Struktura i porowatość rusztowań tytanowych wytwarzanych przez selektywne laserowe stapianie

Skalski, K.; Makuch, A.; Wysocki, B.; Jankowski, K.; Święszkowski, W.

doi:10.5604/01.3001.0011.8029

Powiadomienia systemowe

Sesja wygasła!

Artykuł - szczegóły

Tytuł artykułu

Struktura i porowatość rusztowań tytanowych wytwarzanych przez selektywne laserowe stapianie

Autorzy

Skalski K. , Makuch A. , Wysocki B. , Jankowski K. , Święszkowski W.

Identyfikatory

DOI

10.5604/01.3001.0011.8029

Warianty tytułu

Structure and porosity of titanium scaffolds manufactured by selective laser melting

Języki publikacji

Abstrakty

W artykule przedstawiono wyniki badań eksperymentalnych i numerycznych tytanowych rusztowań do hodowli komórkowych. W badaniach strukturalnych z wykorzystaniem mikroskopii skaningowej analizowano wpływ technologii przyrostowej i parametrów procesu technologicznego na kształt i wielkość projektowanych porów. Zaprojektowane konstrukcje o różnej wielkości i kształcie porów zweryfikowano pod kątem wytrzymałości przez symulacje numeryczne metodą elementów skończonych (MES).

The article presents the results of experimental and numerical studies of titanium scaffolds for cell cultures. In structural studies using scanning microscopy, the influence of incremental technology and technological process parameters on the shape and the size of the designed pores was analyzed. The designed constructions of various sizes and pore shapes were verified for strength using numerical simulations by the finite element method (FEM).

Słowa kluczowe

rusztowanie tytan naprężenie wytrzymałość porowatość selektywne stapianie laserowe

scaffold titanium stress strength porosity selective laser melting

Wydawca

Sieć Badawcza Łukasiewicz – Instytut Mechaniki Precyzyjnej

Czasopismo

Inżynieria Powierzchni

Rocznik

2018

Tom

nr 1

Strony

32--42

Opis fizyczny

Bibliogr. 18 poz., rys., wykr., tab.

Twórcy

autor

Skalski K.

Instytut Mechaniki Precyzyjnej, Warszawa

autor

Makuch A.

Instytut Mechaniki Precyzyjnej, Warszawa

autor

Wysocki B.

Politechnika Warszawska Wydział Inżynierii Materiałowej

autor

Jankowski K.

Politechnika Warszawska Wydział Inżynierii Produkcji

autor

Święszkowski W.

Politechnika Warszawska Wydział Inżynierii Materiałowej

Bibliografia

1. Koike M., Greer P., Owen K., Lilly G., Murr L.E., Gaytan S.M., Martinez E., Okabe T.: Evaluation of Titanium Alloys Fabricated Using Rapid Prototyping Technologies—Electron Beam Melting and Laser Beam Melting. „Materials” 2011, vol. 4, issue 10, p. 1776–1792.
2. Alvarez K., Nakajima H.: Metallic Scaffolds for Bone Regeneration. „Materials” 2009, vol. 2, issue 3, p. 790–832.
3. Tomasik M., Pawelska A., Nikodem A., Filipiak J.: Microstructural characterisation of the subcortical bone as an indication for gradient scaffold design, Materiały konferencyjne Biomechanics 2016, Biała Podlaska 5-7.09.2016 r., p. 287–288.
4. Skibinski J., Cwieka K., Kowalkowski T., Wysocki B., Wejrzanowski T., Kurzydlowski K.J.: The influence of pore size variation on the pressure drop in open-cell foams. „Materials and Design” 2015, vol. 87, p. 650–655.
5. Wysocki B., Idaszek J., Szlązak K., Strzelczyk K., Brynk T., Kurzydłowski K.J., Święszkowski W.: Post Processing and Biological Evaluation of the Titanium Scaffolds for Bone Tissue Engineering. „Materials” 2016, vol. 9, issue 3, p. 197.
6. Chlebus E., Kuźnicka B., Kurzynowski T., Dybała B.: Microstructure and mechanical behaviour of Ti―6Al―7Nb alloy produced by selective laser melting. „Materials Characterization” 2011, vol. 62, issue 5, p. 488–495.
7. Parthasarathy J., Starly B., Raman S., Christensen A.: Mechanical evaluation of porous titanium (Ti6Al4V) structures with electron beam melting (EBM). „Journal of the Mechanical Behavior of Biomedical Materials” 2010, vol. 3, issue 3, p. 249–259.
8. Skarżyński H., Miszka K., Żarowski A. et al.: Technika chirurgiczna rekonstrukcji małżowiny usznej z chrząstki własnej pacjenta. „Audiofonologia” 2000, tom 18, s. 195–201.
9. Makuch A., Wysocki B., Jankowski K., Święszkowski W., Skalski K.: The process of design and manufacturing of titanium scaffolds in the SLM technology for tissue engineering. „Inżynieria Powierzchni" 2016, nr 4, p. 45–58.
10. Karageorgiou V., Kaplan D.: Porosity of 3D biomaterial scaffolds and osteogenesis. „Biomaterials" 2005, vol. 26, issue 27, p. 5474-5491.
11. Oh S.H., Park I.K., Kim J.M., Lee J.H.: In vitro and in vivo characteristics of PCL scaffolds with pore size gradient fabricated by a centrifugation method. „Biomaterials” 2007, vol. 28, issue 9, 1664–1671.
12. Moore M.J., Jabbari E., Ritman E.L., Lu L., Currier B.L., Windebank A.J., Yaszemski M.J.: Quantitative analysis of interconnectivity of porous biodegradable scaffolds with micro-computed tomography. „Journal of Biomedical Materials Research. Part A” 2004, vol. 71A, issue 2, p. 258–267.
13. Cartmell S., Huynh K., Lin A., Nagaraja S., Guldberg R.: Quantitative microcomputed tomography analysis of mineralization within three-dimensional scaffolds in vitro. „Journal of Biomedical Materials Research” 2004, vol. 69A, issue 1, p. 97–104.
14. Otsuki B., Takemoto M., Fujibayashi S., Neo M., Kokubo T., Nakamura T.: Pore throat size and connectivity determine bone and tissue ingrowth into porous implants: Three-dimensional micro-CT based structural analyses of porous bioactive titanium implants. „Biomaterials” 2006, vol. 27, issue 35, p. 5892–5900.
15. Rüegsegger P., Koller B., Muller R.: A microtomographic system for the nondestructive evaluation of bone architecture. „Calcified Tissue International” 1996, vol. 58, issue 1, p. 24–29.
16. van Lenthe G.H., Hagenmüller H., Bohner M., Hollister S.J., Meinel L., Müller R.: Nondestructive micro-computed tomography for biological imaging and quantification of scaffold-bone interaction in vivo. „Biomaterials” 2007, vol. 28, issue 15, p. 2479–2490.
17. Rajagopalan S., Lu L., Yaszemski M.J., Robb R.A.: Optimal segmentation of microcomputed tomographic images of porous tissue-engineering scaffolds. „Journal of Biomedical Materials Research. Part A”, 2005, vol. 75A, issue 4, p. 877–887.
18. Lo Re G., Lopresti F., Petrucci G., Scaffaro R.: A facile method to determine pore size distribution in porous scaffold by using image processing. „Micron” 2015, vol. 76, p. 37–45.

Uwagi

Opracowanie rekordu w ramach umowy 509/P-DUN/2018 ze środków MNiSW przeznaczonych na działalność upowszechniającą naukę (2018).

Typ dokumentu

Bibliografia

Identyfikator YADDA

bwmeta1.element.baztech-b0a66bcb-b365-4fd5-8b0e-ef92d82e5552