| Summary: | Σκοπός της παρούσας διπλωματικής εργασίας είναι η κατασκευή τρισδιάστατων πορωδών ικριωμάτων και συμπαγών υλικών από το βιοδιασπώμενο πολυμερές υλικό PLA μέσω της μεθόδου 3D-εκτύπωσης και η μελέτη της επίδρασης του βιολογικού υγρού (SBF) στις μηχανικές ιδιότητες και στην τοπογραφία της επιφάνειας αυτών όταν βυθιστούν στο υγρό. Σχεδιάστηκε ένα δυναμικό πείραμα με μαγνητικό αναδευτήρα για την μίμηση της κυκλοφορίας αίματος. Συγκεκριμένα, μελετήθηκε η αποικοδόμηση των ικριωμάτων και η επί τοις % μεταβολή του βάρους κατά την παραμονή τους στο βιολογικό υγρό, σταθερής θερμοκρασίας 37 ͦC όπως του ανθρώπινου σώματος, για διαφορετικούς χρόνους εμβάπτισης (t = 0, 1, 3, 7, 14, 21, 28, 35, 42, 49, 56, 63, 70, 77, 84 ημέρες). Στη συνέχεια, λήφθηκαν εικόνες από το ηλεκτρονικό μικροσκόπιο σάρωσης (SEM) για να παρατηρηθεί ο ρυθμός αποικοδόμησης των ικριωμάτων και διεξήχθησαν μηχανικές δοκιμές θλίψης για να μελετηθούν οι μηχανικές ιδιότητες των ικριωμάτων (μέτρο ελαστικότητας και θλιπτική αντοχή). Επιπλέον, μελετήθηκαν οι μηχανικές ιδιότητες (μέτρο ελαστικότητας και σκληρότητα) των συμπαγών υλικών, μέσω της τεχνικής νανοδιείσδυσης σε συνδυασμό με την μικροσκοπία ατομικής δύναμης (Atomic Force Microscopy), έπειτα από βύθιση τους σε βιολογικό υγρό για διαφορετικούς χρόνους εμβάπτισης (t = 0, 1, 3, 7, 14, 21, 28, 35, 42, 49, 56, 63, 70, 77, 84 ημέρες). Τις πρώτες ημέρες, ο ανταγωνισμός μεταξύ του φαινομένου της απορρόφησης και εκείνου της αποικοδόμησης ήταν φανερός. Στην συνέχεια, οι φωτογραφίες από την Ηλεκτρονική Μικροσκοπία Σάρωσης έδειξαν λεπτομέρειες της σταδιακής διαδικασίας αποικοδόμησης. Η δομή των ικριωμάτων ήταν σχετικά καλή για μία εβδομάδα, μέχρι το φαινόμενο της πλαστικοποίησης και η αποσύνθεση ξεκίνησαν να είναι πιο έντονες. Μετά από 56 ημέρες, τα ικριώματα αποικοδομήθηκαν σημαντικά και δεν είχαν πια κυβική γεωμετρία. Το μέτρο ελαστικότητας σε θλίψη υποβαθμίστηκε κατά 50% (από 100 σε 50 MPa), μετά από 40 ημέρες εμβάπτισης. Οι επιφανειακές ιδιότητες των συμπαγών δειγμάτων υποβαθμίστηκαν σημαντικά μετά από 70 ημέρες εμβάπτισης, με το μέτρο ελαστικότητας σε θλίψη να μειώνεται από 7 σε 4 GPa. Η ανταπόκριση των ανθρώπινων βλαστοκυττάρων σε ικριώματα με μέγεθος πόρων 100 μm ήταν θετική. Τα κύτταρα πολλαπλασιάστηκαν γρήγορα μέσα στους πόρους ιδιαίτερα τις πρώτες 3 μέρες. Ωστόσο, λόγω έλλειψης χώρου ξεκίνησε αρκετά γρήγορα η διαδικασία της ανοργανοποίησης τους.
Συνολικά, το σχεδιασμένο ικρίωμα είναι πολλά υποσχόμενο για εφαρμογή στη μηχανική οστικού ιστού.
|
|---|
