Wyniki

W ramach projektu 4MedPrint opracowano 3 filamenty PLGA o przeznaczeniu medycznym  różniące się właściwościami, jak i czasem degradacji/resorpcji.

  • PLGA 85:15
  • PLGA 70:30
  • PLGA 50:50

W ramach prac prowadzonych  w projekcie scharakteryzowano właściwości otrzymanych filamentów oraz zmiany zachodzące podczas degradacji w płynach fizjologicznych.

1. Charakterystyka opracowanych filamentów PLGA

Specyfikacja techniczna

Parametr

PLGA 50/50

PLGA 70/30

PLGA 85/15

Mn [kDa]

85 - 110

70 - 105

85 – 135

Mw [kDa]

160 - 215

145 - 220

145 - 250

Moduł [MPa] *

960

980

930

Naprężenie przy maksymalnym obciążeniu [MPa] *

64

63

55

Średnica

1.75 mm ± 0.05 mm

Kolor

Naturalny (bursztynowy)

Przechowywanie

Zamknięte opakowanie, chłodne (4 – 8°C), zacienione miejsce

Suszenie

40°C przez 4 -6 h

* Wyniki statycznej próby rozciągania kształtek 1BA wydrukowanych z niesterylizowanych filamentów z zastosowaniem optymalnych parametrów wydruku dla poszczególnych materiałów. Uzyskane wartości zależą od parametrów wydruku.

2. Cytotoksyczność filamentów PLGA

Materiał

Cytotoksyczność (ISO 10993-5:2009(E))

Ostra toksyczność ogólnoustrojowa (ISO 10993-11:2017(E))

Działanie drażniące (reaktywność śródskórna) (ISO 10993-23:2021(E))

Działanie uczulające (ISO 10993-10:2021(E))

Filament PLGA 50/50

Brak

Brak

Brak

Brak

Filament PLGA 70/30

Brak

Brak

Brak

Brak

Filament PLGA 85/15

Brak

Brak

Brak

w trakcie badań

Granulat PLGA 85/15

Brak

Brak

Brak

Brak

3. Shelf-life

W badaniach shelf-life wykazano, że poprzez optymalne zapakowanie i przechowywanie nie dochodzi do znaczących zmian we właściwościach fizyko-chemicznych filamentów PLGA.

Druk 3D w zoptymalizowanych parametrach, również nie wpływa na masę molową próbki, a istotne własności mechaniczne określane przez wartość naprężenia przy zerwaniu nie ulegają spadkowi.

4. Degradacja filamentów PLGA w płynach fizjologicznych

Opracowane filamenty  charakteryzują się zróżnicowanym tempem degradacji* w zależności od składu:

Dla filamentu PLGA 50/50 w ciągu 4 tygodni następuje całkowita degradacja materiału. W tym samym czasie ubytek masy filamentu PLGA 70/30 to zaledwie 20%, a dla PLGA 85/15 nie odnotowuje się ubytku masy w tym okresie.

Rys. 1 Ubytek masy zarejestrowany podczas degradacji hydrolitycznej filamentów PLGA o różnym składzie molowym.

Dogodnym parametrem obrazującym przebieg i intensywność procesu degradacji materiału polimerowego są zmiany masy molowej.  Zmiany masy molowej wszystkich opracowanych filamentów przebiegają bardzo intensywnie w ciągu dwóch tygodni .

Rys. 3 Zmiany średnio liczbowej masy molowej Mw zarejestrowane podczas degradacji hydrolitycznej filamentów PLGA o różnym składzie molowym.
Rys. 4 Zmiany średnio liczbowej masy molowej Mw zarejestrowane podczas degradacji hydrolitycznej wydruków PLGA o różnym składzie molowym.
* przebieg degradacji hydrolitycznej oceniono na podstawie badań in vitro (stosując sól fizjologiczną buforowaną fosforanami jako medium) sterylizowanych filamentów PLGA oraz prostych wydruków otrzymanych ze sterylizowanych filamentów PLGA oceniając: ubytek masy, zmiany  masy molowej, zmiany struktury łańcucha polimerowego a także morfologii.