Polymer Surface Topography in Life Science Applications: Impact of Manufacturing and Environmental Factors
Tid: Fr 2024-10-04 kl 09.00
Plats: Kollegiesalen, Brinellvägen 8, Stockholm
Videolänk: https://kth-se.zoom.us/j/64926682181
Språk: Engelska
Ämnesområde: Fiber- och polymervetenskap
Respondent: Álvaro Morales López , Polymerteknologi
Opponent: Dr Candice Majewski, University of Sheffield, England
Handledare: Professor Anna Finne Wistrand, Polymerteknologi
QC 20240906
Abstract
Life Sciences-industrin leder den femte industriella revolutionen och drivertillverkningen mot precision, personalisering och cirkularitet genomimplementering av additiv tillverkning (AM). Sedan dess ursprung 1983 har AMmöjliggjort tillverkningen av komplexa komponenter som tidigare varotänkbara med konventionella tillverkningstekniker. Särskiltpulverbäddsammansmältning och materialextrusionstekniker har antagits förderas mångsidighet med polymermaterial och förmåga att producerakomponenter som uppfyller krav inom bioprocesser, biopharmaceutik ochvävnadsteknik.
Trots dess potential står integrationen av AM inom Life Sciences inför viktigautmaningar, särskilt på grund av de komplexa ytor som produceras genomlager-på-lager-tillverkningsprocessen, vilket resulterar i grova ytor och påverkarfunktionen hos de utskrivna komponenterna. Traditionellt karakteriserasytstrukturen genom kontaktmätningar som använder profilensgrovhetsparametrar såsom genomsnittlig grovhet (Ra). Användningen av Raparameternär dock otillräcklig eftersom den misslyckas med att fånga viktiga3D-topografiska egenskaper och rumsliga variationer.
Denna avhandling tar itu med dessa utmaningar genom två huvudsakligaforskningsfaser. Först utvecklas ett omfattande karaktäriseringsflöde förpolypropenytor tillverkade med konventionell tillverkning,pulverbäddsammansmältning och efterbehandlingstekniker. Genom attanvända avancerad analys av ytans råhet erbjuder detta tillvägagångssätt endjupare förståelse av ytegenskaper, såsom textur och vätbarhet, och deraspåverkan på viktiga bioprocessapplikationer, inklusive renlighet, bakteriellvidhäftning och biofilmsbildning.
Den andra fasen utvidgar denna metodik för att analysera miljö- ochsterilisationseffekter på ytans egenskaper hos tredimensionellt utskrivnaställningar. Dessa plattformar, tillverkade av nedbrytbara polymerer, är avseddaför att regenerera mjukvävnad och regenerativ medicin. Forskningenundersöker hur olika termiska förhållanden och steriliseringsprocesserpåverkar ytstruktur och därmed de termiska och fysiska egenskaperna hosställningarna.
Resultaten bidrar till att optimera AM-teknologier för kliniska ochbioprocessapplikationer och erbjuder en vägkarta för framtida innovation.Genom att betona tvärvetenskapligt samarbete lyfter denna avhandling framnödvändigheten av att bygga broar mellan materialvetenskap, ingenjörskonstoch biologi för att skapa effektiva lösningar på samhällsutmaningar.