Nanoszálakkal társított, 3D nyomtatott, porózus politejsav szerkezetek és vizsgálatuk
Napjainkban kihívást jelent a sérülés vagy betegség során funkciójukat vesztett szervek pótlása, ezért az orvostechnikában egyre többen foglalkoznak szövetépítéssel, implantátumokkal, sejtes vizsgálatokkal. A probléma egy lehetséges megoldása a vázanyag (scaffold) alapú stratégia, azaz a mesterséges szövettenyésztés. Nehézséget jelent azonban, hogy hogyan lehetne ezeket a vázanyagokat egyedi alakban létrehozni. A 3D nyomtatás nagyon praktikus, hiszen pont ilyen egyéni igényeket kiszolgáló termékek előállítására alkalmas. A vázanyagoknak emellett porózus szerkezettel kell rendelkezniük, amelyen a sejtek megtapadhatnak, szaporodhatnak, és amin keresztül tápanyagot vehetnek fel. Erre kiváló megoldást jelentenek az elektro-szálképzett nanoszálas szövedékek nagy felület-térfogat arányuknak és a szálak közti pórusoknak köszönhetően [1,2].
A két technológia ötvözésével bimodális, mikro- és nanoszálakból felépülő szerkezet hozható létre. A nyomtatott struktúrák a vázanyag mechanikai tulajdonságaival (szilárdság) szemben támasztott elvárásokat elégítik ki, a nanoszálak pedig a rendelkezésre álló felületet hatékonyan növelve natív környezetet biztosítanak a célsejtek számára. Az említett sajátosságok következében a két technológia kombinálásával létrehozott vázanyag összefüggő, átjárható, porózus szerkezetén rendezett sejtes szerveződések alakulnak ki és növekednek, ami igazolja ezeknek a hierarchikus szerkezeteknek a potenciális alkalmazási lehetőségét szövetek mesterséges úton történő tenyésztésére [1,2].
Jelen kutatásban nanoszálakkal társított, 3D nyomtatott szerkezeteket hoztam létre és a mechanikai és morfológiai vizsgálatukat tűztem ki célul. A kísérleti munkám során vékony nanoszálas paplan rétegeket helyeztem a 3D nyomtatott rétegek közé. Különböző paraméterbeállításokat alkalmaztam a nyomtatás során, így eltérő kitöltési sűrűségű (20, 40, 60, 80, 100%), valamint eltérő kitöltési szögű (0°, 15°, 30°, 45°) próbatesteket hoztam létre. Ezeken szakítóvizsgálatot és dinamikus mechanikai analízist (DMA) végeztem, a töretfelületek morfológiáját pedig pásztázó elektronmikroszkóppal (SEM) tanulmányoztam.
Irodalom:
[1] Dalton D. P., Vaquette C., Farrugia L. B., Dargaville R. T., Brown D. T., Hutmacher W. D.: Electrospinning and additive manufacturing: converging technologies. Biomaterial Science, 1, 171-185 (2013).
[2] Tuboly V., Kirschweg B., Horváth Zs., Imre B., Pukánszky B.: Biopolimerek az orvostudományban – Lebontható vázanyagok. Műanyag és Gumi, 7, 275-279 (2014).
szerző
-
Lipkovics Kata
Mechatronikai mérnöki alapszak (BSc)
alapképzés (BA/BSc)
konzulens
-
Dr. Molnár Kolos
egyetemi docens, Polimertechnika Tanszék