Belfast: l'impression 3D avec des composites PLA antioxydants montre un potentiel dans les applications médicales

Belfast: l'impression 3D avec des composites PLA antioxydants montre un potentiel dans les applications médicales

Les chercheurs de Belfast expérimentent avec les nouveaux matériaux d'impression antioxydants contenant de la lignine pour les applications d'impression 3D: un matériau potentiel pour les applications de santé. En raison de sa force en tant que biopolymère et antioxydant, l'équipe de recherche a combiné la lignine avec du poly (acide lactique) dans l'impression 3D FDM.

Schéma des différentes mailles produites avec FFF.

En enduisant les pastilles PLA de poudre LIG et d'huile de ricin, qui est biocompatible, ils ont extrudé le matériau à 200 ° C. Les chercheurs ont signalé des charges LIG qui variaient de 0% à 3% (p / p). Dans le but de fournir des fonctionnalités supplémentaires et bénéfiques au PLA, l'équipe de recherche a essayé diverses stratégies, notamment en incorporant des molécules aux propriétés antioxydantes au PLA.

"La production illimitée de radicaux libres et d'espèces réactives de l'oxygène est liée à l'apparition de maladies telles que la polyarthrite rhumatoïde, l'athérosclérose ou le cancer", ont déclaré les chercheurs. «En conséquence, le développement de composés / matériaux antioxydants peut contribuer à réduire la concentration de ces composés. De plus, il a été démontré que l'excès d'espèces réactives de l'oxygène empêche la cicatrisation des plaies. En conséquence, des antioxydants ont été proposés pour contrôler le stress oxydatif dans les plaies afin d'accélérer leur cicatrisation.

Photographies de: granules enrobés de PLA et de PLA (A); LIG et TC contenant des filaments PLA (B); LIG et TC contenant des carrés de 1 cm × 1 cm préparés en utilisant l'impression 3D (C); et différentes formes imprimées en utilisant le filament contenant 2% (w / w) LIG (D).

Auparavant, l'impression 3D SLA était utilisée pour fabriquer des stents vasculaires antioxydants avec des capacités biorésorbables, tandis que l'impression SLS 3D était utilisée pour créer des matériaux avec des antioxydants pour favoriser la croissance cellulaire. Bien que le composé réel n'ait pas été divulgué, les chercheurs ont rapporté qu'ils utilisaient un matériau polyamide 12 stable aux UV avec des propriétés antioxydantes. Le LIG est connu pour posséder à la fois des antioxydants et des antimicrobiens et, accessoirement, est également le deuxième polymère le plus abondant sur notre planète – les chercheurs ont encore beaucoup à faire – en particulier pour les applications biomédicales.

Comme les chercheurs ont combiné LIG et PLA ici, l'intention était de développer un composite pour les soins de santé, car les matériaux ont été combinés par extrusion, caractérisés, puis réellement utilisés dans l'impression 3D FDM. Il est prévu que ces composites puissent être utilisés pour les pansements en raison du potentiel de qualités antibactériennes localisées. Ici, les chercheurs ont utilisé la tétracycline (TC) comme agent antibactérien.

Utilisé dans les pansements, le composite composé de LIG et de PLA permettrait une personnalisation de la taille et de la forme – et pas seulement cela, le PLA offre une forme biodégradable.

«Le présent travail a montré que le PLA et le LIG peuvent être combinés facilement en enduisant les pastilles de PLA de LIG. D'autres alternatives pour préparer les composites PLA / LIG ont été explorées mais elles nécessitent des solvants organiques ou des équipements plus complexes tels que des extrudeuses à double vis », ont conclu les chercheurs.

«L'emballage antioxydant peut être utilisé pour améliorer l'état et augmenter la durée de conservation des aliments emballés. En raison de la prolifération cellulaire accrue sur les matériaux antioxydants, ces matériaux peuvent être utilisés pour des applications de culture de tissus ou même pour la médecine régénérative. En raison de la polyvalence de FFF, des géométries complexes peuvent être préparées telles que des échafaudages. Cependant, avant que ce type de matériel puisse être implanté chez l'homme, la sécurité des matériaux à base de lignine doit être évaluée. Il a déjà été signalé que les matériaux à base de LIG sont biocompatibles, mais d'autres études devraient être effectuées. »

Configuration expérimentale utilisée pour mesurer la diffusion du médicament à travers les mailles imprimées en 3D (A); photographies des mailles imprimées en 3D en PLA et 2% (p / p) LIG (B); et libération de CUR à travers des mailles imprimées en 3D de 1,5 mm (C) et 1 mm (D) (n = 3).

À mesure que la gamme de matériaux d'impression 3D continue de s'élargir, la recherche et le développement de composites évoluent, des composites thermodurcissables pour l'aérospatiale aux composites en verre, aux nanocomposites, etc.

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[Source / Images: «Composites PLA antioxydants contenant de la lignine pour les applications d'impression 3D: un matériau potentiel pour les applications de santé»]

 

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