تاثیر روش ساخت و خواص فاز سفت بر عملکرد ترموویسکوالاستیک پلیمر حافظه‎‍دار بر پایه پلی‌یورتان مورد استفاده در داربست‌های پزشکی

نوع مقاله: مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 دانشجو دکتری دانشگاه تربیت مدرس

2 مکانیک، ساخت و تولید/دانشگاهتربیت مدرس، تهران

3 استادیار دانشکده مهندسی مکانیک دانشگاه تهران

4 دانشکده هماتولوژی دانشگاه تربیت مدرس

5 دانشکده مهندسی مکانیک دانشگاه تربیت مدرس

چکیده

پلیمرهای حافظه‌داری توانایی ذخیره و بازیابی یک شکل از پیش تعریف شده را دارند. رفتار حافظه‌داری با دو مشخصه‌ی بازیابی شکل و بازیابی تنش مرتبط است. بازیابی کامل شکل و افزایش تنش بازیابی از چالش‌های پیش‎روی این مواد می‎باشد. در این مقاله آمیزه پلیمری حافظه‎دار پلی‌یورتان و پلی‌کاپرولاکتون با قابلیت تحریک دمایی به دو روش اختلاط مذاب و روش حلال ساخته شد و رفتار ترموویسکوالاستیک آن تحلیل شد. دو نوع پلی‎یورتان‎ با ساختار شیمیایی یکسان به عنوان فاز سفت و پلی‌کاپرولاکتون به عنوان فاز نرم در آمیزه استفاده شد. نتایج نشان‌دهنده آن است که ساخت آمیزه به روش حلال مزایایی مانند کیفیت ظاهری مناسب و بدون عیب، عاری بودن از ترک و حفره، افزایش مدول ذخیره و مدول اتلاف و عدم نوسان مقادیر مدول ذخیره و اتلاف را دارا می‎باشد. آمیزه ساخته شده با پلی‌یورتان با سفتی کمتر خواص حافظه‌داری بهتری را نتیجه داد. برای بررسی خواص حافظه‎داری، آزمایش‏ بازیابی شکلی با پیش‎کرنش 25% در دمای ℃ 60 انجام شد. همچنین آزمایش بازیابی تنش با اعمال پیش‎کرنش 25%در دماهای ℃ 60، ℃ 45 و ℃ 37 بر روی آمیزه هوشمند ساخته شده به روش حلال انجام شد. تابع بازیابی تنش بسیار متاثر از دمای مرحله‌ی تغیییر شکل بود. بیشینه تنش و آهنگ بازیابی در نمونه‌ی با دمای تغییر شکل ℃ 45 مشاهده شد. یک نمونه استنت به روش حلال ساخته شد و نتایج بازیابی شکلی آن نشان داد که بازیابی به صورت کامل و در زمانی کمتر از 5/0 ثانیه در دمای ℃ 60 اتفاق افتاد.

کلیدواژه‌ها

موضوعات


عنوان مقاله [English]

The Effect of Fabrication Method and Hard-phase Properties on the Thermo-viscoelastic Performance of Polyurethane-based Shape Memory Polymer Used in Medical Scaffolds

نویسندگان [English]

  • Mehdi Ansari 1
  • mohammad golzar 2
  • mostafa baghani 3
  • Masoud Soleimani 4
  • Mehran Abbassi shirsavar 5
1 Mechanical engineering department, TMU
2 mechanical engineering department
3 Mechanical engineering department, Tehran University
4 School of Medical Sciences, Tarbiat Modares University
5 mechanical engineering department, Tarbiat Modares University
چکیده [English]

Shape memory polymers (SMPs) have the ability to store the deformation and recover the original shape. Shape memory behavior is associated with two features: shape recovery and stress recovery. Full shape recovery and increase the stress recovery value are the challenges ahead of the SMPs. In this paper, the polyurethane and polycaprolactone (PCL) were blended. The thermal stimulated SMPs ware fabricated by melt mixing and solution mixing method and thermo-viscoelastic behavior of SMPs ware analyzed. Two types of polyurethanes with the same chemical structure were used as the hard phase and polycaprolactone was used as the soft phase in SMP blend. The results show that the solution mixing method has advantages such as proper appearance without defect, free from cracks and cavities, higher storage and loss modulus values without fluctuations over temperature. The blend of PCL with low hardness polyurethane one showed better shape memory behavior. In order to investigate the shape memory effect, shape recovery test was carried out with 25% pre-strain at 60°C. Also, the stress recovery was carried out by 25% pre-strain at different temperatures (60°C, 45°C and 37°C) on the samples made by solution method. The stress-recovery function was highly affected by the deformation temperature. The maximum stress and maximum recovery rate were observed in the sample with a deformation temperature of 45°C. A stent was made by the solution method and its shape recovery results showed that recovery was done completely in less than 0.5 seconds at 60°C.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Polyurethane
  • polycaprolactone
  • Shape memory
  • Stress Recovery
  • Shape Recovery