Resumen de Andamios de PLA fabricados mediante técnicas de impresión 3D: metodología para desarrollar un modelo de comportamiento ortotrópico del material

Gabriela Martínez Bordes, Guillaume Serandour

• español

  Los andamios en términos biomédicos, son estructuras tridimensionales porosas cuya función principal es proporcionar un lugar para alojar células de tejidos vivos. Un andamio debe cumplir con requisitos específicos, como ser biocompatible, biodegradable, tener una porosidad adecuada y ser fácil de fabricar. En este caso, en particular, para su fabricación, se ha optado por utilizar técnicas de impresión 3D, específicamente la impresión por deposición fundida (FDM), y como material, se ha elegido el ácido poliláctico (PLA), un polímero biodegradable común en la impresión 3D. Se llevaron a cabo pruebas de tracción en probetas fabricadas con PLA mediante FDM, las cuales se imprimieron en tres orientaciones distintas a saber; orientación 1 (O1), orientación 2 (O2) y orientación 3 (O3). La orientación O3 se caracteriza por tener la dirección de impresión alineada con la longitud de la probeta. Se mantuvieron constantes el tamaño de los poros, el patrón geométrico y las propiedades de impresión en todas las probetas para asegurar resultados comparables. Uno de los hallazgos importantes fue que la orientación de impresión O3 mostró una variación significativa en el módulo elástico, lo que indica que las propiedades mecánicas del material son anisotrópicas en esta dirección. Para abordar esta variación, se propuso un modelo de comportamiento ortotrópico del material. Además, se utilizó el software ANSYS para realizar simulaciones numéricas y validar los resultados experimentales. Estas simulaciones mostraron una buena correlación con los datos obtenidos en el laboratorio

• English

  Scaffolds, in biomedical terms, are porous three-dimensional structures whose main function is to provide a place to house living tissue cells. A scaffold must be biocompatible, biodegradable, having adequate porosity and being easy to manufacture. In this case, for its manufacture, 3D printing techniques have been chosen, specifically fused deposition modeling (FDM), and polylactic acid (PLA), a biodegradable polymer, has been chosen as the material. common in 3D printing. Tensile tests were carried out on specimens made of PLA by FDM, which were printed in three different orientations: orientation 1 (O1), orientation 2 (O2) and orientation 3 (O3). The O3 orientation is characterized by having the printing direction aligned with the length of the specimen. Pore size, geometric pattern, and printing properties were held constant across all test specimens to ensure comparable results. An important finding was that the O3 print orientation showed significant variation in the elastic modulus, in this direction. To address this variation, a orthotropic material model was proposed. In addition, the ANSYS software was used to perform numerical simulations and validate the experimental results.

  These simulations showed a good correlation with the data obtained in the laboratory.