Studie využití chirurgického monofilamentu z polydioxanonu pro 3D tisk vstřebatelných ortopedických implantátů

Bc. Kateřina Blatoňová

Diplomová práce

Anotace:

Aditivní výroba v podobě trojrozměrného tisku je v dnešní době velmi slibná technologie pro oblasti regenerativní medicíny a tkáňového inženýrství. Vzrůstající popularita této technologie v biomedicínské komunitě je dána všestranností z hlediska přístupu ke zpracování, výběru materiálů a konečného designu. Díky možné kontrole strukturálních a kompozičních rysů na makro- a mikroskopické úrovni a vysoké reprodukovatelnosti se trojrozměrný tisk stává technologickou volbou pro výrobu biologicky rozložitelných zdravotnických prostředků. S možností využití celé palety termoplastických biodegradabilních polymerů s rozmanitými vlastnostmi je předmětem současných výzkumů především technologie tisku na bázi depozice extrudovaného termoplastického polymeru - FDM/FFM. Jedním z těchto termoplastických polymerů je polydioxanon, biodegradabilní polyester s velmi dobrými mechanickými vlastnostmi, díky nimž je využitelný v oblasti ortopedických implantátů. V současné době neexistují ucelené publikované studie popisující zpracování polydioxanonu 3D tiskem a moldingem. S ohledem na velmi omezenou dostupnost tohoto polymeru v kvalitě umožňující jeho humánní použití v medicíně je cílem této práce využití již běžně používaného polydioxanonového chirurgického monofilamentu pro aditivní výrobu zaměřenou v konečné fázi na ortopedické dlahy. V rámci této práce byly provedeny testy zpracovatelnosti, mechanicko-strukturní charakterizace a biokompatibility vzorků vyrobených metodou trojrozměrného tisku v porovnání s metodou vysokotlakého vstřikování.

Abstract:

Nowadays, Additive manufacturing in the form of three-dimensional printing is a very promising technology for the fields of regenerative medicine and tissue engineering. The growing popularity of this technology in the biomedical community is due to its versatility in terms of approach to processing, choice of materials and final design. Thanks to the possible control of structural and compositional features at the macro- and microscopic level and high reproducibility, three-dimensional printing is becoming a technological choice for the production of biodegradable medical devices. With the possibility of using a whole range of thermoplastic biodegradable polymers with various properties, the subject of current research is mainly printing technology based on the deposition of extruded thermoplastic polymer - FDM / FFM. One of these thermoplastic polymers is polydioxanone, a biodegradable polyester with very good mechanical properties, thanks to which it can be used in the field of orthopedic implants. At present, there are no comprehensive published studies describing the processing of polydioxanone by 3D printing and injection molding. Given the very limited availability of this polymer in a quality enabling its human use in medicine, the aim of this work is to use the already commonly used polydioxanone surgical monofilament for additive production focused in the final stage on orthopaedic plates. Within this work, tests of processability, mechanical-structural characterization and biocompatibility of samples produced by the method of three-dimensional printing in comparison with the method of high-pressure injection molding were performed.

Klíčová slova

3D tisk, Biodegradabilní polymery, Polydioxanon, Ortopedické implantáty

Jazyk práce: čeština

Datum vytvoření / odevzdání či podání práce: 6. 1. 2022

Obhajoba závěrečné práce

• Vedoucí: Ing. Jakub Erben

Technická univerzita v Liberci

Fakulta textilní

Magisterský studijní program / obor:
Textilní inženýrství / Netkané textilie a nanovlákenné materiály