18119

15801

كارشناسي ارشد

ساخت و توليد

اصفهان : دانشگاه صنعتي اصفهان

1397

نه، 54ص.: مصور، جدول، نمودار

پيمان مصدق

محسن بدرسماي، احسان فروزمهر

1401/09/22

كتابنامه

مكانيك

مهندسي مكانيك

1401/09/28

2504218

استفاده از داربست هاي استخواني در بازسازي بافت هاي آسيب ديده، يكي از روشهاي متداول در ترميم ومهندسي بافت است.در سالهاي اخير ساخت داربستهاي استخواني با استفاده از تكنيك هاي ساخت سه بعدي، به شدت رو به افزايش است. يكي از اين روشها، روش بازنشاني ذوبي (FDM) است. يكي از معايب اين روش محدوديت مواد مورد استفاده است. در اين پژوهش، به بررسي مواد زيست¬سازگار و مناسب جهت ساخت داربستهاي استخواني پرداخته شده¬است و با انتخاب پليمرهاي پلي لاكتيك اسيد، پلي كاپرولاكتون و پلي اورتان ترموپلاست و تركيب آنها با نسبت هاي متفاوت به همراه بايومواد سراميكي همچون هيدروكسي اپتايت و ديوپسايد با ابعاد نانو، اقدام به ساخت نانوكامپوزيت زيستي قابل استفاده در ساخت داربست هاي استخواني نموديم. براي افزايش برهم كنش بين فازهاي سراميكي و پليمري از اكسترودر دو مارپيچ استفاده گرديد. اين كامپوزيت در مرحله بعد به يك فايبر با قطر مناسب جهت استفاده در ساخت داربست استخواني به روش بازنشاني ذوبي تبديل شد. جهت مشخصه يابي مواد سراميكي از تست هاي پراش اشعه ايكس و براي كنترل اندازه ذرات از روش پراكندگي نور ديناميكي استفاده گرديد. براي بررسي كامپوزيت‌هاي تهيه شده، آنها را تحت آزمون اسكن كالريمتري ديناميكي (DSC) قرار داده و همچنين با ساخت نمونه هاي تست كشش و خمش مواد پلاستيكي به بررسي مشخصات مكانيكي كامپوزيت پرداخته شد. آزمايشات انجام شده نشان داد هيدروكسي اپتايت ساخته شده به روش سل- ژل ساختار يكنواخت تري دارد. همچنين كامپوزيت تهيه شده با ميزان يكساني از PLA و TPU همراه با فاز سراميكي هيدروكسي اپتايت و ميزان كمي ديوپسايد مي تواند انتخاب مناسبي جهت ساخت فيلامنت FDM با قابليت كاربرد در داربستهاي استخواني باشد. تحقيقات انجام¬شده نشان داد اضافه نمودن ديوپسايد به تركيب داراي PLA وPCL به صورت هم¬زمان باعث كاهش استحكام مكانيكي كامپوزيت مي گردد

Using bone scaffolds in regenerating damaged tissues is one of the common approaches in tissue regeneration and engineering. In recent years, three dimensional fabrication techniques have been extensively employed in fabrication of bone scaffolds. One of these methods is fused deposition modeling (FDM). However, one of the disadvantages of this techniques is the limited number of available materials. In this study, we have investigated the biocompatible materials suitable for development of bone scaffolds. Utilizing polymers such as poly lactic acid, poly caprolactone and thermoplastic poly urethane and mixing them at different ratios together with ceramic biomaterials such as nano-scale hydroxy aptite and diopside, we manufactured nano bio-composites which could be used in bone scaffold specimens. To increase the interaction between ceramic and polymeric phases, we used twin screw extruder. Then, this composite was used in fabricating a fiber with a suitable diameter to be used in fabrication of the bone scaffold utilizing the FDM technique. X-ray diffraction tests and dynamic light scattering were used to differentiate the ceramic material and to control the size of the components, respectively. The composites were further analyzed using differential scanning calorimetry. The mechanical properties of the composite were also studied using prototypes for tensile and compression tests of plastic materials. The experiments showed that the hydroxy aptite fabricated using Sol-Gel method resulted in a more homogenous structure. Also, the composite fabricated using equal amounts of PLA and TPU together with the ceramic phase of hydroxy aptite and a small amount of diopside can be an appropriate choice in fabrication of FDM filaments to be considered in bone scaffolds. Our study has shown that adding diopside to the composite containing PLA and PCL simultaneously can reduce the mechanical properties of the composite.

مهدي كاروان

پيمان مصدق

محسن بدرسماي، احسان فروزمهر