使用塔古奇方法优化PLGA/HA支架的3D打印参数
Kamal Gautam1, Hector Gomez Jimenez2, Yusuf Dikici3
1Department of Mechanical and Aerospace Engineering, Case Western Reserve University, Cleveland, OH, USA.
概括
优化聚氨酸-乳糖酸) /酸 (PLGA/HA) 骨架的化丝制造参数,可显著提高机械性能. 这些改进的3D打印脚手架显示了骨组织再生应用的前景.
科学领域:
- 生物材料科学 生物材料科学
- 添加剂制造 添加剂制造 添加剂制造
- 组织工程是组织工程.
背景情况:
- 聚乳糖酸/酸 (PLGA/HA) 是3D打印可生物吸收的骨架的关键材料.
- 化丝制造 (FFF) 参数对PLGA/HA脚手架机械性能和稳定性的影响尚不清楚.
- 研究印刷参数对机械性能和降解的影响对于临床应用至关重要.
研究的目的:
- 为了优化PLGA/HA骨架的FFF参数.
- 评估印刷参数对单调和循环机械性能的影响.
- 在模拟生理条件下评估尺寸稳定性和机械演变.
主要方法:
- 利用Taguchi L9直角阵列研究层高度,喷嘴温度,打印速度和冷却风扇速度.
- 进行了柔性性能测试,差分扫描热量计 (DSC) 和疲劳测试.
- 在酸盐缓冲盐溶液 (PBS) 中进行了60天的体外降解研究,温度为37°C.
主要成果:
- 最佳参数 (0.12毫米的层高度,205°C的喷嘴温度) 提高了曲强度和模量,在50%的多孔度下,曲强度和模量分别增加了20%和50%.
- 印刷参数对玻璃过渡,冷结晶和结晶性的显著影响被观察到.
- 疲劳测试显示,在106个循环时,耐力极限为1.2 MPa;脚手架在60天的降解后显示出76%的强度和65%的模量下降,但仍然适合骨再生.
结论:
- 优化的FFF参数显著改善了PLGA/HA骨架的机械性能.
- 用优化参数打印的支架具有适合部分承载骨再生的机械性能.
- 进一步研究降解行为和长期稳定性是必要的临床翻译.
