Fabrication of polymethyl methacrylate structure by 3DP for medical applications

การขึ้นรูปชิ้นงานพอลิเมทิลเมทาคริเลทโดยเทคโนโลยีการพิมพ์ 3 มิติ สำหรับการใช้งานทางการแพทย์

Name: Pantida Patirupanusara

LCSH: Medical instruments and apparatus -- Design and construction.

LCSH: Polymers and polymerization

LCSH: Rapid prototyping

Abstract: Three dimensional printing (3DP) is one rapid prototyping technique, which creates parts directly from graphical data in computers. Since the 3DP process cannot fabricate biomaterials directly, the 3DP model is normally printed and employed as a pattern of the desired implants to create moulds for further casting by biomaterials. This research was carried out to formulate polymethyl methacrylate (PMMA) based mixture suitable to be directly fabricated in the 3DP machine and to determine the influence of mixture composition and post-processing technique on the physical and mechanical properties of the structures. This involved initially making a green structure by printing a binder onto the different formulations of mixture of PMMA and water soluble adhesive powder. The results show that PMMA structures were directly fabricated by 3DP. Variation of the percentage of mixture composition affects the formability and structural quality of as-fabricated samples including dimension accuracy, porosity, bulk density and flexural and compressive properties. Infiltration by heat-cured acrylic resin enhances modulus, strength of structures to be close to conventional indirect fabricated PMMA resin. It was observed that the optimum formulation was determined to be 80% PMMA, 10% maltodextrin and 10% PVA. The properties of the directly fabricated PMMA parts from this investigation are sufficient as an alternative to PMMA parts made by the conventional indirect fabrication method. These structures can be developed as cranio-maxillofacial implants, dental implants and a variety of other biomedical applications

Abstract: เครื่องพิมพ์สามมิติเป็นหนึ่งในเทคโนโลยีสร้างต้นแบบรวดเร็วที่สามารถสร้าง แบบจำลองสามมิติได้จากภาพสามมิติในคอมพิวเตอร์ อย่างไรก็ตาม วัตถุดิบทางการค้าสำหรับ เครื่องพิมพ์สามมิตินี้โดยทั่วไปไม่สามารถใช้เป็นวัสดุฝังในจากวัสดุทางการแพทย์ได้โดยตรง แบบจำลองสามมิติที่สร้างขึ้นจากเครื่องพิมพ์สามมิติได้ถูกนำมาใช้ทำแม่แบบเพื่อเป็นแบบสำหรับ การหล่อวัสดุฝังในด้วยวัสดุทางการแพทย์ งานวิจัยชิ้นนี้ศึกษาการพัฒนาส่วนผสมของพอลิเมอร์ที่ เหมาะสำหรับการขึ้นรูปชิ้นงานพอลิเมทิลเมทาคริเลทโดยเทคโนโลยีการพิมพ์ 3 มิติ และ ทำการศึกษาถึงผลกระทบของส่วนผสมต่างๆ ได้แก่ พอลิเมทิลเมทาคริเลท มัลโตเด็กซ์ทริน และ พอลิไวนิล แอลกอฮอล์ วิธีการเริ่มจากการขึ้นรูปชิ้นงานโดยการพ่นของเหลวที่มีส่วนประกอบ ของน้ำจากเครื่องพิมพ์สามมิติ ลงบนส่วนผสมต่างๆของผงพอลิเมทิลเมทาคริเลท กับผงมัลโตเด็กซ์ ทริน และ พอลิไวนิลแอลกอฮอล์ที่ละลายน้ำได้และทำหน้าที่เป็นกาวยึดส่วนผสมเข้าด้วยกัน จาก การศึกษาพบว่าสามารถขึ้นรูปชิ้นงานพอลิเมทิลเมทาคริเลทได้โดยตรงโดยเครื่องพิมพ์ 3 มิติ การ เปลี่ยนแปลงอัตราส่วนผสมข้างต้น ส่งผลต่อสมบัติของชิ้นงานที่ขึ้นรูป ได้แก่ ความถูกต้องของ ขนาด จำนวนรูพรุน ความหนาแน่นของชิ้นงาน ตลอดจนสมบัติทางเชิงกล เช่น ค่ามอดูลัสและ ความต้านทางแรงสูงสุดของชิ้นงาน นอกจากนี้การอัดแทรกชิ้นงานด้วยอะคริลิคเรซิน สามารถเพิ่ม ค่ามอดูลัส และความต้านทานแรงสูงสุดของชิ้นงานของทั้งการดัดงอและการบีบอัดให้มีค่ามากขึ้น ใกล้เคียงกับเรซินอะคริลิคที่ใช้งานทางการแพทย์ ซึ่งพบว่าสัดส่วนที่เหมาะสมประกอบไปด้วย พอ ลิเมทิลเมทาคริเลท ร้อยละ 80 มัลโตเด็กซ์ทริน ร้อยละ 10และ พอลิไวนิลแอลกอฮอล์ ร้อยละ 10 เมื่อนำมาเปรียบเทียบกับชิ้นงานพอลิเมทิลเมทาคริเลทที่ได้จากการหล่อโดยเรซินอะคริลิคที่ใช้งาน ทางการแพทย์ทั่วไป พบว่า ชิ้นงานพอลิเมทิลเมทาคริเลทที่ได้ สามารถทดแทนชิ้นงานที่ได้จากการ หล่อด้วยเรซินอะคริลิคทางการค้าที่ใช้อยู่ในปัจจุบันได้ ชิ้นงานพอลิเมทิลเมทาคริเลทที่ขึ้นรูป โดยตรงจากเครื่องพิมพ์สามมิตินี้ สามารถพัฒนาเพื่อผลิตวัสดุฝังในที่มีรูปร่างซับซ้อน เช่น วัสดุฝัง ในที่ใช้ในการผ่าตัดแก้ไขความบกพร่องบริเวณกระโหลกศีรษะ ใบหน้า และขากรรไกร ตลอดจน งานทันตกรรม รวมไปถึงงานด้านชีวการแพทย์อื่นๆอีกด้วย

Mahidol University

Address: NAKHON PATHOM

Email: liwww@mahidol.ac.th

Name: Jintamai Suwanprateeb

Role: Thesis Advisors

Created: 2006

Modified: 2553-06-24

Issued: 2010-06-05

วิทยานิพนธ์/Thesis

application/pdf

ISBN: 9740477623

CallNumber: TH P197f 2006

eng

DegreeName: Master of Engineering

Level: Master's Degree

Descipline: Biomedical Engineering

Grantor: Mahidol University

©copyrights Mahidol University

ลำดับที่.	ชื่อแฟ้มข้อมูล	ขนาดแฟ้มข้อมูล	จำนวนเข้าถึง	วัน-เวลาเข้าถึงล่าสุด
1	4536772.pdf	1.72 MB	208	2025-01-09 16:55:05

ใช้เวลา

0.232098 วินาที