Scaffold Properties
• Topologia
• Proprietà Meccaniche
• porosità (micro- e macroscopica)
• bagnabilità
• stress-strain
• creep
Materiali
Polimero
Solvente
Poly-(L-lactide acid) (PLLA)
Cloroformio
Poly- (ε-caprolactone) (PCL)
Cloroformio
Poly- (lactide-co-glycolide)
(PLGA)
Cloroformio
PCL-PLLA Blend
Cloroformio
Poly-urethane
Cloroformio
Sodium Alginate
Acqua, Cell Culture Medium
Polimeri sintetici
Polimeri naturali
Collagene
Acqua, Cell Culture Medium
Porosità
  material   structure 

 structure 
Porosità = 
  100  1 
  100

 material


  material 
Macroporosità (strutture 3D)
Microporosità superficiale
Caratterizzazione meccanica
Polimeri utilizzati nelle diverse tecniche di fabbricazione sono più rigidi rispetto ai
tessuti biologici. Topologia e porosità influenzano notevolmente le proprietà
meccaniche degli scaffolds, risulta quindi necessaria una caratterizzazione
meccanica per garantire continuità meccanica sull’interfaccia tessuto materiale.
Static tensile test (Ugo Basile):
Stress-strain, swelling e creep
Dynamic compressive test
(GABO)
Stress-Strain PLGA
Influenza della struttura tridimensionale sulle proprietà meccaniche risultanti
2.5
Stress (MPa)
2
PLGAsquare90
PLGAsquare130
1.5
PLGAoctagonal90
PLGAhezagonal130
1
PLGAhexagonal90
0.5
PLGAoctagonal130
0
0
0.5
1
Strain
1.5
2
Stress-Strain PCL
Influenza della struttura tridimensionale sulle proprietà meccaniche risultanti
3
stress (MPa)
2.5
PCL square 90
PCL hexagonal 90
2
PCL octagonal 90
1.5
PCL square 130
1
PCL hexagonal 130
0.5
PCL octagonal 130
0
0
0.5
1
strain
1.5
2
Creep test
Influenza della struttura tridimensionale sul comportamento meccanico
0,014
0,012
square grid
0,008
hexagonal grid
0,006
octagonal grid
0,004
0,002
time (min)
225
200
175
150
125
100
75
50
25
0
0
Strain
0,01
Proprietà meccaniche
Influenzate principalmente da tre caratteristiche dello scaffold:
• materiale utilizzato
• struttura tridimensionale (o topologia)
• spessore della linea (quindi quantità di materiale)
Spessore di linea
Multistrato / Topologia
10 m
30 m
Bagnabilità (I)
Bagnabilità, interazione di permeabilità di un fluido
all’interno della struttura tridimensionale.
I principali fattori che influenzano la bagnabilità sono:
la capillarità e l’idrofilicità.
La bagnabilità è misurata con un test che utilizza una bilancia
a torsione. Il test si divide in due fasi:
1.Fluido a contatto con una superficie della struttura;
2.Struttura immersa per metà altezza nel fluido.
Bagnabilità (II)
Segnale registrato
2° fase
V= 0.9Vregime– 0.1Vregime
V
Bagnabilità =
t2 – t1
7
8
6
7
5
6
4
I phase
3
II phase
2
V (mV)
V (mV)
1° fase
5
I phase
4
II phase
3
2
1
1
0
0
30
50
70
90
110
line width (m)
130
150
2
3
4
5
n. layer
6
7
Tensione superficiale
Proprietà tipica dei fluidi che opera lungo l’interfaccia tra il fluido ed un altro
materiale
Si definisce tensione superficiale di un liquido la quantità di
lavoro richiesto per aumentare l’estensione della sua superficie
di una unità a temperatura costante del sistema (ovvero in
condizioni termodinamiche costanti), cioè l'aumento di energia
libera (ΔF=ΔU-Q) per unità di superficie.
Angolo di contatto
Interazione liquido-substrato: parametro di fondamentale importanza nella
determinazione della risoluzione spaziale della quantità di materiale deposta
Misurazione per metodo diretto della goccia

2
H




180


ar
cos

1
 

D
 

2
L


2

arc
tan
 
S
