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Die feuchte Wundbehandlung ist ein elementarer Bestandteil zeitgemäßer Wundversorgung. Bereits im 19. Jahrhundert wandte F. Hebra in Wien kontinuierliche Wasserbäder bei brandverletzten Patienten erfolgreich an. G. D. Winter zeigte 1962 erstmals experimentell am Schwein, dass es unter einem Okklusivverband innerhalb kürzerer Zeit zu einer vollständigeren Epithelisierung kommt als bei Luftexposition. Bei der Entwicklung von liposomalen Hydrogelen mit wundheilenden Eigenschaften kann somit das Verhalten der Wasserabgabe an die Haut bzw. das Abdampfverhalten von Wasser - bis hin zum Eintrocknen des Gels - ein qualitätsrelevanter Parameter sein. In diesem Rahmen wurde die Anwendungsbreite der Wasserdampfsorption auf halbfeste pharmazeutische Zubereitungen erweitert, um das Abdampfverhalten näher zu untersuchen und quantifizieren zu können.
Für die Untersuchungen wurden drei unterschiedlich hergestellte bzw. gelagerte wundheilende Gele verwendet.
Dazu wurden Wasserdampfsorptionmessungen an Hydrogelen unterschiedlicher Chargen durchgeführt. Die eingewogenen Proben wurden mit 2 unterschiedlichen DVS-Varianten vermessen:
1. bei einer konstanten Feuchte von 50% relativer Feuchte (r. F.)
2. mit einem vorgegebenen definierten Feuchteprofil (zunächst abnehmende Feuchte von 95% bis 0% r. F. in 5%-Schritten und danach analoger Wiederanstieg auf das Ausgangsniveau).
Eine vergleichbare Oberfläche wurde unter Verwendung einer definierten Tropfengröße (Spritze) erreicht. Jeweils durchgeführte Doppelbestimmungen zeigen die gute Reproduzierbarkeit der Messungen.
Zur Charakterisierung des Abdampfverhaltens wurden die Wasserdampfadsorptionsmessungen bezüglich des prozentualen Masseverlustes (m in %) und der Dynamik (dm/dt in %·min-1) ausgewertet. Zwei sehr ähnlich hergestellte Gele wiesen ein fast identisches Abdampfverhalten auf, der Masseverlust des dritten Gels war verlangsamt. Insbesondere bei den Versuchen unter konstanter relativer Feuchte zeigte Gel 3 eine deutlich abweichende Dynamik des Masseverlustes. Bei definiertem Feuchteprofil traten analoge Unterschiede auf.
Es konnten mit Hilfe der DVS-Methode gelspezifische Unterschiede bezüglich des Abdampfverhaltens des Wassers infolge einer veränderten Mikrostruktur der untersuchten Gele nachgewiesen werden. Auf der Grundlage dieser Informationen ist es möglich, maßgeschneiderte Hydrogele mit einem definierten Abdampfverhalten herzustellen und dadurch die Produkteigenschaften wundheilender Hydrogele zu verbessern.
Die Herstellung hydrothermal erhärteter Granulate ist eine Möglichkeit zur Wiederverwertung von ziegelhaltigem Mauerwerkbruch, der derzeit aufgrund der heterogenen Zusammensetzung und hoher Feinanteile ein besonders hohes Verwertungsdefizit aufweist. Dabei ist die hydrothermale Erhärtung in einem Autoklav bei 200 °C und 1.6 MPa in gesättigter Wasserdampfatmosphäre eine Alternative mit geringerem Energieverbrauch im Vergleich zur thermischen Herstellung von Leichtgranulaten aus mineralischen Abfällen (Blähgranulate) oder Tonen und Schiefer (kommerzieller Blähton bzw. Blähschiefer), die bei Temperaturen von 1200-1300 °C im Drehrohrofen erfolgt.
Die Festigkeit der Hydrothermalgranulate entwickelt sich bei diesem Prozess durch die Ausbildung von Calciumsilicathydrat-Phasen (CSH), die durch die Reaktion zwischen Quarzpartikeln und hydratisiertem Kalk entstehen. Die so erzeugten Hydrothermalgranulate haben Rohdichten zwischen 1500 kg/m3 und 2000 kg/m3. Damit und auch durch andere Eigenschaften unterscheiden sie sich von den thermisch erhärteten Blähgranulaten bzw. Blähtonen. Ursache dafür ist letztendlich eine sehr unterschiedliche Gefüge- und Porenstruktur. Im vorliegenden Beitrag wird hauptsächlich über die Ergebnisse der Mikrostrukturuntersuchungen an Hydrothermalgranulaten zusammen mit ihren technologischen Eigenschaften, wie Kornfestigkeit, Rohdichte und Wasseraufnahme, berichtet.
In der Vergangenheit wurde immer wieder diskutiert, ob die Porenhalsverteilung poröser silikatischer Medien maßgeblich die Relaxationszeit in Messergebnissen der Spektralen Induzierten Polarisation (SIP) bestimmt und dementsprechend auch neuere Ansätze, Porenweitenverteilungen aus diesen Daten abzuleiten, zuverlässig sein können. Systematische Studien an Gesteinen mit sehr unterschiedlichen Porenverteilungen zeigten, dass in Materialien mit engen Porenhälsen (z.B. < 5 μm) vor allem oder zusätzlich zum vermuteten Porenhalspeak niederfrequente Relaxationen zu beobachten sind, deren Ursache noch unklar ist.
Unter Einbeziehung der Methoden Röntgen-Computertomografie (μ-CT), Quecksilberporosimetrie (MIP), Stickstoffabsortion, Nukleare Magnetische Resonanz, SIP und Auflichtmikroskopie untersuchen wir den Porenraum hinsichtlich der Parameter Porosität, Permeabilität und innere Oberfläche und bestimmen die geometrischen Eigenschaften wie Porenweitenverteilungen oder fraktale Dimension durch verschiedene Algorithmen. Dabei ist zu berücksichtigen, dass sich die Methoden hinsichtlich der Grenzen ihres Auflösungsvermögens unterscheiden. Mit einer Zusammenführung der Ergebnisse aller Methoden kann eine mehrere Längenskalen überdeckende Charakterisierung der Porenraumgeometrie erfolgen.
Die Anwendung und Auswertung der verschiedenen Methoden werden am Beispiel von Baumberger Kalksandstein und Bentheimer Sandstein verglichen und diskutiert.