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;