ساخت داربست های استخوانی با روش ساخت افزایشی ریزش مذاب و بررسی خواص مکانیکی آنها

Abstract

بهره ­گیری از تکنیک­های ساخت افزایشی در علم پزشکی موجب تحولی عظیم در این زمینه و به ­خصوص در حیطه مهندسی بافت استخوان شده است. یکی از این تکنیک­ها، فرآیند ساخت افزایشی ریزش مذاب می ­باشد که برای ساخت داربست­های استخوانی استفاده می­گردد. از دیدگاه مهندسی بافت استخوان، داربست­های استخوانی باید علاوه بر ویژگی­های مورد نیاز بیولوژیکی، دارای خواص مکانیکی قابل قبولی نیز باشند. در این پژوهش ابتدا پارامترهای چاپ شامل ارتفاع لایه، سرعت چاپ و تعداد فیلامنت در هر ردیف تعیین شد. داربست­های استخوانی با 2 ماده مختلف پلی لاکتیک اسید (PLA) و پلی کاپرولاکتون (PCL) ساخته شد و تحت آزمونهای فشاری قرار گرفتند. نتایج تحلیل شده شامل مدول الاستیک و تنش تسلیم با نرم ­افزار Design Expert نشان دهنده ­ی آن بود که افزایش ارتفاع لایه موجب کاهش خواص مکانیکی و افزایش تعداد فیلامنت در هر ردیف باعث افزایش خواص مکانیکی داربست ساخته شده می­گردد. به عنوان مثال برای داربست­های ساخته شده از جنس PLA، حداکثر مدول الاستیک متعلق به داربست 12 فیلامنتی با ارتفاع لایه 1/0 می­باشد که مقدار آن برابر با 319 مگاپاسکال بوده و حداقل مدول الاستیک متعلق به داربست 8 فیلامنتی با ارتفاع لایه 3/0 می­باشد که مقدار آن برابر با 143 مگاپاسکال است. سرعت چاپ برای داربست­های ساخته شده از جنس PLA، تاثیرقابل توجهی بر مدول الاستیک و تنش تسلیم نداشته ولی برای داربست­های ساخته شده از جنس PCL، افزایش سرعت چاپ موجب کاهش مدول الاستیک می­شود ولی اثر قابل توجهی بر تنش تسلیم ندارد.