이 작업에서는 용융 혼합과 선택적 침출의 조합을 사용하여 폴리(젖산)/폴리에틸렌 글리콜(PLA/PEG) 스캐폴드를 준비했습니다. 본 명세서에서 논의된 방법은 다공성과 공극 크기를 모두 높게 제어함으로써 3층 스캐폴드를 개발할 수 있도록 허용했다. 기계적 특성은 또한 생리학적 환경에서 평가되었습니다.
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이 논문에서
요약
초록
최근 몇 년 동안 FGS(Functionally Graded Scaffolds)는 조직 공학용 장치 제조에 중요한 역할을 했습니다. 이 새로운 생체 재료 연구 분야의 중요성은 한 구조 또는 구성에서 다른 구조 또는 구성으로 지속적인 변경을 포함하여 다양한 조직의 복잡한 기능을 모방할 수 있는 임플란트를 개발할 필요가 있기 때문입니다. 이 후자의 맥락에서 주요 관심 주제 중 하나는 뼈-연골 계면 조직에 적합한 골격의 설계에 관한 것입니다. 본 연구에서는 폴리(젖산)(PLA), 염화나트륨(NaCl) 및 폴리에틸렌 글리콜(PEG)을 용융 혼합하여 등급이 매겨진 공극 크기를 갖는 3층 골격을 달성했습니다. 공극 크기 분포는 NaCl granulometry 및 PEG 용매화에 의해 제어되었습니다. 골격은 형태 학적, 기계적 관점에서 특성화되었습니다. 제조 방법, 공극 구조 및 압축 기계적 거동 사이의 상관 관계가 발견되었습니다. 계면 접착 강도는 맞춤형으로 설계된 계면 강도 테스트를 사용하여 정량적으로 평가되었습니다. 또한 인간의 생리학을 모방하기 위해 37°C에서 인산염 완충 식염수(PBS) 용액에 대한 기계적 테스트도 수행했습니다. 여기에 제시된 방법은 다공성, 기공 크기 분포 및 기계적 성능에 대한 높은 제어를 제공하므로 간단하고 친환경적인 경로를 따라 맞춤형 특성을 가진 3층 스캐폴드를 제작할 수 있는 가능성을 제공합니다.
서론
플라스틱 폐기물에 대한 우려가 높아지고 재생 불가능한 자원의 사용이 감소함에 따라 지난 몇 년 동안 학계와 업계 모두에서 생분해성 폴리머에 대한 관심이 중요해졌습니다1-7. 특히, 생체 적합성 및 생분해성 합성 고분자는 약물 조절 방출8,9, 흡수성 봉합사8,10, 바이오프로세스 강화11 및 조직 공학12과 같은 여러 생물 의학 응용 분야에 널리 퍼져 있습니다.
조직 공학은 병들거나 손상된 조직의 정상적인 기능을 회복하고 유지할 수 있는 장치의 개발에 중점을 둡니다. 대부분의 천연 조직은 특정 공간 계층에서 다양한 유형의 세포와 세포외 기질(ECM)로 구성되어 있습니다. 예를 들어, 관절 연골(AC)은 콜라겐 섬유와 콜라겐 결합 단백질의 유형과 방향이 다양한 여러 영역으로 구성됩니다. 더욱이, 연골과 뼈는 현저하게 다른 계층 구조를 보여줍니다. 이러한 맥락에서, 각 층에서 공학적 특성을 가진 다층 골격을 준비하면 이러한 복잡한 시스템의 모든 국소 미세환경을 고려하여 이종 조직을 대체할 수 있습니다13,14.
골격의 세포적/생물학적 및/또는 물리화학적 특성에 따라 조직 공학에서 ....
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프로토콜
1. 비계 제작
- 20 분 동안 실험실 믹서기에 염화나트륨을 갈기 100 ℃에서 히터에 건조.
- 공진 발생하지 않고 가장 높은 주파수에서 30 분 동안 체질 기계에있는 말린 염화나트륨 (한 번에 45g)을 넣습니다. 500 μm의 1000 μm의 (M 500)에 이르기까지 여섯 소금 분수를 수집; 300 μm의 500 μm의 (M 300); 100 μm의 200 μm의 (M 100); 90 μm의 100 (M 90); 그림 1에 도식화로 45 μm의 소금 입자 10 (M 45) μm의 65 그리고 마지막으로 M에서보다 작은 45 μm의 크기를.
- 진공 처리하는 동안 가수 분해 절단을 방지하기 위해 밤새 모든 재료를 건조. 유리 전이 - 중합체의 경우 - 각 재료 극복없이 건조도를 최대화하기 위해 온도를 선택한다. 따라서, PEG에 대한 PLA에 대한 T = 90 ° C 및 T = 25 ° C, T = 염화나트륨 105 ° C를 선택합니다.
- 먹이배치 믹서 T = 190 ° C에서 동작하고, N = 60 rpm으로하고 약 후에 보통 토크 상수 값을 달성 할 때까지 처리를 각각 20/5/75의 중량 퍼센트 조성 PLA, PEG 및 염화나트륨, 10 분. 그 후, 신속하게 결과 자료를 수집합니다. <....
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결과
골격의 기공 구조에 염화나트륨 입경의 영향은 시료의 형태를 조사하고, 각각의 이미지 분석에 의한 공극 크기 분포를 산출함으로써 정 성적 및 정량적으로 평가 하였다 2A도 -. F가 얻어진 모노 레이어 비계의 SEM 현미경 사진을 나타낸다 다른 염화나트륨 입자 크기를 포함하는 물질의 염 침출.
보다 상세하게, M (500) (도 2a)는 아마도 이상 500 ㎛의 용융 혼련시에 직경 염 입자의 파손에 500 μm의 평균 직경을 갖는 공극을 보였다. 같은 그림에서 명확하게 볼 수, 기공 구조가 약 10 μm의 벽에 둘러싸여 제대로 상호 불규칙한 기공의 수가 적은 것이 특징입니다. 그림 (b)는이에서 M (300)의 형태를보고이 경우, 세공 따라서.......
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토론
첫 번째 중요한 단계 체질 효율의 최적화이다. 염화나트륨 입경의 높이 제어는 원하는 공극 크기 분포를 갖는 지지체를 제조하기위한 기초이다. 다른 중요한 단계는 몰드로부터 표본 추출시 얇은 PLA 단층의 파괴를 방지한다. 화상 처리 해석 장치 전체를 대표 할 수 없습니다.
인장 시험 동안, 샘플 멀리 장비에서 찢어 수 있습니다.
체질 단계에 앞서, 염이 잘 염화나트륨 입경의 높은 제어를 얻기 위해서 건조 된 것을 확인. 이 문제 인해 매우 높은 흡습성, 특히 최소 염 입경 중요하다. 압축 성형 단계에 앞서, 금형으로부터의 샘플 제거를 용이하게하기 위해 몰드에 얇은 테프론 분무 코팅을 적용한다. 화상 처리 분석은 다른 이미지 촬영 고려하여 수행되어야발판의 다른 지역에서 그들이 전체 장치의 대표 있는지 확인합니다. 마지막으로, 앞서주의 깊게 검사 (습식 환경에서 수행 특히)를 인장 접착 성을 샘플링 접착제를 확인한다.
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공개 사항
저자는 경쟁하는 금전적 이해관계가 없음을 선언합니다.
감사의 글
이 작업은 INSTM의 재정 지원을 받았습니다.
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재료
| 이름 | 회사 | 카탈로그 번호 | 댓글 |
|---|---|---|---|
| 폴리(젖산) | NatureWorks | PLA 2002D | |
| 폴리(에틸렌 글리콜) | 시그마 | 83797-1KG-F | |
| 클로라이드 나트륨 | 시그마 | 793566-5KG-D | |
| 포스페이트 버퍼 솔루션 | 시그마 | P5368-10PAK | |
| 실험실 믹서 | Brabender | PLE 330 - Plasticorder | |
| Laboratory Press | Carver | ||
| Scanning Electron Microscopy | Phenom-world | ProX | |
| 만능 시험기 | Instron | 3365 (영국) | |
| BioPuls Bath | Instron, Norwood | ||
| 체질 기계 | Endecotts | E.V.F.1. | |
| 진공 오븐 | ISCO | NSV9035 | |
| 정밀 밸런스 | 장갑 | AX224 |
참고문헌
- Scaffaro, R., Morreale, M., Lo Re, G., Mantia, F. P. La Degradation of Mater-Bi®/wood flour biocomposites in active sewage sludge. Polymer Degradation and Stability. 94 (8), 1220-1229 (2009).
- Scaffaro, R., Botta, L., Passaglia, E., Oberhauser, W., Frediani, M., Di Landro, L.
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재인쇄 및 허가
