Andamios de PLA fabricados mediante técnicas de impresión 3D: metodología para desarrollar un modelo de comportamiento ortotrópico del material

Resumen

Los andamios en términos biomédicos, son estructuras tridimensionales porosas cuya función principal es proporcionar un lugar para alojar células de tejidos vivos. Un andamio debe cumplir con requisitos específicos, como ser biocompatible, biodegradable, tener una porosidad adecuada y ser fácil de fabricar. En este caso, en particular, para su fabricación, se ha optado por utilizar técnicas de impresión 3D, específicamente la impresión por deposición fundida (FDM), y como material, se ha elegido el ácido poliláctico (PLA), un polímero biodegradable común en la impresión 3D. Se llevaron a cabo pruebas de tracción en probetas fabricadas con PLA mediante FDM, las cuales se imprimieron en tres orientaciones distintas a saber; orientación 1 (O1), orientación 2 (O2) y orientación 3 (O3). La orientación O3 se caracteriza por tener la dirección de impresión alineada con la longitud de la probeta. Se mantuvieron constantes el tamaño de los poros, el patrón geométrico y las propiedades de impresión en todas las probetas para asegurar resultados comparables. Uno de los hallazgos importantes fue que la orientación de impresión O3 mostró una variación significativa en el módulo elástico, lo que indica que las propiedades mecánicas del material son anisotrópicas en esta dirección. Para abordar esta variación, se propuso un modelo de comportamiento ortotrópico del material. Además, se utilizó el software ANSYS para realizar simulaciones numéricas y validar los resultados experimentales. Estas simulaciones mostraron una buena correlación con los datos obtenidos en el laboratorio.