PLA-pohjaiset luutukirakenteet

Abstract

Luiden korjaukset ovat yksi ortopedian oleellisimmista osa-alueista. Luiden korjaamiseen on ajan saatossa käytetty erinäisistä materiaaleista valmistettuja tukeja ja implantteja. Nykyään biohajoavista polymeereistä valmistetut tukirakenteet ovat laajassa käytössä, näistä yksi käytetyimmistä materiaaleista on polylaktidi (PLA).

Ihmisten luihin käytettävillä tukirakenteilla tulee olla sopivat mekaaniset, kemialliset ja biologiset ominaisuudet, jotta luun paraneminen olisi mahdollisimman nopeaa ja helppoa. PLA eikä mikään muukaan tunnettu polymeeri yksinään täytä kaikkia näitä vaatimuksia, vaan on tutkittava polymeeriseoksia, kopolymeerejä ja polymeereihin lisättäviä lisäaineita mahdollisimman hyvien tulosten saavuttamiseksi.

Tässä työssä kartoitettiin PLA-pohjaisiin tukirakenteisiin ja niiden ominaisuuksien muutoksiin siihen seostettujen tai lisättyjen materiaalien vaikutuksesta. PLA kärsii etenkin sen heikohkoista mekaanisista ominaisuuksista ja matalasta hydrofiilisyydestä. Työssä kuitenkin onnistuttiin löytämään lukuisia materiaaleja, jotka paransivat PLA:n mekaanisia ja termisiä ominaisuuksia ominaisuuksia, lisäsivät sen bioyhteensopivuutta sekä edesauttoivat luusolujen istutusta ja lisääntymistä. PLA-pohjaisten materiaalien myös havaittiin soveltuvan useammalle valmistusmenetelmälle, tässä työssä sähkökehruulle, FDM-tulostukselle (Fused deposition modeling) sekä termisesti indusoidulle faasierotukselle. Tämä on hyvä merkki valmistettujen tukirakenteiden monipuolisuudessa, sekä niiden muokattavuudessa ja ominaisuuksien muuttamisessa. Tutkimukset PLA-yhdisteistä jatkuvatkin koko ajan ja tulevaisuudessa tulee olemaan mittava kirjo valittavia PLA-pohjaisia yhdisteitä, jotka ovat kustannustehokkaita ja ominaisuuksiltaan erittäin pitkälle optimoituja.