Colloidal inks for direct-write assembly of CaP porous scaffolds

Abstract

Actualmente, o desenvolvimento de novos biomateriais e de técnicas alternativas para o fabrico de implantes ortopédicos é muito importante. O objectivo da engenharia de tecidos é desenvolver soluções efectivas para o tratamento e regeneração óssea a longo prazo. O presente trabalho mostra uma nova alternativa para a fabricação de implantes ósseos com porosidade controlada, a qual pode ser modelada para a optimização dos mesmos. Foram preparadas tintas coloidais com elevada concentração de sólidos com o objetivo de poderem ser injectadas através da técnica de robocasting. Fosfatos de cálcio foram sintetizados e dopados com diferentes concentrações de estrôncio. Suspensões concentradas com 60 vol% de sólidos foram preparadas e modificadas de forma a alcançar as propriedades reológicas necessárias à conformação por robocasting. Diferentes arquiteturas tri-dimensionais foram preparadas por deposição robótica, e depois secas e sinterizadas, mantendo a sua forma inicial.

Nowadays, the development of new biomaterials and alternative techniques for the fabrication of orthopedic implants are of great importance. The objective of tissue engineering is to provide effective solutions in the treatment and healing of bone defects in a long-term. The present work gives a new option for the fabrication of bone scaffolds with controlled porosity that can be designed for the optimization of the implants. Highly concentrated colloidal inks were prepared with the aim of using them in a robotic deposition device called robocasting. Three types of calcium phosphate powders doped with strontium were synthesized, calcined, comminuted and characterized. Concentrated suspensions with 60 vol% of solid content were successfully prepared and their physical properties modified afterwards in order to obtain inks with optimal behavior for direct-write assembly. Different three-dimensional architectures were made through robotic deposition, then dried and sinterized maintaining their shape.