Sinterização seletiva a laser de biocompósitos de polietileno de ultra alto peso molecular/fosfato de cálcio para aplicações em engenharia de tecidos

Abstract

Estruturas conhecidas como scaffolds podem ser fabricadas por diferentes técnicas de Manufatura Aditiva utilizando diversas matérias-primas, tais como polímeros sintéticos e naturais, bem como materiais inorgânicos. Para melhorar a bioatividade de compósitos de matriz polimérica, biocerâmicos podem ser incorporados nos scaffolds. Neste trabalho, empregou-se a sinterização seletiva a laser (SLS) para fabricar compósitos de matriz de polietileno de ultra alto peso molecular (PEUAPM) com 5 ou 10% em peso de fosfato de cálcio monobásico mono-hidratado (CPMM) adicionado para regeneração do tecido ósseo. A gama de valores de porosidade obtidos para os scaffolds foi de 60 a 90% e a faixa de tamanho de poro observada por MEV foi de 20 a 100 µm. A tensão máxima de ruptura foi altamente dependente da porosidade, que por sua vez foi diretamente proporcional a quantidades crescentes de CPMM adicionado ao PEUAPM.

Abstract : Scaffolds can be manufactured by different Additive Manufacturing techniques using diverse raw materials such as synthetic and natural polymers as well as inorganic materials. To improve the bioactivity of polymer matrix composites, nanostructured bioceramics may be incorporated into the scaffolds. In this work, selective laser sintering (SLS) was applied to manufacture a composite with a matrix of ultra-high-molecular-weight polyethylene (UHMWPE) with 5 or 10 wt% added calcium phosphate monobasic monohidrate (CPMM) for bone tissue regeneration. The range of porosity values obtained for the scaffolds was 60 to 90%, and the pore size range observed by SEM was 20 to 100 µm. The ultimate strength was highly dependent on porosity, which was directly proportional to increasing amounts of CPMM added to UHMWPE.