Vliv morfologie na mechanické vlastnosti 3D tištěných kostních nosičů

Abstract

Táto diplomová práca sa zaoberá štúdiom vplyvu morfológie na mechanické vlastnosti 3D tlačených kostných scaffoldov. Teoretická časť stručne zhrnula inžinierstvo kostného tkaniva a taktiež možnosti konštrukcie takýchto scaffoldov pomocou technológií 3D tlače. Ďalej sa zamerala na použité materiály a kľúčové architektonické parametre pri navrhovaní a výrobe 3D tlačených kostných scaffoldov. Experimentálna časť sa najprv zaoberala optimalizáciou 3D tlače vrátane určenia najvhodnejšieho tvaru. Neskôr sa zamerala na navrhovanie vlastných vnútorných štruktúr, ktoré by boli tlačiteľné a prakticky použiteľné. Takéto konštrukcie boli potom podrobené mechanickému testovaniu, aby sa určila ich pevnosť, elastický gradient a energia, ktorú sú schopné absorbovať. Výsledky ukázali, že z použitých vnútorných štruktúr sú z hľadiska mechanických vlastností najlepšie iterácie šesťuholníkové alebo inač povedané honeycombu.

This diploma thesis deals with the study of the effect of morphology on the mechanical properties of 3D printed bone scaffolds. The theoretical part briefly summarized bone tissue engineering as well as possibilities to construct such scaffolds using 3D printing technologies. Further, it is focused on utilized materials and key architectural parameters in designing and producing 3D printed bone scaffolds. The experimental part deals with the optimization of 3D printing, including the determination of the most suitable shape. Later, designing custom infill structures that would be printable and practically usable are evaluated. Such designs were then subjected to mechanical testing to determine their strength, elastic gradient, and the energy they are able to absorb. In terms of mechanical properties, results from used infill structures showed that honeycomb iterations proved to be superior.