sehr zeitintensiv sind. Die Methoden der mathematisch-physikalischen Modellierung und Simulation bieten Möglichkeiten Zeit und die damit verbundenen Kosten zu sparen. In dieser Arbeit wird unter Verwendung eines solchen Modells die, aufgrund von Funktionalisierung mit Mikrogel, pH-neutrale Degradation von Fasern aus Polyester untersucht. Dazu wird erstmalig ein Modell für die Degradation Mikrogel-funktionalisierter Polyester aufgestellt und durch numerische Simulation analysiert. Die Beschreibung der Degradation von aliphatischen Polyestern, der Diffusion der Degradationsprodukte und der Wirkung des Mikrogels auf die Degradation sind notwendige Bestandteile des Modells. Die Anwendbarkeit des Modells wird anhand einer Modellaufgabe demonstriert, die das übergeordnete Ziel verfolgt, biodegradierbare Fasern mit pH-neutralem Abbauverhalten, beispielsweise für den Einsatz als Stützstrukturen in Blutgefäßen zu entwickeln. Der pH-Wert in der Umgebung der Faser wird in dieser Modellaufgabe als messbares Kriterium für den Fortschritt der Degradation vorhergesagt und anhand experimenteller Ergebnisse evaluiert.