Možnosti a výzvy 3D tisku cementového bioinkoustu

Possibilities and challenges of 3D printing cement bioink

abstrakt

čeština

V oblasti materiálů pro regenerativní medicínu si metoda 3D tisku již vybudovala svou pevnou pozici. Každý materiál má ale své specifické vlastnosti, na které je třeba při 3D tisku reagovat. Ať je to precizní optimalizace tiskových parametrů, nebo přímo volba vhodné tiskové metody. V rámci mezinárodního projektu profiBONE orientovaného na vývoj resorbovatelných kostních cementů jsme se zaměřili na tisk personalizovaných struktur metodou materiálové extruze za laboratorní teploty. Pro tento účel jsme na CEITEC VUT upravili komerční 3D tiskárnu pro potřeby tisku našich materiálů. S novou tiskovou technologií však souvisí nastavení a optimalizace tiskových parametrů, jako je průtok materiálu, volba průměru tiskové trysky, tisková rychlost, nebo výška tiskové vrstvy. V neposlední řadě je nutno respektovat tokové vlastnosti materiálu a rozměry tištěného objektu. Z toho důvodu je třeba často ujít dlouhou cestu od návrhu k výtisku odpovídajícího tvaru. Ve své prezentaci se budu věnovat metodě 3D tisku cementové pasty a tiskových parametrů, které svou kombinací ovlivní kvalitu výtisku. Dále se budu věnovat možnostem, problémům, nalezeným limitům a potenciálu této tiskové metody.

In the area of materials for regenerative medicine, the 3D printing method has already established a solid position. However, each material has its own specific properties that must be taken into account during 3D printing. Whether it is precise optimization of printing parameters, or directly choosing a suitable printing method. As part of the profiBONE international project focused on the development of resorbable bone cements, we focused on printing personalized structures using the material extrusion method at laboratory temperatures. For this purpose, we adapted a commercial 3D printer at CEITEC BUT for printing our materials. However, new printing technology is related to the setting and optimization of printing parameters, such as material flow, choice of print nozzle diameter, print speed, or print layer height. Last but not least, the flow properties of the material and the dimensions of the printed object must be respected. For this reason, it is often necessary to go a long way from the design to the printout of the corresponding shape. In my presentation, I will focus on the 3D printing method of cement paste and printing parameters, which in combination will affect the quality of the printout. Next, I will focus on the possibilities, problems, found limits and potential of this printing method.

přímý nízkoteplotní 3D tisk, resorbovatelný kostní cement, optimalizace tiskových parametrů, tiskové metody

direct low-temperature 3D printing, resorbable bone cement, optimization of printing parameters, printing methods

MENČÍK, P.; HLINÁKOVÁ, K.; LYSÁKOVÁ, K.; PŘIKRYL, R.; VOJTOVÁ, L.

19. 9. 2023

České vysoké učení technické v Praze

Praha

978-80-01-07212-7

Biomateriály a jejich povrchy XVI.

1

71

71

97

https://www.irsm.cas.cz/ext/biomaterialy/download/BIOMATERIALY_A_JEJICH_POVRCHY_XVI.pdf