تاثير روش ساخت و خواص فاز سفت بر عملكرد ترموويسكوالاستيك پليمر حافظه‍دار بر پايه پلي‌يورتان مورد استفاده در داربست‌هاي پزشكي

The Effect of Fabrication Method and Hard-phase Properties on the Thermo-viscoelastic Performance of Polyurethane-based Shape Memory Polymer Used in Medical Scaffolds

پليمرهاي حافظه‌داري توانايي ذخيره و بازيابي يك شكل از پيش تعريف شده را دارند. رفتار حافظه‌داري با دو مشخصه‌ي بازيابي شكل و بازيابي تنش مرتبط است. بازيابي كامل شكل و افزايش تنش بازيابي از چالش‌هاي پيشروي اين مواد ميباشد. در اين مقاله آميزه پليمري حافظهدار پلي‌يورتان و پلي‌كاپرولاكتون با قابليت تحريك دمايي به دو روش اختلاط مذاب و روش حلال ساخته شد و رفتار ترموويسكوالاستيك آن تحليل شد. دو نوع پلييورتان با ساختار شيميايي يكسان به عنوان فاز سفت و پلي‌كاپرولاكتون به عنوان فاز نرم در آميزه استفاده شد. نتايج نشان‌دهنده آن است كه ساخت آميزه به روش حلال مزايايي مانند كيفيت ظاهري مناسب و بدون عيب، عاري بودن از ترك و حفره، افزايش مدول ذخيره و مدول اتلاف و عدم نوسان مقادير مدول ذخيره و اتلاف را دارا ميباشد. آميزه ساخته شده با پلي‌يورتان با سفتي كمتر خواص حافظه‌داري بهتري را نتيجه داد. براي بررسي خواص حافظهداري، آزمايش بازيابي شكلي با پيشكرنش 25% در دماي ℃ 60 انجام شد. همچنين آزمايش بازيابي تنش با اعمال پيشكرنش 25%در دماهاي ℃ 60، ℃ 45 و ℃ 37 بر روي آميزه هوشمند ساخته شده به روش حلال انجام شد. تابع بازيابي تنش بسيار متاثر از دماي مرحله‌ي تغييير شكل بود. بيشينه تنش و آهنگ بازيابي در نمونه‌ي با دماي تغيير شكل ℃ 45 مشاهده شد. يك نمونه استنت به روش حلال ساخته شد و نتايج بازيابي شكلي آن نشان داد كه بازيابي به صورت كامل و در زماني كمتر از 5/0 ثانيه در دماي ℃ 60 اتفاق افتاد.

Shape memory polymers (SMPs) have the ability to store the deformation and recover the original shape. Shape memory behavior is associated with two features: shape recovery and stress recovery. Full shape recovery and increase the stress recovery value are the challenges ahead of the SMPs. In this paper, the polyurethane and polycaprolactone (PCL) were blended. The thermal stimulated SMPs ware fabricated by melt mixing and solution mixing method and thermo-viscoelastic behavior of SMPs ware analyzed. Two types of polyurethanes with the same chemical structure were used as the hard phase and polycaprolactone was used as the soft phase in SMP blend. The results show that the solution mixing method has advantages such as proper appearance without defect, free from cracks and cavities, higher storage and loss modulus values without fluctuations over temperature. The blend of PCL with low hardness polyurethane one showed better shape memory behavior. In order to investigate the shape memory effect, shape recovery test was carried out with 25% pre-strain at 60°C. Also, the stress recovery was carried out by 25% pre-strain at different temperatures (60°C, 45°C and 37°C) on the samples made by solution method. The stress-recovery function was highly affected by the deformation temperature. The maximum stress and maximum recovery rate were observed in the sample with a deformation temperature of 45°C. A stent was made by the solution method and its shape recovery results showed that recovery was done completely in less than 0.5 seconds at 60°C.