Поликапролактон (PCL). Monofilament запустил производство мононити PCL для 3Д печати
- 19 ноября 2017 17:38:02
- Просмотров: 10597
В настоящее время наблюдается растущий интерес к производству биосовместимых пластиков для создания имплантатов пролонгированного действия с помощью аддитивных технологий. Размеры имплантатов всегда различны для разных человеческих сосудов или костей и требуют нестандартной конструкции. По этому традиционным методам обработки, таким как литье или литье под давлением тяжело конкурировать с аддитивными технологиями из-за их длинных производственных циклов и высокой стоимости оснастки при литье для разработки продукта.
Рис. 1. Имплантаты с поликапролактона
Было определено ряд материалов, которые имеют способность к биосовместимости, такие как полимолочная кислота, поливиниловый спирт и поликапролактон (PCL, Полиморфус), но при этом имеют различные свойства и поведение. Последний из них, PCL является полукристаллическим и гидрофобным биополимером, который препятствует случайному гидролитическому расщеплению цепи эфирных групп и, как следствие, деградирует в течение относительно длительного периода по сравнению с другими саморассасывающимися полимерами. Это представляет собой большой интерес для 3D печати биосовместимых элементов и изделий с длительным сроком применения, особенно, там где требуется структурная поддержка в течение многих недель.
PCL разлагается также в физиологических условиях в определенные сроки (что зависит от молекулярного веса PCL) на безопасные для человеческого организма компоненты, что и стало основной причиной применения его в качестве имплантируемого биоматериала. PCL используют как шовный и имплантируемый биоматериал, как оболочка капсул лекарственных препаратов, а в косметологии – в качестве наполнителя для локальных инъекций.
PCL также нашел широкое применение при изготовлении предметов одежды и обуви, различных макетов и пищевых контейнеров поскольку этот материал имеет хорошую эластичность и высокую прочность. При использовании в моделировании он с легкостью принимает желаемую форму, и из него можно лепить как из пластилина. PCL часто используют в качестве материала для изготовления поделок, произвольного крепежа или других деталей. Но он не пригоден для создания функциональных механических моделей.
Поликапролактон представляет собой качественный биосовместимый и биоразлагаемый полиэфирный пластик, который получают из нефтехимического сырья. Имеет низкую температуру плавления 59-64 0С.
Рис. 2. Структурная формула PCL Размягчается в теплой воде, после чего становиться прозрачным и пластичным. 
Рис. 3. Гранула поликапролактона и размягченный ее вид в теплой воде
Биоразлагаемость этого пластика заключается в том, что то под влиянием факторов окружающей среды (ультрафиолетовое излучение, воздействие микроорганизмов, высоких температур и радиационного излучения) материал при полном разложение превращается на углекислый газ и воду, при частичном – к образованию метана, углеводородов, углеводов или неорганических смесей, а также промежуточные продукты обмена веществ в живых клетках.
Рекомендованные температуры FDM печати для платформы составляют 35-40 °С , для экструдера - 130-135 °С (но это еще зависит и от марки PCL, которая может иметь различный молекулярный все и вязкость). При печати обязательно использовать обдув, иначе слои не успевают остывать и модель «плывет». Использование высоких температур экструдера может привести к деструкции и потери свойств полимера.
Рис. 4. Фото PCL нити и напечатанный с нее имплантат мениска
Другие статьи