Η τρισδιάστατη εκτύπωση χρησιμοποιείται στην εμβιομηχανική για την κατασκευή προσθετικών μερών και ομοιωμάτων για σχεδιασμό/επικύρωση θεραπειών ή εκπαίδευση, καθώς και διαγνωστικών συσκευών/ομοιωμάτων, που βασίζονται σε δεδομένα ιατρικής απεικόνισης (CT, MRI, κ.α.).
Σκοπός της παρούσας διπλωματικής εργασίας είναι ο σχεδιασμός λειτουργίας ενός υβριδικού τρισδιάστατου εκτυπωτή, ο οποίος θα χρησιμοποιεί παράλληλα τις τεχνολογίες εξώθησης και εκτόξευσης υλικού, ώστε να μπορεί να εκτυπώνει αντικείμενα πολύπλοκων δομών από βιοσυμβατά υλικά. Σε μελέτες έχουν χρησιμοποιηθεί τα πολυμερή PLA και PCL, ως βιοσυμβατά υλικά εξώθησης. Επιπλέον, μπορεί να χρησιμοποιηθεί και PVA, καθώς έχει την ιδιότητα να διαλύεται με την παρουσία νερού. Παράλληλα, ζελατίνη, αγαρόζη και συγκεκριμένα είδη σιλικόνης έχουν χρησιμοποιηθεί ως υλικά εκτόξευσης, που έχουν βιοσυμβατές ιδιότητες και παράλληλα χαμηλό κόστος. Τα υλικά αυτά θα μπορούσαν να εμπλουτιστούν με κύτταρα, ώστε να δημιουργήσουν την υποδομή για έμβιες δομές.
Στη συγκεκριμένη διπλωματική εργασία, σχεδιάστηκε μία διαδικασία, η οποία δημιουργεί τον αντίστοιχο κώδικα G ώστε να μπορεί να λειτουργήσει ένας εκτυπωτής και παράλληλα να γίνει εκτύπωση σύνθετων βιολογικών δομών από ομοιώματα πειραματόζωων ή/και ανθρώπινων. Επιπλέον, δημιουργήθηκε ειδικός κώδικας G, που επιτρέπει την εκτύπωση καμπυλών στο χώρο, καθώς σημαντικό τμήμα των παραπάνω εκτυπώσιμων αντικειμένων περιγράφονται από επιφάνειες ελεύθερης μορφής.
(EL)
3D printing is used in biomechanics to manufacture prosthetic parts and models for treatment design/validation or training, which is based on medical imaging data (CT, MRI, etc.)
The purpose of this thesis is to design a hybrid 3D printer procedure, which will simultaneously use the extrusion and jetting techniques to print biocompatible objects with complex structures. PLA and PCL polymers have been utilized in studies as biocompatible extrusion materials. In addition, PVA polymer can also be used, as it has the property of dissolving in the presence of water. Moreover, gelatin, agarose and specific silicones have been utilized as extrusion materials, which have biocompatible properties and low cost. These materials could be enriched with cells to create the infrastructure for biostructures.
In this thesis, a special platform was built, which creates the corresponding code so the printer can operate and at the same time complex biostructures can be printed from laboratory animals and/or human models. In addition, a special code was developed, which allows the printing of toolpath curves, as a significant part of the above printable objects are described by free-form surfaces.
(EN)
/aggregator-openarchives/portal/institutions/uoa
