Development of biodegradable iron scaffolds with antibacterial properties by additive manufacturing
L'objectiu del projecte detallat en aquest informe va ser desenvolupar un scaffold metàl·lic biodegradable, utilitzant la tècnica Direct Ink Writing, amb propietats antibacterianes per al seu ús en la regeneració dels ossos llargs. Els scaffolds van ser fabricats amb pols de ferro pur utilitzan...
| Autor: | |
|---|---|
| Tipo de recurso: | tesis de maestría |
| Fecha de publicación: | 2025 |
| País: | España |
| Institución: | Universitat Politècnica de Catalunya (UPC) |
| Repositorio: | UPCommons. Portal del coneixement obert de la UPC |
| Idioma: | inglés |
| OAI Identifier: | oai:upcommons.upc.edu:2117/430361 |
| Acceso en línea: | https://hdl.handle.net/2117/430361 |
| Access Level: | acceso abierto |
| Palabra clave: | Bone cements Biomedical materials Tissue engineering Scaffold Iron Additive Manufacturing Direct Ink Writing Osseointegration Ciments ossis Biomaterials Enginyeria de teixits Àrees temàtiques de la UPC::Enginyeria biomèdica::Biomaterials |
| Sumario: | L'objectiu del projecte detallat en aquest informe va ser desenvolupar un scaffold metàl·lic biodegradable, utilitzant la tècnica Direct Ink Writing, amb propietats antibacterianes per al seu ús en la regeneració dels ossos llargs. Els scaffolds van ser fabricats amb pols de ferro pur utilitzant un hidrogel com a aglutinant, amb dos tipus de recobriment estudiats: electrodeposició de plata i fosfat de calci que conté nanopartícules de plata. Es van investigar tres temperatures de sinterització (tractament tèrmic): 1100°C, 1150°C i 1200°C. L'estructura de les mostres i el pols es van analitzar mitjançant microscòpia electrònica de rastreig i difracció de raigs X, revelant una fase alfa (ferríta) en totes les mostres, amb una possible oxidació i influència del tractament tèrmic en l'estructura resultant. Es van realitzar proves mecàniques i químiques. Com a part de la primera categoria, els assaigs de compressió no van mostrar una influència significativa del mètode de debinding ni de la temperatura de sinterització sobre les propietats mecàniques, amb valors del mòdul de Young al voltant de 0.62 GPa. Les mesures de microduresa va demostrar un material amb un Vickers HV0.2 al voltant de 73 HV de mitjana, presentant diferències en els resultats amb més duresa per a l’andamiatge sinteritzat a 1150°C. Pel que fa a les proves químiques, les proves ICP van mostrar que la degradació augmentava amb la galvanoplàstia de plata i, en menor mesura, amb la sinterització a 1200°C. En les proves biològiques, l’assaig antibacterià va revelar un efecte antibacterià en totes les mostres, amb els scaffolds sinteritzats a 1200°C mostrant un menor efecte antibacterià. Els resultats mostren propietats potencials similars a l'os, però es necessita més investigació. També cal investigar més sobre la porositat resultant, les propietats antibacterianes i la taxa de degradació per determinar les propietats requerides per a la regeneració òssia. S'han d'investigar nous mètodes de producció. |
|---|