การขึ้นรูปเซรามิกไฮดรอกซิอะพาไทต์โครงสร้างพรุนตัวด้วยเทคนิคการพิมพ์ 3 มิติ

Abstract

งานวิจัยนี้สนใจที่จะศึกษาทดลองการทำวัสดุโครงสร้างพรุนตัวเพื่อใช้ทางการแพทย์ ด้วยเทคโนโลยีการพิมพ์ 3 มิติระบบฉีดเส้นพลาสติก (Fused Deposition Modeling) ซึ่งเป็นเครื่องพิมพ์ 3 มิติที่นิยมใช้กันมากที่สุดในปัจจุบันและมีราคาไม่สูงมากนักเมื่อเทียบกับเครื่องพิมพ์ 3 มิติประเภทอื่น ๆ โดยเราจะเตรียมเส้นพลาสติกที่ใช้เซรามิกผสมกับเทอร์โมพลาสติกชนิดที่ละลายน้ำได้และละลายน้ำไม่ได้ ทำให้สามารถขึ้นรูปเป็นชิ้นงาน 3 มิติ และชิ้นงานสามารถคงรูปได้ โดยการกำจัดวัสดุเชื่อมประสานที่ละลายน้ำได้ด้วยการละลายน้ำก่อน แล้วจึงนำไปเผากำจัดวัสดุเชื่อมประสานที่เหลือ เพื่อทำให้การยุบตัวน้อยลง โดยงานวิจัยนี้มีวัตถุประสงค์เพื่อศึกษาการเตรียมเซรามิกพรุนไฮดรอกซิอะพาไทต์สำหรับงานชิ้นส่วนกระดูกด้วยการพิมพ์ 3 มิติระบบฉีดเส้นพลาสติก และเพื่อลดต้นทุนในการผลิตชิ้นส่วนทางการแพทย์ ให้สามารถผลิตชิ้นส่วนกระดูกที่จำเพาะเจาะจงต่อผู้ป่วยแต่ละรายได้ โดยงานวิจัยนี้มีการทดลองโดยใช้อัตราส่วนในการทำเส้นใยสำหรับขึ้นรูปด้วยเครื่องพิมพ์ 3 มิติ โดยใช้อัตราส่วนของไฮดรอกซิอะพาไทต์และวัสดุเชื่อมประสาน คือ 25 : 75 โดยปริมาตร จากผลการวิจัยพบว่าการผสมด้วยวิธีการผสมเปียกเป็นวิธีที่ดีที่สุดในการทำเส้นใยเนื่องจากเส้นที่ได้มีความเป็นเนื้อเดียวกัน สามารถนำมาใช้ในการขึ้นรูปด้วยเครื่องพิมพ์ 3 มิติได้ สำหรับการทดสอบคุณสมบัติของชิ้นงานพบว่า ชิ้นงานหลังเผาคงรูปได้ดี ไม่เกิดการโก่งตัว โค้งงอ แต่ชิ้นงานไม่มีความแข็งแรงจึงไม่สามารถหาค่าได้ และมีความพรุนตัวแต่ยังไม่มากพอ จากผลทดสอบเหล่านี้พบว่ายังไม่สามารถนำไปใช้ในการขึ้นรูปวัสดุโครงสร้างพรุนตัวสำหรับการนำไปใช้เป็นโพรงเลี้ยงเซลล์ได้เนื่องจากต้องความพรุนตัวและความแข็งแรงที่สูงกว่านี้