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PROGETTAZIONE E REALIZZAZIONE DI UN APPARATO
DI ELECTROSPINNING PER LA REALIZZAZIONE
DI MICROTUBI IN PCL
UNIVERSITA' DEGLI STUDI DI NAPOLI FEDERICO II
FACOLTA' DI INGEGNERIA
Tesi di laureaIn
Ingegneria dei Materiali
Relatore Prof. Stefano Guido
Co-relatoreIng. Giovanna Tomaiuolo
Anno Accademico 2009/2010
CanditatoMario Cifelli
• Panoramica sulla tecnica dell’Electrospinning;
• Progettazione e realizzazione dell’impianto;
• Realizzazione di microtubi in PCL;
• Analisi;
Electrospinning
Filtrazione
Scaffold 2D\3D
Sensori
ElettronicaDrug delivery
Immobilizzazione enzimatica
Coating
Elettrodo di Terra
Pompa
Generatore di Tensione
Ago
Cono di Taylor
Pompa
Elettrodo mobile
Capillare
Sist. di protezione
Siringa
Ago
Mandrino
Slitta piana
Generatore di tensione
Drag delivery
Blood vessel
Nerve rigeneration
Scaffold (2D\3D)
Il poli-(ε-caprolattone) è un polimerosemi-cristallino poliestere alifatico,sintetico, non tossico, biodegradabile edidrofobico, che trova il suo maggiorimpiego nell’ambito dell’ingegneriabiomedica.
5.00E+00
6.00E+00
7.00E+00
8.00E+00
4.70E+00 5.20E+00 5.70E+00 6.20E+00 6.70E+00
Log
G',G
'' (P
a)
Log ω (1\s)
G'
G''
5.00E+01
5.00E+02
5.00E+03
0.00E+00 1.60E+01 3.20E+01 4.80E+01 6.40E+01 8.00E+01
Sch
ear
str
ess
(P
a)
Schear rate (1\s)
0.00E+00
2.00E+05
4.00E+05
6.00E+05
8.00E+05
1.00E+06
1.20E+06
1.40E+06
1.60E+06
1.00E+00 1.00E+01 1.00E+02 1.00E+03 1.00E+04
Vis
cosi
ty (
Pa*
s)
Shear rate (1\s)
Parametri soluzione
[PCL] 0,225 g\mL
Temperatura Ambiente
Pressione Atmosferica
Solventi DMF\cloroformio (1:2 in vol)
Densità 1,24 g\cm3
Viscosità 3,5*105 Pa*s
Primo esperimentoTensione 20 – 25 kV
Gap 10 cm
Portata 16 µl\min
[PCL] 0.25 g\ml
Solventi DMF\Cloroformio (1:2)
Velocità di
rotazione200 rpm
Ø Mandrino 250 µm
Tempo 5 min
Secondo esperimento
Portata 10 µl\min
Velocità di
rotazione600 rpm
Quinto esperimento
Tempo 30 min (continuo)
0.00
10.00
20.00
30.00
40.00
%Fr
equ
enza
Diametro esterno microtubo
0
1
2
3
4
5
Campione 1 Campione 2 Campione 3
µm
Spessore fibre
Dispersione
•Spessore 0,97 cm; 30 min continuo
•Permeabilità: 7,0*10-4 cm\s
•Spessore 0,15 cm
•Permeabilità: 1,1*10-3 cm\s
•Ø Mandrino: 100 µm
•Spessore 0,15 cm
•Permeabilità: 1,4*10-3 cm\s
•Ø Mandrino: 250 µm
y = 0,0007x - 0,0028R² = 0,9965
y = 0,0011x + 0,0078R² = 0,9737
y = 0,0014x - 0,1693R² = 0,9716
0
0.05
0.1
0.15
0.2
0.25
0.3
0.35
0.00 100.00 200.00 300.00 400.00
q (
cm\s
)
J (cmH20\cm)
𝑄
𝐴= 𝐾
(ℎ1 − ℎ2)
𝐿
Jq
•Si è progettatto e realizzato ex novo l’elettrodo di terra rotante;
•Sono stati realizzati microtubi in PCL;
•Analisi dei campioni ottenuti;