J 2020

Benchmarking of additive manufacturing technologies for commerciallypure-titanium bone-tissue-engineering scaffolds: processing-microstructureproperty relationship

MONTUFAR, E. B., S. TKACHENKO, M. CASAS-LUNA, Pavel SKARVADA, Karel SLAMECKA et. al.

Základní údaje

Originální název

Benchmarking of additive manufacturing technologies for commerciallypure-titanium bone-tissue-engineering scaffolds: processing-microstructureproperty relationship

Autoři

MONTUFAR, E. B. (garant), S. TKACHENKO, M. CASAS-LUNA, Pavel SKARVADA (203 Česká republika), Karel SLAMECKA (203 Česká republika), S. DIAZ-DE-LA-TORRE, Daniel KOUTNY (203 Česká republika), David PALOUSEK (203 Česká republika), Zuzana KOLEDOVÁ (703 Slovensko, domácí), L. HERNANDEZ-TAPIA, Tomas ZIKMUND (203 Česká republika), Ladislav CELKO (203 Česká republika) a J. KAISER

Vydání

ADDITIVE MANUFACTURING, AMSTERDAM, ELSEVIER, 2020, 2214-8604

Další údaje

Jazyk

angličtina

Typ výsledku

Článek v odborném periodiku

Obor

21100 2.11 Other engineering and technologies

Stát vydavatele

Nizozemské království

Utajení

není předmětem státního či obchodního tajemství

Odkazy

Impakt faktor

Impact factor: 10.998

Kód RIV

RIV/00216224:14110/20:00117940

Organizační jednotka

Lékařská fakulta

UT WoS

000600807800102

Klíčová slova anglicky

Robocasting; Selective laser melting; Pressure-less spark plasma sintering; Titanium; Bone scaffold

Štítky

Příznaky

Mezinárodní význam, Recenzováno
Změněno: 6. 5. 2021 13:04, Mgr. Tereza Miškechová

Anotace

V originále

This work provides the benchmarking of two additive manufacturing (AM) technologies suitable for the fabrication of commercially pure titanium scaffolds for bone tissue engineering, i.e., selective laser melting (SLM) and robocasting. SLM is a powder bed fusion technique that is industrially used for the AM of titanium parts, whereas robocasting is an extrusion technique mainly studied for the fabrication of ceramic scaffolds that requires post-sintering for the consolidation. A novelty of this work is to combine robocasting with pressure-less spark plasma sintering (PL-SPS) for the fabrication and fast consolidation of titanium scaffolds. The results show that the metallurgical phenomena occurring in both techniques are different. Melting and fast solidification in SLM produced martensitic-like microstructure of titanium with low microporosity (6 %). In contrast, solid-state sintering in robocasting resulted in the equiaxed grain microstructure of alpha titanium phase with 13 % of microporosity. The mechanical performance of the scaffolds was determined by the microporosity of the rods rather than microstructure. Consequently, robocasting resulted in lower compressive yield strength and effective elastic modulus than SLM, which were in the range of human trabecular bone. Finally, both AM technologies produced cytocompatible scaffolds that showed evidence of in vitro osteogenic activity.

Návaznosti

ROZV/28/LF19/2020, interní kód MU
Název: Regulace morfogeneze epitelu mléčné žlázy pomocí mechanických sil a dynamiky signalizace
Investor: Ministerstvo školství, mládeže a tělovýchovy ČR, Regulace morfogeneze epitelu mléčné žlázy pomocí mechanických sil a dynamiky signalizace, Interní rozvojové projekty
90110, velká výzkumná infrastruktura
Název: CzechNanoLab