Fabricación Aditiva de Mezclas a Base de Polihidroxialcanoatos Utilizando Modelado por Deposición Fundida para el Desarrollo de Dispositivos Biomédicos
Autores: Gregory, David Alexander; Fricker, Annabelle T. R.; Mitrev, Peter; Ray, Meghna; Asare, Emmanuel; Sim, Daniel; Larpnimitchai, Soponvit; Zhang, Zixuan; Ma, Jinge; Tetali, Santosh S. V.; Roy, Ipsita
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2023
Acceso abierto
Artículo científico
2023
Fabricación Aditiva de Mezclas a Base de Polihidroxialcanoatos Utilizando Modelado por Deposición Fundida para el Desarrollo de Dispositivos Biomédicos
Categoría
Ciencias de los Materiales
Subcategoría
Materiales para aplicaciones biomédicas
Palabras clave
Fabricación aditiva
Aplicaciones biomédicas
Modelado por deposición fundida
Diseños CAD
Implantes específicos para pacientes
Polihidroxialcanoatos
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 22
Citaciones: Sin citaciones
En las últimas décadas, la Fabricación Aditiva ha avanzado y se está volviendo importante para aplicaciones biomédicas. En este estudio, analizamos una variedad de dispositivos biomédicos, incluidos implantes óseos, implantes dentales, parches de reparación de tejido osteocondral, parches de reparación de tejido general, conductos de guía nerviosa (NGCs) y stents de arteria coronaria a los que se puede aplicar el modelado por deposición fundida (FDM). Hemos propuesto diseños CAD para estos dispositivos y utilizado una impresora 3D rentable para fabricar prototipos de prueba de concepto. Destacamos problemas con el diseño CAD actual y el corte, y sugerimos optimizaciones de diseños más complejos dirigidos a aplicaciones biomédicas. Demostramos la capacidad de imprimir implantes específicos para pacientes a partir de escaneos CT reales y reconstruir estructuras faltantes mediante el uso de espejos y mezcla de mallas. Se utiliza una mezcla de poli(hidroxialcanoatos) (PHAs), una familia de polímeros naturales biocompatibles y bioresorbables, y ácido poli(L-láctico) (PLLA), un conocido polímero médico bioresorbable. Nuestra caracterización del filamento PLA/PHA sugiere que sus propiedades de tracción podrían ser útiles para aplicaciones como stents, NGCs y andamios óseos. Además de esto, el trabajo de prueba de concepto para otras aplicaciones muestra que el FDM es muy útil para una gran variedad de otras aplicaciones de tejido blando; sin embargo, se necesitan utilizar otros MCL-PHAs más elastoméricos.
Descripción
En las últimas décadas, la Fabricación Aditiva ha avanzado y se está volviendo importante para aplicaciones biomédicas. En este estudio, analizamos una variedad de dispositivos biomédicos, incluidos implantes óseos, implantes dentales, parches de reparación de tejido osteocondral, parches de reparación de tejido general, conductos de guía nerviosa (NGCs) y stents de arteria coronaria a los que se puede aplicar el modelado por deposición fundida (FDM). Hemos propuesto diseños CAD para estos dispositivos y utilizado una impresora 3D rentable para fabricar prototipos de prueba de concepto. Destacamos problemas con el diseño CAD actual y el corte, y sugerimos optimizaciones de diseños más complejos dirigidos a aplicaciones biomédicas. Demostramos la capacidad de imprimir implantes específicos para pacientes a partir de escaneos CT reales y reconstruir estructuras faltantes mediante el uso de espejos y mezcla de mallas. Se utiliza una mezcla de poli(hidroxialcanoatos) (PHAs), una familia de polímeros naturales biocompatibles y bioresorbables, y ácido poli(L-láctico) (PLLA), un conocido polímero médico bioresorbable. Nuestra caracterización del filamento PLA/PHA sugiere que sus propiedades de tracción podrían ser útiles para aplicaciones como stents, NGCs y andamios óseos. Además de esto, el trabajo de prueba de concepto para otras aplicaciones muestra que el FDM es muy útil para una gran variedad de otras aplicaciones de tejido blando; sin embargo, se necesitan utilizar otros MCL-PHAs más elastoméricos.