האם אתה יודע על היישום והשינוי של חומר PLA עם חור פתוח

חומר נקבובי פולימרי הוא חומר פולימרי בעל נקבוביות רבות הנוצרות על ידי גז המפוזר בחומר הפולימרי.
מבנה נקבובי מיוחד זה טוב מאוד ליישום חומרים סופגי קול, הפרדה וספיחה, שחרור ממושך של תרופות, פיגום עצם ושדות אחרים.

חומרים נקבוביים מסורתיים, כמו פוליפרופילן ופוליאוריתן, אינם קלים לפירוק ולוקחים נפט כחומר גלם, מה שיגרום לזיהום סביבתי.
לכן, אנשים החלו ללמוד חומרים מתכלים עם חורים פתוחים.

יישום של חומר PLA עם חור פתוח:

לחומר בעל חור פתוח של PLA יש גם כמה חסרונות, המגבילים את היישום שלו בתחום החומר הפתוח, כגון:

1. מרקם פריך, חוזק מתיחה נמוך וחוסר גמישות של החומר המחורר.
2. קצב פירוק איטי.
אם נשארים בגוף זמן רב כתרופה, זה יכול לגרום לדלקת.
3. לנקז.
זיקה נמוכה לתאים, אם הופכים אותם לעצם מלאכותית או לתאי פיגום, קשה להיצמד ולהתרבות.

על מנת לשפר את החסרונות של חומרי PLA עם חורים פתוחים, אומצו שיטות מיזוג, מילוי, קופולימריזציה ושיטות נוספות לשיפור חומרי PLA עם חורים פתוחים.
להלן מספר תוכניות שינוי של PLA:

1. שינוי מיזוג PLA/PCL
PCL, או פוליקאפרולקטון, הוא גם חומר מתכלה עם תאימות ביולוגית טובה, קשיחות וחוזק מתיחה.
מיזוג עם PLA יכול לשפר ביעילות את חוזק המתיחה הקשיחות של PLA.
החוקרים מצאו שניתן לשלוט במאפיינים על ידי שליטה על היחס בין PCL ל-PLA. כאשר יחס המסה של PLA ל-PCL היה 7:3, חוזק המתיחה והמודלוס של החומר היו גבוהים יותר.
עם זאת, הקשיחות פוחתת עם עליית קוטר הנקבוביות.
חומר ה-PLA/PCL אינו רעיל ויש לו יישומים פוטנציאליים ברקמות כלי דם בקוטר קטן.

2. שינוי תערובת PLA/PBAT

PBAT הוא חומר מתכלה, בעל יכולת הפירוק של פוליאסטר אליפטי וקשיחות של פוליאסטר ארומטי. ניתן לשפר את השבריריות של PLA לאחר מיזוג עם PLA.

המחקר מראה שעם העלייה בתכולת ה-PBAT, הנקבוביות של החומר הפתוח יורדת (הנקבוביות היא הגבוהה ביותר כאשר תכולת ה-PBAT היא 20%), והתארכות השבר עולה.
מעניין שלמרות שתוספת של PBAT מפחיתה את חוזק המתיחה של PLA, חוזק המתיחה של PLA עדיין עולה כאשר הוא מעובד לחומר עם חורים פתוחים.

3. שינוי מיזוג PLA/PBS

PBS הוא חומר מתכלה, בעל תכונות מכניות טובות, עמידות בחום מעולה, גמישות ויכולת עיבוד, וקרוב מאוד לחומרי PP ו-ABS.
מיזוג PBS עם PLA יכול לשפר את השבריריות ויכולת העיבוד של PLA.
לפי המחקר, כאשר יחס המסה של PLA: PBS היה 8:2, ההשפעה המקיפה הייתה הטובה ביותר; אם ה-PBS יתווסף בעודף, הנקבוביות של החומר הפתוח תופחת.

4. שינוי מילוי PLA/BIOactive glass (BG).

כחומר זכוכית ביו-אקטיבי, BG מורכב בעיקר מסיליקון נתרן תחמוצת סידן זרחנית, אשר יכול לשפר את התכונות המכניות והפעילות הביולוגית של PLA.

עם העלייה בתכולת ה-BG, מודול המתיחה של החומר הפתוח גדל, אך חוזק המתיחה וההתארכות בשבירה ירדו.
כאשר תכולת ה-BG היא 10%, הנקבוביות של החומר הפתוח היא הגבוהה ביותר (87.3%).
כאשר תכולת ה-BG מגיעה ל-20%, חוזק הלחיצה של המרוכב הוא הגבוה ביותר.
יתר על כן, החומר הנקבובי המרוכב PLA/BG יכול להפקיד שכבת אפטות אוסטואידית על פני השטח ובפנים בנוזלי גוף מדומים, מה שיכול לעורר התחדשות עצם. לכן, ל-PLA/BG יש פוטנציאל ליישום בחומרי השתלת עצם.