Modellazione delle proprietà di memoria di forma dell’acido polilattico stampato 4D (PLA) per l’applicazione del distanziatore del disco nella fusione spinale minimamente invasiva

Ricercatori indonesiani 4D distanziali di stampa per la fusione interforca transforaminale minimamente invasiva (MI-TLIF)

Ricercatori dell’Universitas Indonesia stanno studiando il potenziale degli spaziatori stampati 4D per gli studi spinali, delineando i loro recenti risultati pubblicati in ” Modellazione delle proprietà di memoria di forma dell’acido polilattico stampato 4D (PLA) per l’applicazione del distanziatore del disco nella fusione spinale minimamente invasiva “. Autori Nindya Aprilia Alief, Sugeng Supriadi e Yudan Whulanza hanno creato un disco spaziatore in grado di trasformarsi secondo il suo ambiente.

Usando il PLA come materiale per il distanziatore del disco, l’obiettivo era quello di realizzare un impianto specifico per il paziente che potesse aiutare a stabilizzare il segmento lombare durante un trattamento chirurgico chiamato Interbody Fusion Trans -aminal-Minimally Invasive Fusion (MI-TLIF). Questa procedura è meno aggressiva e meno traumatica per il corpo e per il paziente, ma è necessario un distanziatore del disco per un esito positivo.

Modello di modello di distanziatore del disco con spazi vuoti. a) Spazi vuoti verticali uniformi con larghezza di 1 mm. b) Spazi vuoti verticali uniformi con larghezza di 2 mm. c) Gli spazi vuoti verticali non uniformi variano da 1 a 3 mm di larghezza.

“Per ottenere la giusta trasformazione della forma, sono stati studiati l’espansione e la distribuzione termica del modello di acido polilattico stampato in 4D”, hanno affermato i ricercatori. “È indicato che la struttura specifica del PLA possiede un comportamento di memoria di forma termica che può essere addestrato termomeccanicamente in forma temporanea e ritornare alla loro forma permanente una volta riscaldato”.

I ricercatori hanno creato diversi modelli del distanziatore del disco, progettando un modello per la forma temporanea. I distanziatori del disco erano lunghi 50 mm, larghi 18 mm, con due parti identiche, partizionati. Una volta creata la struttura, vengono aggiunte aree vuote, con i tre modelli che variano in dettaglio. Il PLA è stato scelto per la sua chiarezza e rigidità e, soprattutto, per la sua biocompatibilità.

Dopo la stampa 3D, un beaker è stato riempito con 300 ml di acqua calda, con ciascun modello immerso a 60 ° C, la temperatura del vetro del PLA.

“Inoltre, il tempo necessario affinché un modello raggiunga completamente la temperatura esterna ha una media di 0,052 secondi. Quindi, il modello (a) ha bisogno di 0,058 secondi, il modello (b) ha bisogno di 0,058 secondi e il modello (c) ha bisogno di 0,04 secondi. “

Confronto fianco a fianco prima e dopo l’aggiunta dello stimolo. A sinistra: un modello PLA prima di aggiungere lo stimolo e il diritto: dopo aver aggiunto lo stimolo.

Gli autori hanno notato che gli spazi vuoti non uniformi erano superiori alla quantità di tempo richiesta per l’espansione termica, spiegando che meno tempo richiesto per la deformazione, meglio è, in quanto ciò significa che ci sarebbe meno tempo prezioso necessario per fissare la struttura 4D durante il procedura medica.

“Questo articolo presenta uno studio sul comportamento della memoria a forma termica del modello di modello PLA. Il tempo necessario affinché un modello si espanda è inferiore a un secondo. Il modello si espande verso l’asse xe l’asse y e l’espansione avviene gradualmente fino a quando non si espande completamente “, hanno concluso i ricercatori. “Il valore di espansione tra simulazione e risultato sperimentale è praticamente lo stesso, ma i valori dell’esperimento sono nella direzione diversa. Tuttavia, in base al risultato della simulazione, lo schema di spazi vuoti non uniformi ha un risultato favorevole che potrebbe essere un riferimento per la ricerca futura al fine di progettare il modello adatto per il modello PLA 4D.

“Il modello attuale che è stato sviluppato deve anche combinarsi con altri modelli diversi per ottenere la trasformazione desiderata.”

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