Cílem této diplomové práce bylo studium materiálů na bázi polymerů s aplikačním potenciálem v medicíně a tkáňovém inženýrství pro přípravu scaffoldů pomocí technologie 3D tisku. Pro přípravu vzorků byly použity dvě 3D tiskárny technologie FDM. Byly studovány dva materiály (PLA, ABS), u nichž byl sledován vliv orientace tisku a následné plazmatické úpravy na povrchovou energii. Ta byla stanovována nepřímo ve formě kontaktního úhlu smáčení. Povrchy byly dále hodnoceny pomocí skenovací elektronové mikroskopie a kontaktní a bezkontaktní profilometrie. Bylo zjištěno, že i povrchy s výraznou texturou lze úspěšně hodnotit metodou sedící kapky za předpokladu, že je zvolena správná orientace kamery vůči vzorku, potažmo směru tisku. Pokud je možno stanovit i hybridní parametr drsnosti Sdr, lze u takových povrchů přepočítat zdánlivý kontaktní úhel na skutečný, který mnohem lépe vypovídá o reálných vlastnostech povrchů.
Annotation in English
The aim of the diploma thesis was to study the materials with application potential in medicine and tissue engineering for the preparation of scaffolds with the 3D printing technology. Two different 3D printers were used. Two polymers, PLA and ABS, were studied with respect to the effect of printing orientation and subsequent plasma treatment on the surface free energy, that was evaluated indirectly with the contact angle measurement. The surfaces were further examined with scanning electron microscopy, contact and noncontact profilometry. It was found that even surfaces with substantial surface texture can be successfully evaluated with the sessile drop method, once the correct orientation of camera with respect to printing direction is chosen. Also, when the hybrid roughness parameter Sdr is calculated, one can convert the apparent contact angle to the real one, that describes real surface properties much better.
Keywords
3D tisk, bio-3D tisk, biomateriály, polymery, PLA, ABS
Keywords in English
3D Printing, Bio-3D Printing, Biomaterials, Polymers, PLA, ABS
Length of the covering note
150 s. (156 519 znaků)
Language
CZ
Annotation
Cílem této diplomové práce bylo studium materiálů na bázi polymerů s aplikačním potenciálem v medicíně a tkáňovém inženýrství pro přípravu scaffoldů pomocí technologie 3D tisku. Pro přípravu vzorků byly použity dvě 3D tiskárny technologie FDM. Byly studovány dva materiály (PLA, ABS), u nichž byl sledován vliv orientace tisku a následné plazmatické úpravy na povrchovou energii. Ta byla stanovována nepřímo ve formě kontaktního úhlu smáčení. Povrchy byly dále hodnoceny pomocí skenovací elektronové mikroskopie a kontaktní a bezkontaktní profilometrie. Bylo zjištěno, že i povrchy s výraznou texturou lze úspěšně hodnotit metodou sedící kapky za předpokladu, že je zvolena správná orientace kamery vůči vzorku, potažmo směru tisku. Pokud je možno stanovit i hybridní parametr drsnosti Sdr, lze u takových povrchů přepočítat zdánlivý kontaktní úhel na skutečný, který mnohem lépe vypovídá o reálných vlastnostech povrchů.
Annotation in English
The aim of the diploma thesis was to study the materials with application potential in medicine and tissue engineering for the preparation of scaffolds with the 3D printing technology. Two different 3D printers were used. Two polymers, PLA and ABS, were studied with respect to the effect of printing orientation and subsequent plasma treatment on the surface free energy, that was evaluated indirectly with the contact angle measurement. The surfaces were further examined with scanning electron microscopy, contact and noncontact profilometry. It was found that even surfaces with substantial surface texture can be successfully evaluated with the sessile drop method, once the correct orientation of camera with respect to printing direction is chosen. Also, when the hybrid roughness parameter Sdr is calculated, one can convert the apparent contact angle to the real one, that describes real surface properties much better.
Keywords
3D tisk, bio-3D tisk, biomateriály, polymery, PLA, ABS
Keywords in English
3D Printing, Bio-3D Printing, Biomaterials, Polymers, PLA, ABS
Research Plan
Vypracujte rešerši na zadané téma s využitím doporučené literatury a databázových informačních zdrojů.
Seznamte se s obsluhou přístrojového vybavení používaného pro přípravu 3D struktur metodou přímého tisku polymerní taveniny (3D tiskárna) a pro hodnocení vlastností vstupních materiálů i hotových výrobků (termická analýza, skenovací elektronový mikroskop, optický mikroskop, optický goniometr, atd.)
Charakterizujte vybrané polymerní materiály pro 3D tisk z pohledu termických metod a povrchové energie.
Pokuste se o přípravu prostorových struktur použitelných jako scaffoldy pomocí 3D tiskárny.
Získané výsledky diskutujte v závěrečných kapitolách diplomové práce.
Research Plan
Vypracujte rešerši na zadané téma s využitím doporučené literatury a databázových informačních zdrojů.
Seznamte se s obsluhou přístrojového vybavení používaného pro přípravu 3D struktur metodou přímého tisku polymerní taveniny (3D tiskárna) a pro hodnocení vlastností vstupních materiálů i hotových výrobků (termická analýza, skenovací elektronový mikroskop, optický mikroskop, optický goniometr, atd.)
Charakterizujte vybrané polymerní materiály pro 3D tisk z pohledu termických metod a povrchové energie.
Pokuste se o přípravu prostorových struktur použitelných jako scaffoldy pomocí 3D tiskárny.
Získané výsledky diskutujte v závěrečných kapitolách diplomové práce.
Recommended resources
Forgacs, G and Sun, W, Biofabrication: Micro- and Nano-fabrication, Printing, Patterning and Assemblies. Elsevier Science, (2013).
Chua, CK and Yeong, WY, Bioprinting: Principles and Applications. World Scientific Publishing Company, (2014).
Saltzman, WM, Tissue Engineering: Engineering Principles for the Design of Replacement Organs and Tissues. Oxford University Press, (2004).
Turksen, K, Bioprinting in Regenerative Medicine. Springer International Publishing, (2015).
Zhang, LG, Fisher, JP and Leong, K, 3D Bioprinting and Nanotechnology in Tissue Engineering and Regenerative Medicine. Elsevier Science, (2015).
Pashley, RM, Karaman, ME, Applied colloid and surface chemistry. John Wiley and Sons, (2004).
Recommended resources
Forgacs, G and Sun, W, Biofabrication: Micro- and Nano-fabrication, Printing, Patterning and Assemblies. Elsevier Science, (2013).
Chua, CK and Yeong, WY, Bioprinting: Principles and Applications. World Scientific Publishing Company, (2014).
Saltzman, WM, Tissue Engineering: Engineering Principles for the Design of Replacement Organs and Tissues. Oxford University Press, (2004).
Turksen, K, Bioprinting in Regenerative Medicine. Springer International Publishing, (2015).
Zhang, LG, Fisher, JP and Leong, K, 3D Bioprinting and Nanotechnology in Tissue Engineering and Regenerative Medicine. Elsevier Science, (2015).
Pashley, RM, Karaman, ME, Applied colloid and surface chemistry. John Wiley and Sons, (2004).
