高度定向的聚乳酸纤维增强聚烯酸复合材料,通过注入纤维工艺生产,用于3D打印组织工程技术

科学领域:

• 生物材料工程 生物材料工程
• 组织工程是组织工程.
• 聚合物科学 聚合物科学

背景情况:

• 由于生物相容性和生物降解性,聚烯酸乙烯 (PCL) 支架对组织工程具有前景.
• 然而,PCL固有的不良机械性能限制了其临床应用.
• 提高机械性能对于推进基于PCL的支架至关重要.

研究的目的:

• 开发一种用于3D打印支架的新型聚乳酸 (PLA) 纤维增强PCL (PLA/PCL) 复合丝.
• 通过纤维增强,显著提高PCL支架的机械性能.
• 研究真空辅助树脂输注 (VARI) 工艺对纤维方向和机械性能的影响.

主要方法:

• 使用VARI工艺制造PLA/PCL复合纤维,将PLA短纤维地毯与PCL矩阵注入.
• 使用开发的PLA/PCL复合纤维和整洁的PCL,3D打印支架.
• 3D打印线条和支架的机械性能 (斯模量,峰负荷,刚性) 的表征.

主要成果:

• VARI工艺的结果是,在复合纤维中的印刷方向沿着高度定向的PLA纤维.
• 使用VARI处理的纤维的3D打印线条显示,与传统融混合相比,模量增加了127.6%.
• 与整洁的PCL相比,PLA/PCL支架 (11重量%PLA) 的峰值负载增加了84.2%,硬度增加了143.3%.

结论:

• 开发的PLA/PCL复合纤维和VARI工艺有效地提高了3D打印PCL脚手架的机械性能.
• 通过VARI过程实现的纤维取向是显著机械改进的关键.
• 这种方法提供了一个可行的解决方案,用于为组织工程创建强大的PCL基支架.