Il materiale poroso polimerico è un materiale polimerico con numerosi pori formati da gas disperso nel materiale polimerico.
Questa speciale struttura porosa è ottima per l'applicazione di materiali fonoassorbenti, separazione e adsorbimento, rilascio prolungato di farmaci, scaffold ossei e altri campi.
I materiali porosi tradizionali, come il polipropilene e il poliuretano, non sono facili da degradare e prendono il petrolio come materia prima, causa di inquinamento ambientale.
Pertanto, le persone hanno iniziato a studiare materiali biodegradabili a foro aperto.
Applicazione di materiale PLA a foro aperto:
Il materiale PLA a foro aperto presenta anche alcuni svantaggi, che ne limitano l'applicazione nel campo del materiale a foro aperto, come ad esempio:
1. Consistenza croccante, bassa resistenza alla trazione e mancanza di elasticità del materiale perforato.
2. Lento tasso di degradazione.
Se lasciato nel corpo per molto tempo come farmaco, può causare infiammazione.
3. Scolare.
Bassa affinità per le cellule, se trasformate in osso artificiale o cellule di scaffold sono difficili da aderire e proliferare.
Al fine di migliorare le carenze dei materiali PLA a foro aperto, sono stati adottati miscelazione, riempimento, copolimerizzazione e altri metodi per migliorare i materiali PLA a foro aperto.
Di seguito sono riportati diversi schemi di modifica del PLA:
1. Modifica della miscelazione PLA/PCL
Il PCL, o policaprolattone, è anche un materiale biodegradabile con buona biocompatibilità, tenacità e resistenza alla trazione.
La miscelazione con il PLA può migliorare efficacemente la tenacità, la resistenza alla trazione del PLA.
I ricercatori hanno scoperto che le proprietà potrebbero essere controllate controllando il rapporto tra PCL e PLA.Quando il rapporto di massa tra PLA e PCL era 7:3, la resistenza alla trazione e il modulo del materiale erano maggiori.
Tuttavia, la tenacità diminuisce con l'aumento del diametro dei pori.
Il materiale PLA/PCL non è tossico e ha potenziali applicazioni nei tessuti vascolari di piccolo diametro.
2. Modifica della miscela PLA/PBAT
Il PBAT è un materiale degradabile, che ha la degradabilità del poliestere alifatico e la tenacità del poliestere aromatico.La fragilità del PLA può essere migliorata dopo la miscelazione con PLA.
La ricerca mostra che con l'aumento del contenuto di PBAT, la porosità del materiale a foro aperto diminuisce (la porosità è massima quando il contenuto di PBAT è del 20%) e l'allungamento della frattura aumenta.
È interessante notare che, sebbene l'aggiunta di PBAT riduca la resistenza alla trazione del PLA, la resistenza alla trazione del PLA aumenta ancora quando viene trasformato in materiale a foro aperto.
3. Modifica della miscelazione PLA/PBS
Il PBS è un materiale biodegradabile, che ha buone proprietà meccaniche, eccellente resistenza al calore, flessibilità e capacità di lavorazione, ed è molto vicino ai materiali PP e ABS.
La miscelazione di PBS con PLA può migliorare la fragilità e la lavorabilità del PLA.
Secondo la ricerca, quando il rapporto di massa di PLA: PBS era 8:2, l'effetto complessivo era il migliore;se il PBS fosse aggiunto in eccesso, la porosità del materiale a foro aperto sarebbe ridotta.
4. Modifica del riempimento del vetro PLA/BIOactive (BG).
In quanto materiale di vetro bioattivo, il BG è composto principalmente da ossido di fosforo di calcio, sodio e silicio, che può migliorare le proprietà meccaniche e la bioattività del PLA.
Con l'aumento del contenuto di BG, il modulo di trazione del materiale a foro aperto è aumentato, ma la resistenza alla trazione e l'allungamento a rottura sono diminuiti.
Quando il contenuto di BG è del 10%, la porosità del materiale a foro aperto è la più alta (87,3%).
Quando il contenuto di BG raggiunge il 20%, la resistenza alla compressione del composito è la più alta.
Inoltre, il materiale poroso composito PLA/BG può depositare uno strato di apatite osteoide sulla superficie e all'interno in fluidi corporei simulati, che possono indurre la rigenerazione ossea.Pertanto, PLA/BG ha il potenziale per essere applicato nei materiali per innesti ossei.
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