调查增材制造和超声波涂层参数对生物聚合物脚手架性能的影响,使用响应表面方法
Shrutika Sharma1, Abhinav Mishra1, Vivek Jain1
1Mechanical Engineering Department, Thapar Institute of Engineering and Technology, Patiala, Punjab, India.
Biopolymers
|September 25, 2024
概括
这项研究使用超声波辅助的聚多巴胺涂层增强了聚乳酸 (PLA) 支架,显著提高了其生物医学应用的压力强度. 优化涂层提高了65.1%的强度,使PLA支架成为金属植入物的更安全替代品.
科学领域:
- 材料科学 材料科学 材料科学
- 生物医学工程 生物医学工程
- 增材制造 增材制造 增材制造
背景情况:
- 三重周期性最小表面 (TPMS) 支架为生物医学应用提供独特的多孔结构.
- 聚合物支架,如聚乳酸 (PLA),是比金属植入物更安全的替代品,避免应力屏蔽.
- 增强增材制造的支架的机械性能对于其临床成功至关重要.
研究的目的:
- 为了优化钻石结构的PLA支架的化沉积建模 (FDM) 参数.
- 为了研究超声波辅助聚多巴胺涂层对PLA支架的压力强度的影响.
- 确定最佳的涂层条件,以最大限度地提高脚手架的机械性能.
主要方法:
- 使用响应表面方法 (RSM) 来优化FDM打印参数.
- 使用FDM制造了支架,随后通过超声波辅助方法涂上了多多巴胺.
- 使用能量分散式X射线光谱 (EDS) 来确认聚多巴胺涂层的存在和组成.
主要成果:
- 优化的FDM参数为未涂层PLA脚手架产生了56.2 MPa的压力强度.
- 超声波辅助的聚多巴胺涂层显著提高了压力强度,达到最大92.77MPa (65.1%的改善).
- EDS证实成功地涂上了聚多巴胺涂层,其含量为10.64%重量,这表明多孔结构中的沉积均.
结论:
- 超声波辅助聚多巴胺涂层是一种有效的方法,可以增强添加剂制造的PLA支架的机械性能.
- 改进的压力强度使这些增强的PLA支架非常适合苛刻的生物医学应用.
- 这种方法为开发具有卓越性能特性的先进聚合物支架提供了可行的策略.
