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
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
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.
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.