Aarhus University Seal / Aarhus Universitets segl

Lasse Ellegaard Jørgensen

Lasse i laboratoriet

Bachelor i Nanoscience

Lasse Ellegaard Jørgensen har læst Nanoscience siden 2011 og har nu fået sin bachelorgrad. Han har valgt sit bachelorprojekt både, fordi han er fascineret af muligheden for at skabe bedre implantater, og fordi han gerne vil arbejde med materialekemi.

Projektet er udført i samarbejde med Dansk Teknologisk Institut, DTI, hvilket samtidigt gav Lasse en forsmag på, hvordan et arbejde efter studiet kunne tage sig ud og en oplevelse af at blive taget seriøst som forsker af færdiguddannede kandidater – heriblandt tidligere nanostuderende.

Bedre implantater med strontium/titanium overflader

Overfladen på implantater er meget vigtig for deres interaktioner med menneskekroppen. I visse operationer er det ønskværdigt, at knoglen gror sammen om implantatet, f.eks. når kunstige tænder skrues fast i kæben. Indtag af strontium kan hjælpe processen på vej, men har for mange bivirkninger. Forskerne på DTI forsøger derfor at lave en titaniumbelægning, der indeholder strontium, som kunne dække ydersiden af implantater. Titanium benyttes ofte til implantater, da det tolereres godt af kroppen og integreres relativt godt i mange væv.

Lasse har arbejdet på at øge mængden af strontium, der frigives fra belægningerne både ved at ændre mængden af strontium indlejret i titaniumbelægningen og ved at undersøge belægningens struktur.

Belægning af prøver ved Dansk Teknologisk Institut

Belægningerne er fremstillet ved hjælp af en teknik kaldet Physical Vapor Deposition, hvor man benytter et plasma – den fjerde tilstandsform – til at slå atomer fri fra det materiale, man ønsker at opbygge belægningen af. Når de lander på det materiale, man ønsker at belægge, bliver der gradvist opbygget et lag ud fra atomerne.

Lasse har opbygget sine lag på små stænger af rent titanium for at efterligne et lille implantat. Han har brugt en maskine på DTI til at gøre dette. Den har nemlig mulighed for at rotere og dække mange prøver på én gang, hvilket er ønskværdigt, hvis teknikken skal bruges industrielt.

Lasse har fremstillet belægninger, hvor han brugte to materialer på samme tid, nemlig rent titanium og 30% titanium/70 % SrTiO3. Ved at variere hvilket materiale, der ramtes mest af plasmaet, kunne han variere strontiumindholdet i belægningen. Det er ikke muligt at bruge rent strontium til at opbygge lagene, da det ikke er stabilt nok. Belægningerne var kun omkring 3µm tykke, dvs. 3 tusindedele af en mm.

Generelt opdagede Lasse, at lagene, der var fremstillet med højere indhold af strontium, også afgav mere strontium, når han opbevarede dem i en bufferopløsning for at efterligne et ophold i kroppen. Forskellen i mængden af afgivet strontium var dog mindre, end man skulle forvente. Forklaringen har han fundet i lagenes struktur. Lasse har nemlig undersøgt sine prøver med Scanning Elektron Mikroskopi (SEM), der giver billeder med langt større opløsning end normal lysmikroskopi. Og han kan se, at prøverne med lavt strontiumindhold er mere porøse, og derfor har bedre mulighed for at afgive strontium til omgivelserne.

Det er muligt at ændre lagenes struktur på forskellig vis, så næste skridt er at skabe mere porøse udgaver af de mest strontiumholdige belægninger og at teste belægningerne over længere tid, end Lasse havde mulighed for. Der arbejdes stadig på projektet, og Lasse er mere interesseret i implantater end nogensinde.

Skrevet af Thea Marie Lyngby Bøggild

Figur fra Lasses bacheloropgave. RTP 1.0 er den mest strontiumholdige prøve, mens RTP 0.2 har mindste strontium indhold af alle Lasses prøver. Billederne er taget med SEM, og viser strukturen af overfladen på belægningerne. Det ses at RTP 0.2 har en mere porøs struktur. Den sorte linje angiver skalaen på billederne, og svarer til en afstand på 1µm

Hvis du har spørgsmål til iNANOs formidlingsaktiviteter kontakt venligst besoegsservice@inano.au.dk.