Piattaforme di test per la valutazione delle modifiche chimiche post-fabbricazione e delle proprietà biologiche in vitro nella stampa 3D di modellazione a deposizione fusa

Test delle modifiche chimiche e delle proprietà biologiche in vitro nella stampa 3D FDM

Nella stampa 3D di modellazione a deposizione fusa pubblicata di recente : piattaforme di test per la valutazione delle modifiche chimiche post-fabbricazione e delle proprietà biologiche in vitro, gli autori internazionali esplorano gli usi ampliati della stampa 3D FDM, creando piastre di prova polivalenti (cilindri di acido polilattico, 14 mm di diametro e 3 mm di altezza) per lo studio delle proprietà biologiche di materiali specifici.

Gli autori ci ricordano che la stampa 3D nel regno medico è spesso centrata sulla fabbricazione di modelli stampati in 3D creati da dati come scansioni TC o risonanze magnetiche. La stampa 3D è stata inoltre accentuata in modo esponenziale con l’aggiunta di tecnologie di accompagnamento come la robotica; tuttavia, per commercializzare dispositivi più complessi come gli impianti, i produttori devono essere in grado di superare numerose valutazioni, soddisfacendo gli standard e le normative su più livelli. Problemi come la formazione di biofilm microbici devono essere evitati, ad esempio, portando a risposte infiammatorie e altro nei pazienti.

I ricercatori spiegano che attraverso la modifica chimica si possono inibire i tipi negativi di crescita.

“È interessante notare che sia l’inibizione della crescita che il potenziamento possono essere di grande utilità per il ricercatore. Un punto chiave in tale modifica è la presenza di gruppi di esteri reattivi in ​​molti dei polimeri utilizzati nella stampa 3D, quindi l’acido polilattico (PLA) e il polietilentereftalato (PET) sono basati su polimeri con backbone estere, mentre il poli (metilmetacrilato) (PMMA) ha funzioni di catena laterale estere “, hanno detto gli autori.

Alla fine, l’obiettivo del team di ricerca era trovare una connessione tra i parametri dello studio e le piattaforme di piastre di prova polivalenti stampate 3D basate su PLA chimicamente modificate, o PVTP. I campioni sono stati valutati utilizzando quanto segue:

Spettroscopia infrarossa a trasformata di Fourier (FTIR)
Misure dell’angolo di contatto
Microscopia elettronica a scansione (SEM)
Misura della rugosità superficiale
Spettrometria a vita di annullamento del positrone (PALS)
I ricercatori hanno utilizzato un filamento Naturel PLA ColorFabb di 2,85 mm, insieme a una stampante 3D Lulzbot Taz 5 (50 lotti stampati) e una stampante 3D Lulzbot Mini (25 lotti stampati).

Caratteristiche di stampa per le lastre e gli array di lastre utilizzati nel lavoro corrente.

Come per tutta la stampa FDM, inizialmente l’adesione avviene sulla superficie del letto di stampa, quindi sugli strati precedentemente stampati, quindi l’importanza di utilizzare la temperatura del letto corretta per ciascuna sorgente di filamento.

I filamenti di PLA sono stati stampati in 3D a 215 ° C attraverso un ugello in acciaio inossidabile da 0,4 mm, utilizzando un’altezza dello strato di 50 µm o 75 µm e un riempimento del 100 percento.

La scansione delle superfici dipendeva da filtri applicati, aree di valutazione e altro ancora, con test inclusi di micron, submicron e nano-rugosità delle superfici. La spettroscopia di annichilazione del positrone (PALS) era responsabile della misurazione della struttura supramolecolare di impianti a base polimerica

“Nel nostro documento, abbiamo dimostrato l’importanza della caratterizzazione della superficie e delle indagini di citocompatibilità dei PLA-PVTP stampati in 3D e dei PVTP basati su PLA modificati chimicamente. Le ammine come catene laterali possono alterare favorevolmente le proprietà superficiali, la bagnabilità e la formazione di biofilm di PLA PVTP. In caso di esposizione prolungata sono stati anche presentati bassa capacità di formazione di biofilm e profili favorevoli di citocompatibilità. Esistono connessioni tra il tipo e le altre proprietà dei PVTP PLA. Nel complesso, le proprietà dei materiali di stampa 3D possono essere notevolmente migliorate dalla modifica dei polimeri di base “, hanno concluso i ricercatori.

“Sulla base di questi test in vitro (test di formazione di MTT e biofilm), si può concludere che per determinare la citotossicità è necessario utilizzare più di un dosaggio, in modo da non sovrastimare o sottovalutare la citocompatibilità dei PVTP stampati in 3D. Tuttavia, i dati di citotossicità da soli non sono necessariamente predittivi di problemi in vivo, ma accanto ad altri esperimenti (angolo di contatto, risultati PALS e SEM) possono essere stimati i dati di compatibilità in vivo. “

La stampa 3D FDM è stata utilizzata nella creazione di molti modelli e dispositivi medici, dall’oncologia alle malattie infettive . Questo tipo di stampa 3D ha anche il potenziale per essere un attore importante nel futuro della produzione farmaceutica . Cosa ne pensi di questa notizia? Fateci sapere i vostri pensieri! Partecipa alla discussione su questo e altri argomenti sulla stampa 3D su 3DPrintBoard.com .