Caracterización de tintas de cemento de fosfato de calcio con adición de Poloxámero 407 para su posible aplicación en impresión 3D
Título del documento: Caracterización de tintas de cemento de fosfato de calcio con adición de Poloxámero 407 para su posible aplicación en impresión 3D
Revista: TecnoLógicas
Base de datos:
Número de sistema: 000597423
ISSN: 0123-7799
Autores: 1
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Instituciones: 1Universidad de Antioquia, Grupo de Investigación en Materiales y Recubrimientos Cerámicos, Medellín, Antioquia. Colombia
Año:
Periodo: Ene-Abr
Volumen: 25
Número: 53
País: Colombia
Idioma: Español
Tipo de documento: Artículo
Resumen en español La impresión 3D de biomateriales es una tecnología de gran auge para la fabricación de injertos aptos para la reparación de defectos óseos con geometrías complejas. Los cementos de fosfato de calcio (CFC) son biocerámicos empleados en la medicina ortopédica debido a su similitud con la fase mineral del hueso, la capacidad para ser moldeados como una pasta y endurecer in situ. La impresión 3D de CFC potencializaría su aplicación al permitir cirugías reconstructivas de defectos con geometrías complejas, sin embargo, una limitante es la baja inyectabilidad de los CFC debido a la separación de fases que ocurre durante la inyección de la pasta. En este trabajo se ha estudiado la implementación de un polímero termosensible como el Poloxámero 407 para generar una tinta inyectable. Dicha tinta ha sido formulada para contener 5% de hidroxiapatita carbonatada tipo B como agente nucleante biocompatible y biodegradable. Se evaluaron adiciones de soluciones acuosas de Poloxámero 407 al 0 %, 20 % y 40 % en peso como fase gel a una relación líquido/polvo de 0,75 mL/g. Se determinó el coeficiente de inyectabilidad, la cohesión de las tintas y se caracterizó la resistencia a la compresión de los cementos empleando análisis Weibull, determinado que la adición de polímero disminuye las propiedades mecánicas de los CFC en un 52,68 % y 81,23 %, respectivamente, en relación con el CFC de control (0%), atribuido a una menor densificación del cemento. Se concluyó que las adiciones del Poloxámero 407 no interfieren en la precipitación de hidroxiapatita deficiente en calcio ni en la degradación in vitro de los cementos y favorece el comportamiento de la tinta para su posible implementación en impresión 3D.
Resumen en inglés Currently, the use of photovoltaic solar energy has increased considerably due to the development of new materials and the ease to produce them, which has significantly reduced its acquisition costs. Most commercial photovoltaic modules have a flat geometry and are manufactured using metal reinforcement plates and glass sheets, which limits their use in irregular surfaces such as roofs and facades (BIPV) and the transportation sector (VIPV). The purpose of this study is to analyze the design implications of curved photovoltaic surfaces using composite materials. Considering operation and maintenance requirements, the most suitable reinforcement and encapsulation materials are selected based on references and experimental tests. It was found that the maximum radius of curvature that a polycrystalline silicon cell with the dimensions of a SunPower C60 model can achieve is 6.51 m for a failure probability lower than 5 %, which allows us to define the maximum curvature that this photovoltaic surface can reach. Additionally, an analytical model of the reinforcement was implemented using macromechanical models in Matlab™, which was validated by the finite element method employing the composite materials module in Ansys®. Therefore, this paper presents a detailed analysis of the shear stresses between the layers and of the deformations generated in the curved solar panel reinforcement. Finally, under the operating conditions assumed here, carbon fiber presents the best structural behavior in the reinforcement material, while epoxy resin exhibits a better performance in the encapsulation material. These results can facilitate the manufacturing of curved photovoltaic surfaces.
Disciplinas: Ingeniería
Palabras clave: Ingeniería de materiales
Keyword: Materials engineering
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