CZ308060B6 - 3D kompozitní materiál určený především jako biodegradabilní náhrada chrupavky - Google Patents
3D kompozitní materiál určený především jako biodegradabilní náhrada chrupavky Download PDFInfo
- Publication number
- CZ308060B6 CZ308060B6 CZ2014330A CZ2014330A CZ308060B6 CZ 308060 B6 CZ308060 B6 CZ 308060B6 CZ 2014330 A CZ2014330 A CZ 2014330A CZ 2014330 A CZ2014330 A CZ 2014330A CZ 308060 B6 CZ308060 B6 CZ 308060B6
- Authority
- CZ
- Czechia
- Prior art keywords
- composite material
- biodegradable
- layer
- poly
- caprolactone
- Prior art date
Links
- 239000000463 material Substances 0.000 title claims abstract description 23
- 210000000845 cartilage Anatomy 0.000 title claims description 9
- 239000011165 3D composite Substances 0.000 title claims description 6
- 238000010146 3D printing Methods 0.000 claims abstract description 11
- 239000002131 composite material Substances 0.000 claims abstract description 5
- 238000000059 patterning Methods 0.000 claims abstract description 3
- 239000002121 nanofiber Substances 0.000 claims description 5
- 229920000642 polymer Polymers 0.000 claims description 5
- 239000011148 porous material Substances 0.000 claims description 4
- 238000000034 method Methods 0.000 abstract description 6
- 229920000249 biocompatible polymer Polymers 0.000 abstract description 3
- PAPBSGBWRJIAAV-UHFFFAOYSA-N ε-Caprolactone Chemical compound O=C1CCCCCO1 PAPBSGBWRJIAAV-UHFFFAOYSA-N 0.000 abstract 2
- 210000001188 articular cartilage Anatomy 0.000 abstract 1
- 239000000835 fiber Substances 0.000 description 5
- 210000001519 tissue Anatomy 0.000 description 4
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 3
- 239000011230 binding agent Substances 0.000 description 2
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 2
- 238000001125 extrusion Methods 0.000 description 2
- 210000003127 knee Anatomy 0.000 description 2
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 2
- 239000000243 solution Substances 0.000 description 2
- 229920001661 Chitosan Polymers 0.000 description 1
- 108010010803 Gelatin Proteins 0.000 description 1
- 229920003171 Poly (ethylene oxide) Polymers 0.000 description 1
- 239000007864 aqueous solution Substances 0.000 description 1
- 239000000560 biocompatible material Substances 0.000 description 1
- 229920002988 biodegradable polymer Polymers 0.000 description 1
- 239000004621 biodegradable polymer Substances 0.000 description 1
- 238000004113 cell culture Methods 0.000 description 1
- 230000004663 cell proliferation Effects 0.000 description 1
- 238000005352 clarification Methods 0.000 description 1
- 239000003814 drug Substances 0.000 description 1
- 238000001523 electrospinning Methods 0.000 description 1
- 238000010041 electrostatic spinning Methods 0.000 description 1
- 239000002657 fibrous material Substances 0.000 description 1
- 239000006261 foam material Substances 0.000 description 1
- 229920000159 gelatin Polymers 0.000 description 1
- 239000008273 gelatin Substances 0.000 description 1
- 235000019322 gelatine Nutrition 0.000 description 1
- 235000011852 gelatine desserts Nutrition 0.000 description 1
- 210000003035 hyaline cartilage Anatomy 0.000 description 1
- 238000009776 industrial production Methods 0.000 description 1
- 238000003475 lamination Methods 0.000 description 1
- 238000002844 melting Methods 0.000 description 1
- 230000008018 melting Effects 0.000 description 1
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 1
Classifications
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
- A61F—FILTERS IMPLANTABLE INTO BLOOD VESSELS; PROSTHESES; DEVICES PROVIDING PATENCY TO, OR PREVENTING COLLAPSING OF, TUBULAR STRUCTURES OF THE BODY, e.g. STENTS; ORTHOPAEDIC, NURSING OR CONTRACEPTIVE DEVICES; FOMENTATION; TREATMENT OR PROTECTION OF EYES OR EARS; BANDAGES, DRESSINGS OR ABSORBENT PADS; FIRST-AID KITS
- A61F2/00—Filters implantable into blood vessels; Prostheses, i.e. artificial substitutes or replacements for parts of the body; Appliances for connecting them with the body; Devices providing patency to, or preventing collapsing of, tubular structures of the body, e.g. stents
- A61F2/02—Prostheses implantable into the body
- A61F2/28—Bones
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
- A61F—FILTERS IMPLANTABLE INTO BLOOD VESSELS; PROSTHESES; DEVICES PROVIDING PATENCY TO, OR PREVENTING COLLAPSING OF, TUBULAR STRUCTURES OF THE BODY, e.g. STENTS; ORTHOPAEDIC, NURSING OR CONTRACEPTIVE DEVICES; FOMENTATION; TREATMENT OR PROTECTION OF EYES OR EARS; BANDAGES, DRESSINGS OR ABSORBENT PADS; FIRST-AID KITS
- A61F2/00—Filters implantable into blood vessels; Prostheses, i.e. artificial substitutes or replacements for parts of the body; Appliances for connecting them with the body; Devices providing patency to, or preventing collapsing of, tubular structures of the body, e.g. stents
- A61F2/02—Prostheses implantable into the body
- A61F2/30—Joints
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
- A61L—METHODS OR APPARATUS FOR STERILISING MATERIALS OR OBJECTS IN GENERAL; DISINFECTION, STERILISATION OR DEODORISATION OF AIR; CHEMICAL ASPECTS OF BANDAGES, DRESSINGS, ABSORBENT PADS OR SURGICAL ARTICLES; MATERIALS FOR BANDAGES, DRESSINGS, ABSORBENT PADS OR SURGICAL ARTICLES
- A61L27/00—Materials for grafts or prostheses or for coating grafts or prostheses
- A61L27/40—Composite materials, i.e. containing one material dispersed in a matrix of the same or different material
Landscapes
- Health & Medical Sciences (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Veterinary Medicine (AREA)
- Public Health (AREA)
- General Health & Medical Sciences (AREA)
- Animal Behavior & Ethology (AREA)
- Oral & Maxillofacial Surgery (AREA)
- Transplantation (AREA)
- Orthopedic Medicine & Surgery (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Cardiology (AREA)
- Biomedical Technology (AREA)
- Heart & Thoracic Surgery (AREA)
- Vascular Medicine (AREA)
- Epidemiology (AREA)
- Medicinal Chemistry (AREA)
- Dermatology (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Composite Materials (AREA)
- Materials For Medical Uses (AREA)
Abstract
Materiál pro náhradu kloubní chrupavky na bázi poly-ε-kaprolaktonových nanovláken s různou plošnou hmotností a vzorováním v ploše vrstvy, čímž materiál získává místa s větší a s menší porozitou. Poly-ε-kaprolaktonový nanovlákenný materiál je propojen vrstvami biokompatibilního polymeru vytvořeného pomocí metody 3D tisku a tím je vytvořen kompozitní materiál.
Description
Oblast techniky
Vynález se týká složení strukturované nanovlákenné vrstvy s kombinací metody 3D tisku k vytvoření biodegradabilního materiálu pro použití jako náhrada kolenní chrupavky.
Dosavadní stav techniky
V současné době se jako náhrady chrupavek používají materiály ve formě vláken, nebo pěn. Nevýhodou těchto materiálů je nedostatečná buněčná proliferace do vnitřku těchto materiálů, a tedy nedostatečné vytvoření nové chrupavky v celém objemu scaffoldu.
Podstata vynálezu
Cílem vynálezu je nalézt vhodný materiál na bázi nanovláken s různou plošnou hmotností a vzorováním v ploše vrstvy, čímž materiál získává místa s větší a s menší porozitou. Nanovlákenný materiál je propojen vrstvami vytvořenými pomocí metody 3D tisku a tím je vytvořen kompozitní materiál. Takto vytvořený kompozit bude optimálně sloužit jako vhodný tkáňový nosič pro vytvoření kolenní chrupavky.
Cíle technického řešení podle tohoto vynálezu je dosaženo kombinací metody 3D tisku, tedy rapid prototyping, a elektrostatického zvlákňování. Materiál využitý pro 3D tisk je biokompatibilní a biodegradabilní polymer poly-s-kaprolakton vytlačovaný ve formě mikronových vláken do pravidelných struktur např. pravidelné mříže z na sebe kolmo kladených vláken. Takto vytvořený materiál je ukládán na strukturovanou nanovlákennou vrstvu. Nanovlákenná vrstva je strukturovaná z důvodu rozdílné plošné hmotnosti v ploše a má tedy různé velikosti pórů ve struktuře. Vytvořený materiál slouží jako biodegradabilní náhrada v tkáňovém inženýrství hyalinní chrupavky.
Nanovlákenná vrstva je ve formě strukturované vrstvy, kde se mění plošná hmotnost jednotlivých částí této vrstvy. Důvodem je různá velikost pórů, a tedy snadnější prostup buněčné kultury přes místa s nižší plošnou hmotností a větší velikostí pórů. Vytvořená nanovlákenná vrstva je z biodegradabilního a biokompatibilního materiálu poly-s-kaprolakton o molekulové hmotnosti 45.000, 14.000 nebo jejich kombinace nebo další molekulové hmotnosti.
Při metodě 3D tisku je použito technologie tavení polymeru a následné vytlačení přes definovanou trysku. Průměr vytlačovací trysky zajistí přesně definovaný průměr vláken. Vlákna jsou ukládána do struktur předdefinovaných v grafickém programu. Jako polymemí materiál je použit biodegradabilní a biokompatibilní polymer poly-s-kaprolakton o molekulové hmotnosti 45.000, 14.000 nebo jejich kombinace nebo další molekulové hmotnosti.
Výhodou tohoto vlákenného kompozitního materiálu je snadnost kombinace jednotlivých technologií a jednoduchost jeho výroby. Připravený materiál je vhodný pro laboratorní i průmyslové procesy výroby, bez nutnosti úpravy stávajících procesů.
Objasnění výkresů
Technické řešení podle tohoto vynálezu bude blíže objasněno pomocí výkresů, kde na obr. 1 je znázorněna struktura 3D kompozitního materiálu podle užitného vzoru a na obr. 2 je znázorněn
- 1 CZ 308060 B6 řez 3D kompozitním materiálem znázorňující vrstvení materiálů vyrobených pomocí 3D tisku a nanovlákenného vzorovaného materiálu vyrobeného pomocí elektrostatického zvlákňování.
Příklady uskutečnění vynálezu
Poly-s-kaprolaktonový nanovlákenný strukturovaný materiál 1 mřížové struktury s charakteristickým průměrem vláken 200-400 nm, je povrstven vrstvou 2 biokompatibilního polymeru pomocí metody 3D tisku, přičemž takto vytvořená struktura má charakteristický rozměr 20-200pm. Poly-s-kaprolaktonový nanovlákenný strukturovaný materiál 1 je mechanicky vrstven tak, aby došlo k pravidelnému opakování s vrstvou 2 biokompatibilního polymeru tvořenou 3D tiskem a k vytvoření sendvičové struktury. Vrstvení probíhá buď přímo při výrobě nanášením jednotlivých vrstev postupně na sebe anebo pomocí před výroby jednotlivých vrstev a následného pojení biodegradabilními pojivý na bázi vodných roztoků tkáňových pojiv, biodegradabilních polymerů jako například polyetylenoxidu, chitosanu, želatiny atd.
Průmyslová využitelnost
Technické řešení podle tohoto vynálezu je využitelné jako vhodný tkáňový nosič pro vytvoření chrupavky, tedy především v medicíně.
PATENTOVÉ NÁROKY
Claims (3)
1. 3D kompozitní materiál určený především jako biodegradabilní náhrada chrupavky, vyznačující se tím, že nejméně jedna vrstva materiálu na bázi poly-s-kaprolaktonových nanovláken (1) s různou plošnou hmotností a vzorováním v ploše vrstvy je propojena s nejméně jednou vrstvou (2) biokompatibilního polymeru 3D tisku a tím je vytvořen kompozitní materiál.
2. 3D kompozitní materiál určený především jako biodegradabilní náhrada chrupavky podle nároku 1, vyznačující se tím, že vrstva na bázi poly-s-kaprolaktonových nanovláken (1) je strukturovaná z důvodu rozdílné plošné hmotnosti v ploše a má tedy různé velikosti pórů ve struktuře.
3. 3D kompozitní materiál určený především jako biodegradabilní náhrada chrupavky podle nároku 1, vyznačující se tím, že vrstva na bázi poly-s-kaprolaktonových nanovláken (1) je mechanicky vrstvena tak, aby došlo k pravidelnému opakování s vrstvou 2 biokompatibilního polymeru 3D tisku a tím k vytvoření sendvičové struktury.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CZ2014330A CZ308060B6 (cs) | 2014-05-13 | 2014-05-13 | 3D kompozitní materiál určený především jako biodegradabilní náhrada chrupavky |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CZ2014330A CZ308060B6 (cs) | 2014-05-13 | 2014-05-13 | 3D kompozitní materiál určený především jako biodegradabilní náhrada chrupavky |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CZ2014330A3 CZ2014330A3 (cs) | 2015-11-25 |
| CZ308060B6 true CZ308060B6 (cs) | 2019-12-04 |
Family
ID=54771337
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CZ2014330A CZ308060B6 (cs) | 2014-05-13 | 2014-05-13 | 3D kompozitní materiál určený především jako biodegradabilní náhrada chrupavky |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CZ (1) | CZ308060B6 (cs) |
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CZ2015117A3 (cs) * | 2015-02-20 | 2016-08-31 | Technická univerzita v Liberci, Ústav pro nanomateriály, pokročilé technologie a inovace | Způsob výroby plošného útvaru z biodegradabilních a biokompatabilních nanovláken, především pro kryt kožních ran, a zařízení k provádění tohoto způsobu |
| CZ307056B6 (cs) * | 2016-11-02 | 2017-12-20 | Ústav makromolekulární chemie AV ČR, v. v. i. | Polymerní termoplastická biodegradovatelná kompozice pro výrobu vložek k léčení a prevenci lokálních infektů a způsob její přípravy |
-
2014
- 2014-05-13 CZ CZ2014330A patent/CZ308060B6/cs not_active IP Right Cessation
Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CZ2015117A3 (cs) * | 2015-02-20 | 2016-08-31 | Technická univerzita v Liberci, Ústav pro nanomateriály, pokročilé technologie a inovace | Způsob výroby plošného útvaru z biodegradabilních a biokompatabilních nanovláken, především pro kryt kožních ran, a zařízení k provádění tohoto způsobu |
| CZ307056B6 (cs) * | 2016-11-02 | 2017-12-20 | Ústav makromolekulární chemie AV ČR, v. v. i. | Polymerní termoplastická biodegradovatelná kompozice pro výrobu vložek k léčení a prevenci lokálních infektů a způsob její přípravy |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CZ2014330A3 (cs) | 2015-11-25 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| Rajzer | Fabrication of bioactive polycaprolactone/hydroxyapatite scaffolds with final bilayer nano-/micro-fibrous structures for tissue engineering application | |
| Lin et al. | Biomimicry via electrospinning | |
| ES2700363T3 (es) | Banda no tejida de soplado en fusión que comprende un componente de polipropileno recuperado y un componente polimérico sostenible recuperado y procedimiento de fabricación del mismo campo | |
| Gong et al. | Scalable fabrication of electrospun true-nanoscale fiber membranes for effective selective separation | |
| CN104975375B (zh) | 一种聚合物微纳米纤维的制备方法 | |
| CN104245309B (zh) | 通过连续微米层的共挤出来制备微米和纳米纤维 | |
| JP2013501857A5 (cs) | ||
| JP2020500113A5 (cs) | ||
| JP2011508830A5 (cs) | ||
| Fan et al. | Textile production by additive manufacturing and textile waste recycling: A review | |
| FR2957610B1 (fr) | Produit non-tisse contenant des particules organiques et/ou minerales et son procede de fabrication | |
| CN108248018A (zh) | 一种3d打印拉胀纱、加工方法及用途 | |
| JP2014505147A (ja) | 薄手のマクロ孔質ポリマーフィルム | |
| WO2010106063A3 (de) | Mit therapeutika und diagnostika beladene kompositmaterialien umfassend polymernanopartikel und polymerfasern | |
| Cheng et al. | Nanolayer coextrusion: An efficient and environmentally friendly micro/nanofiber fabrication technique | |
| Leon-Valdivieso et al. | Electrospinning of biomedically relevant multi-region scaffolds: from honeycomb to randomly-oriented microstructure | |
| Gill et al. | Synthetic polymer based electrospun scaffolds for wound healing applications | |
| Rosman et al. | Electrospinning parameters evaluation of PVDF-ZnO/Ag2CO3/Ag2O composite nanofiber affect on porosity by using response surface methodology | |
| Du et al. | A novel method for fabricating continuous polymer nanofibers | |
| Lee et al. | Fabrication of nanofibrous mats with uniform thickness and fiber density | |
| CZ308060B6 (cs) | 3D kompozitní materiál určený především jako biodegradabilní náhrada chrupavky | |
| CN105803683B (zh) | 超高模量聚乙烯和聚丙烯纳米熔喷无纺布的制备方法 | |
| CZ27202U1 (cs) | 3D kompozitní materiál určený především jako biodegradabilní náhrada chrupavky | |
| CN105200664A (zh) | 一种粘纺中空双组分无纺布 | |
| Agarwal et al. | Nanofibrous structures |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM4A | Patent lapsed due to non-payment of fee |
Effective date: 20210513 |