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Termoplásticos PCL--PEG--PCL y poliuretanos HDI para la impresión 3D por extrusión de hidrogeles resistentes

Autores: Güney, Aysun; Gardiner, Christina; McCormack, Andrew; Malda, Jos; Grijpma, Dirk W.

Idioma: Inglés

Editor: MDPI

Año: 2018

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Acceso abierto

Artículo científico
2018

Termoplásticos PCL--PEG--PCL y poliuretanos HDI para la impresión 3D por extrusión de hidrogeles resistentes


Categoría

Ingeniería y Tecnología

Subcategoría

Bioingeniería

Palabras clave

Hidrogel
TPUs
PCL-PEG-PCL
Propiedades mecánicas
Impresión 3D
Ingeniería de tejidos

Licencia

CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual

Consultas: 24

Citaciones: Sin citaciones


Descripción
Se requieren nuevos materiales de hidrogel resistentes para aplicaciones de impresión 3D. Aquí, se desarrolló una serie de poliuretanos termoplásticos (TPUs) basados en copolímeros de bloque de poli(-caprolactona)--poli(etilenglicol)--poli(-caprolactona) (PCL--PEG--PCL) y diisocianato de hexametileno (HDI) con contenidos de PEG variables entre 30 y 70 mol%. Estos mostraron excelentes propiedades mecánicas no solo en estado seco, sino también cuando estaban hidratados: los TPUs preparados a partir de PCL--PEG--PCL con PEG de Mn 6 kg/mol (PCL-PEG-PCL) absorbieron un 122% en peso al hidratarse y tenían un módulo de elasticidad de 52 +/- 10 MPa, una resistencia a la tracción de 17 +/- 2 MPa y una elongación en el punto de rotura de 1553 +/- 155% en estado hidratado. Tenían una energía de fractura de 17976 +/- 3011 N/mm y una alta energía de desgarro de 72 kJ/m. Los TPUs preparados utilizando PEG con Mn de 10 kg/mol (PCL-PEG-PCL) absorbieron un 534% de agua y eran más flexibles. En estado húmedo, tenían un módulo de elasticidad de 7 +/- 2 MPa, una resistencia a la tracción de 4 +/- 1 MPa y una elongación en el punto de rotura de 147 +/- 41%. Estos hidrogeles tenían una energía de fractura de 513 +/- 267 N/mm y una energía de desgarro de 16 kJ/m. El último TPU fue extruido primero en filamentos y luego procesado en estructuras porosas de hidrogel diseñadas mediante impresión 3D. Estos hidrogeles pueden ser utilizados en la impresión 3D de andamios para la ingeniería de tejidos con alta tenacidad a la fractura.

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