Skip to main content
SUPERVISOR
Mehdi Karevan,Peiman Mosaddegh
مهدی کاروان (استاد راهنما) پیمان مصدق (استاد مشاور)
 
STUDENT
Mehdi Karimi lenji
مهدی کریمی لنجی

FACULTY - DEPARTMENT

دانشکده مهندسی مکانیک
DEGREE
Master of Science (MSc)
YEAR
1394
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. Keywords Bone scaffold, Additive manufacturing, Fused deposition modeling, Poly lactic acid, Poly caprolactone, Hydroxy appatite
استفاده از داربست های استخوانی در بازسازی بافت های آسیب دیده، یکی از روشهای متداول در ترمیم ومهندسی بافت است.در سالهای اخیر ساخت داربستهای استخوانی با استفاده از تکنیک های ساخت سه بعدی، به شدت رو به افزایش است. یکی از این روشها، روش بازنشانی ذوبی (FDM) است. یکی از معایب این روش محدودیت مواد مورد استفاده است. در این پژوهش، به بررسی مواد زیست سازگار و مناسب جهت ساخت داربستهای استخوانی پرداخته شده است و با انتخاب پلیمرهای پلی لاکتیک اسید، پلی کاپرولاکتون و پلی اورتان ترموپلاست و ترکیب آنها با نسبت های متفاوت به همراه بایومواد سرامیکی همچون هیدروکسی اپتایت و دیوپساید با ابعاد نانو، اقدام به ساخت نانوکامپوزیت زیستی قابل استفاده در ساخت داربست های استخوانی نمودیم. برای افزایش برهم کنش بین فازهای سرامیکی و پلیمری از اکسترودر دو مارپیچ استفاده گردید. این کامپوزیت در مرحله بعد به یک فایبر با قطر مناسب جهت استفاده در ساخت داربست استخوانی به روش بازنشانی ذوبی تبدیل شد. جهت مشخصه یابی مواد سرامیکی از تست های پراش اشعه ایکس و برای کنترل اندازه ذرات از روش پراکندگی نور دینامیکی استفاده گردید. برای بررسی کامپوزیت‌های تهیه شده، آنها را تحت آزمون اسکن کالریمتری دینامیکی (DSC) قرار داده و همچنین با ساخت نمونه های تست کشش و خمش مواد پلاستیکی به بررسی مشخصات مکانیکی کامپوزیت پرداخته شد. آزمایشات انجام شده نشان داد هیدروکسی اپتایت ساخته شده به روش سل- ژل ساختار یکنواخت تری دارد. همچنین کامپوزیت تهیه شده با میزان یکسانی از PLA و TPU همراه با فاز سرامیکی هیدروکسی اپتایت و میزان کمی دیوپساید می تواند انتخاب مناسبی جهت ساخت فیلامنت FDM با قابلیت کاربرد در داربستهای استخوانی باشد. تحقیقات انجام شده نشان داد اضافه نمودن دیوپساید به ترکیب دارای PLA وPCL به صورت هم زمان باعث کاهش استحکام مکانیکی کامپوزیت می گردد. کلمات کلیدی: داربست استخوانی، ساخت سه بعدی، بازنشانی ذوبی، پلی لاکتیک اسید،پلی کاپرولاکتون، هیدروکسی اپتایت

ارتقاء امنیت وب با وف بومی

100%