Sintesi, caratterizzazione e stampa 3D di poli (propilene fumarato) lineare e a forma di stella per applicazioni mediche

Università di Akron: Thesis Student 3D stampa strutture in PPF per applicazioni di rigenerazione ossea

In ” Sintesi, caratterizzazione e stampa 3D di poli (propilene fumarato) lineare e a forma di stella per applicazioni mediche “, Yuanyuan Luo offre una tesi di dottorato presso l’Università di Akron in materia di produzione additiva e nuovi sintetici polimerici per uso medico regno.

Mentre la scienza dei materiali continua ad espandersi, i ricercatori sono attratti dall’esplorazione degli usi della stampa 3D per geometrie complesse nella medicina rigenerativa come la riparazione dei difetti dell’osso facciale cranico. Sono necessarie funzionalità come le seguenti:

Purezza
Adatto peso molecolare
Distribuzione di massa molecolare
Proprietà adeguate della temperatura di transizione vetrosa
“La mancata produzione affidabile e riproducibile di un materiale può causare il fallimento finale del dispositivo in test come studi meccanici, biocompatibili e / o preclinici su animali, nonché per non superare le normative FDA”, spiega Luo, concentrandosi sul poli (propilene fumarato) (PPF ): Un materiale in poliestere non tossico che è anche amorfo, degradabile e può essere reticolato.

Luo spiega come il PPF può essere sintetizzato per la stampa 3D e utilizzato in applicazioni ad alta risoluzione per la rigenerazione ossea. Il PPF a forma di stella era anche in grado di raggiungere una maggiore massa molecolare e offrire “miglioramenti significativi” rispetto ad altri metodi.

L’autore continua a discutere le sfide storicamente incontrate, tuttavia, nell’uso della stampa 3D per creare impianti per la rigenerazione ossea, insieme a vantaggi come una migliore riproducibilità nella fabbricazione di impalcature, una maggiore precisione e migliori proprietà meccaniche.

Proprietà fisiche dei poliesteri riassorbibili disponibili in commercio, esempi delle loro applicazioni nella medicina rigenerativa e limitazioni di questi materiali da utilizzare nella stampa 3D per la riparazione di difetti ossei adattata al paziente

“Sebbene questi poliesteri riassorbibili siano stati clinicamente utilizzati in diversi dispositivi medici degradabili, non sono adatti alla rigenerazione del tessuto osseo a causa di alcune delle loro proprietà fisiche e chimiche intrinseche”, spiega Luo, sottolineando la necessità di nuovi polimeri riassorbibili.

Il PPF è considerato adatto a causa delle molte caratteristiche benefiche che offre, insieme alla biocompatibilità e alla sintonizzazione. Può anche essere reticolato con se stesso e diluenti reattivi come dietilfumarato, una qualità fondamentale nell’ingegneria del tessuto osseo poiché i materiali devono essere simili nelle proprietà del tessuto da sostituire. I materiali PPF possono anche essere usati efficacemente come sistemi di somministrazione di farmaci.

La PPF è stata anche utilizzata in numerosi studi preclinici, ma l’autore segnala alcune “barriere significative” a causa di problemi con la polimerizzazione a crescita graduale, uno dei metodi che possono essere utilizzati, insieme alla copolimerizzazione ad apertura dell’anello (ROCOP). Con l’uso di resine a base di PPF, i ricercatori sono stati in grado di stampare in 3D a un livello di massa molecolare più elevato, ottenendo proprietà meccaniche più “diverse”.

“Tali metodi sintetici riproducibili e tecniche di sintonizzazione della viscosità della resina non solo hanno spianato la strada per identificare ulteriormente il potenziale dell’utilizzo di scaffold PPF stampati in 3D nel campo della medicina rigenerativa, ma possono anche essere adattati per lo sviluppo di altri biomateriali correlati”, hanno concluso i ricercatori.

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