Impresión de tinta directa de fibras de gel a base de quitina con alineación de fibrillas, porosidad y propiedades mecánicas personalizables para aplicaciones biomédicas
Autores: Montroni, Devis; Kobayashi, Takeru; Hao, Taige; Lublin, Derek; Yoshino, Tomoko; Kisailus, David
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2022
Acceso abierto
Artículo científico
2022
Impresión de tinta directa de fibras de gel a base de quitina con alineación de fibrillas, porosidad y propiedades mecánicas personalizables para aplicaciones biomédicas
Categoría
Ciencias de los Materiales
Subcategoría
Materiales para aplicaciones biomédicas
Palabras clave
Control
Escalas dimensionales
Proceso de fabricación aditiva
Fibras de gel a base de quitina
Alineación de fibrillas
Resistencia mecánica
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 37
Citaciones: Sin citaciones
Un control fino sobre diferentes escalas dimensionales es un objetivo desafiante para la ciencia de materiales, ya que podría otorgar control sobre muchas propiedades del material final. En este estudio, desarrollamos un proceso de fabricación aditiva multivariable, la impresión por escritura de tinta directa, para controlar diferentes características arquitectónicas desde la escala nano hasta la milimétrica durante la extrusión. Se obtuvieron fibras de gel a base de quitina con un contenido de agua de alrededor del 1500% extruyendo una solución polimérica de quitina en un disolvente contrapuesto, agua, induciendo la solidificación instantánea del material. Se logró un cierto grado de alineación fibrilar basado en el esfuerzo cortante inducido por la boquilla. En este estudio, tomamos en cuenta una sola variable, el diámetro interno de la boquilla (NID). De hecho, se observó una correlación positiva entre el NID, la alineación de los fibrilos y la resistencia mecánica. Se observó una correlación negativa con el NID en relación con la porosidad, la superficie expuesta y ligeramente con el contenido de agua. No se observó correlación con la elongación máxima (~50%) y la excelente biocompatibilidad del andamiaje, que parecía inalterada. En general, una sola variable permitió una personalización de diferentes características del material, que podrían ajustarse aún más, añadiendo control sobre otros aspectos del proceso sintético. Además, esta fabricación podría aplicarse potencialmente a cualquier polímero.
Descripción
Un control fino sobre diferentes escalas dimensionales es un objetivo desafiante para la ciencia de materiales, ya que podría otorgar control sobre muchas propiedades del material final. En este estudio, desarrollamos un proceso de fabricación aditiva multivariable, la impresión por escritura de tinta directa, para controlar diferentes características arquitectónicas desde la escala nano hasta la milimétrica durante la extrusión. Se obtuvieron fibras de gel a base de quitina con un contenido de agua de alrededor del 1500% extruyendo una solución polimérica de quitina en un disolvente contrapuesto, agua, induciendo la solidificación instantánea del material. Se logró un cierto grado de alineación fibrilar basado en el esfuerzo cortante inducido por la boquilla. En este estudio, tomamos en cuenta una sola variable, el diámetro interno de la boquilla (NID). De hecho, se observó una correlación positiva entre el NID, la alineación de los fibrilos y la resistencia mecánica. Se observó una correlación negativa con el NID en relación con la porosidad, la superficie expuesta y ligeramente con el contenido de agua. No se observó correlación con la elongación máxima (~50%) y la excelente biocompatibilidad del andamiaje, que parecía inalterada. En general, una sola variable permitió una personalización de diferentes características del material, que podrían ajustarse aún más, añadiendo control sobre otros aspectos del proceso sintético. Además, esta fabricación podría aplicarse potencialmente a cualquier polímero.