溶劑澆鑄/粒子過濾法結合模流分析應用於三維多孔性生物鼻支架

Yuh Chyun Chiang, Ju-Yin Hsueh, Fei-Peng Lee, Hsin-Te Hsu, Yung-Kang Shen, Ping-Tun Teng

研究成果: 雜誌貢獻文章

摘要

背景:本研究主要是應用溶劑澆鑄/粒子過濾法(solvent casting/particle leaching method),結合模流分析(Moldflow analysis),製作並研究以生醫高分子聚乳酸(PLA; polylactic acid)和聚甘醇酸(PLGA; polylactide-co-glycolide)爲村料的L型鼻用多孔性生物支架。 方法:實驗分成兩部份,首先以溶液澆鑄/粒子過濾法(solvent casting/particulate leaching method)將生醫高分子材料(聚乳酸或聚甘醇酸)製作出來的生物多孔支架,切取2-3mm厚的薄片,以掃描式電子顯微鏡(scanning electron microscope)觀察其孔連接狀況及孔洞分佈情形;以壓汞儀(Mercury Porosimetry)測量孔隙率;以接觸角儀(contact angle instrument)測量生醫高分子添加生醫陶瓷材料氫氧基磷灰石(HA; hydroxyapatite)與否,對親、疏水性增加的改變。實驗的第二部份,模擬以聚乳酸爲材料,仿製鼻整型常用之L型矽膠(silicone)支架:利用電腦繪圖軟體Pro/Engineering和Solidworks繪出L型矽膠支架的幾何圖形,匯入模流分析(Moldflow analysis),製作澆道(sprue),利用4個成形參數和田口法(Taguchi Method)找出最佳化的射出參數。 結果:本研究製作的生物多孔支架,經掃描式電子顯微鏡觀察顯示孔徑爲252-500μm,且孔洞分佈和孔連接性佳。生物支架孔隙率可達到90%以上。聚乳酸的平均接觸角爲725°,添加氫氧基磷灰石後增加至79.0°,增加了疏水性質:聚甘醇酸平均接觸角爲89.4°,添加氫氧基磷灰石後卻降低至71.8°,增加了親水性質。模擬射出成形過程,可在2.8秒時完整的充填完畢,無短射問題。充填過程中的溫度分佈大致在攝氏189~205度左右,溫差大致在攝氏20度。速度分佈均勻,無不均勻流速產生。依田口法得到的九組數據,找出L型支架射出成型最適合的最小翹曲量爲0.17mm。 結論:本研究以生醫高分子材料(聚乳酸和聚甘醇酸)製作的生物多孔支架,在孔徑分布、大小與孔隙率部份可依指定要求完全掌控。根據接觸角實驗,得到理想支架應具有的良好親水性,適合未來在支架內培養細胞。另外,此研究也完成了以聚乳酸爲村料的射出模擬,得到了最適合射出成形的參數,找到最小的支架翹曲量;模擬過程在充填時間、溫度分布及速度分布方面皆非常良好。適合作爲未來製作模具的參考。
原文繁體中文
頁(從 - 到)163-170
頁數8
期刊Journal of Taiwan Otolaryngology - Head and Neck Surgery
45
發行號6
出版狀態已發佈 - 2010

指紋

Nose
Porosity
Durapatite
Polymers
Injections
Research
Temperature
Computer-Aided Design
Mercury
Fungi
poly(lactic acid)
Electrons
polylactic acid-polyglycolic acid copolymer

Keywords

  • 溶劑澆鑄/粒子過濾法
  • 模流分析
  • 聚乳酸
  • 聚甘醇酸
  • 三維多孔性生物鼻支架
  • solvent casting/particle leaching method
  • Moldflow analysis
  • polylactic acid
  • polylactide-co-glycolide
  • three-dimensional porous nasal scaffolds

引用此文

溶劑澆鑄/粒子過濾法結合模流分析應用於三維多孔性生物鼻支架. / Chiang, Yuh Chyun; Hsueh, Ju-Yin; Lee, Fei-Peng; Hsu, Hsin-Te; Shen, Yung-Kang; Teng, Ping-Tun.

於: Journal of Taiwan Otolaryngology - Head and Neck Surgery, 卷 45, 編號 6, 2010, p. 163-170.

研究成果: 雜誌貢獻文章

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TY - JOUR

T1 - 溶劑澆鑄/粒子過濾法結合模流分析應用於三維多孔性生物鼻支架

AU - Chiang, Yuh Chyun

AU - Hsueh, Ju-Yin

AU - Lee, Fei-Peng

AU - Hsu, Hsin-Te

AU - Shen, Yung-Kang

AU - Teng, Ping-Tun

PY - 2010

Y1 - 2010

N2 - 背景:本研究主要是應用溶劑澆鑄/粒子過濾法(solvent casting/particle leaching method),結合模流分析(Moldflow analysis),製作並研究以生醫高分子聚乳酸(PLA; polylactic acid)和聚甘醇酸(PLGA; polylactide-co-glycolide)爲村料的L型鼻用多孔性生物支架。 方法:實驗分成兩部份,首先以溶液澆鑄/粒子過濾法(solvent casting/particulate leaching method)將生醫高分子材料(聚乳酸或聚甘醇酸)製作出來的生物多孔支架,切取2-3mm厚的薄片,以掃描式電子顯微鏡(scanning electron microscope)觀察其孔連接狀況及孔洞分佈情形;以壓汞儀(Mercury Porosimetry)測量孔隙率;以接觸角儀(contact angle instrument)測量生醫高分子添加生醫陶瓷材料氫氧基磷灰石(HA; hydroxyapatite)與否,對親、疏水性增加的改變。實驗的第二部份,模擬以聚乳酸爲材料,仿製鼻整型常用之L型矽膠(silicone)支架:利用電腦繪圖軟體Pro/Engineering和Solidworks繪出L型矽膠支架的幾何圖形,匯入模流分析(Moldflow analysis),製作澆道(sprue),利用4個成形參數和田口法(Taguchi Method)找出最佳化的射出參數。 結果:本研究製作的生物多孔支架,經掃描式電子顯微鏡觀察顯示孔徑爲252-500μm,且孔洞分佈和孔連接性佳。生物支架孔隙率可達到90%以上。聚乳酸的平均接觸角爲725°,添加氫氧基磷灰石後增加至79.0°,增加了疏水性質:聚甘醇酸平均接觸角爲89.4°,添加氫氧基磷灰石後卻降低至71.8°,增加了親水性質。模擬射出成形過程,可在2.8秒時完整的充填完畢,無短射問題。充填過程中的溫度分佈大致在攝氏189~205度左右,溫差大致在攝氏20度。速度分佈均勻,無不均勻流速產生。依田口法得到的九組數據,找出L型支架射出成型最適合的最小翹曲量爲0.17mm。 結論:本研究以生醫高分子材料(聚乳酸和聚甘醇酸)製作的生物多孔支架,在孔徑分布、大小與孔隙率部份可依指定要求完全掌控。根據接觸角實驗,得到理想支架應具有的良好親水性,適合未來在支架內培養細胞。另外,此研究也完成了以聚乳酸爲村料的射出模擬,得到了最適合射出成形的參數,找到最小的支架翹曲量;模擬過程在充填時間、溫度分布及速度分布方面皆非常良好。適合作爲未來製作模具的參考。

AB - 背景:本研究主要是應用溶劑澆鑄/粒子過濾法(solvent casting/particle leaching method),結合模流分析(Moldflow analysis),製作並研究以生醫高分子聚乳酸(PLA; polylactic acid)和聚甘醇酸(PLGA; polylactide-co-glycolide)爲村料的L型鼻用多孔性生物支架。 方法:實驗分成兩部份,首先以溶液澆鑄/粒子過濾法(solvent casting/particulate leaching method)將生醫高分子材料(聚乳酸或聚甘醇酸)製作出來的生物多孔支架,切取2-3mm厚的薄片,以掃描式電子顯微鏡(scanning electron microscope)觀察其孔連接狀況及孔洞分佈情形;以壓汞儀(Mercury Porosimetry)測量孔隙率;以接觸角儀(contact angle instrument)測量生醫高分子添加生醫陶瓷材料氫氧基磷灰石(HA; hydroxyapatite)與否,對親、疏水性增加的改變。實驗的第二部份,模擬以聚乳酸爲材料,仿製鼻整型常用之L型矽膠(silicone)支架:利用電腦繪圖軟體Pro/Engineering和Solidworks繪出L型矽膠支架的幾何圖形,匯入模流分析(Moldflow analysis),製作澆道(sprue),利用4個成形參數和田口法(Taguchi Method)找出最佳化的射出參數。 結果:本研究製作的生物多孔支架,經掃描式電子顯微鏡觀察顯示孔徑爲252-500μm,且孔洞分佈和孔連接性佳。生物支架孔隙率可達到90%以上。聚乳酸的平均接觸角爲725°,添加氫氧基磷灰石後增加至79.0°,增加了疏水性質:聚甘醇酸平均接觸角爲89.4°,添加氫氧基磷灰石後卻降低至71.8°,增加了親水性質。模擬射出成形過程,可在2.8秒時完整的充填完畢,無短射問題。充填過程中的溫度分佈大致在攝氏189~205度左右,溫差大致在攝氏20度。速度分佈均勻,無不均勻流速產生。依田口法得到的九組數據,找出L型支架射出成型最適合的最小翹曲量爲0.17mm。 結論:本研究以生醫高分子材料(聚乳酸和聚甘醇酸)製作的生物多孔支架,在孔徑分布、大小與孔隙率部份可依指定要求完全掌控。根據接觸角實驗,得到理想支架應具有的良好親水性,適合未來在支架內培養細胞。另外,此研究也完成了以聚乳酸爲村料的射出模擬,得到了最適合射出成形的參數,找到最小的支架翹曲量;模擬過程在充填時間、溫度分布及速度分布方面皆非常良好。適合作爲未來製作模具的參考。

KW - 溶劑澆鑄/粒子過濾法

KW - 模流分析

KW - 聚乳酸

KW - 聚甘醇酸

KW - 三維多孔性生物鼻支架

KW - solvent casting/particle leaching method

KW - Moldflow analysis

KW - polylactic acid

KW - polylactide-co-glycolide

KW - three-dimensional porous nasal scaffolds

M3 - 文章

VL - 45

SP - 163

EP - 170

JO - Journal of Taiwan Otolaryngology - Head and Neck Surgery

JF - Journal of Taiwan Otolaryngology - Head and Neck Surgery

SN - 1019-6102

IS - 6

ER -