CNC Laser system programming for collagen scaffold micro-cutting [article]

Stylianos P. Kechagias, National Technological University Of Athens, National Technological University Of Athens
2020
i Πρόλογος Η παρούσα εργασία εκπονήθηκε στον τομέα Τεχνολογίας των Κατεργασιών της Σχολής Μηχανολόγων Μηχανικών του ΕΜΠ κατά το ακαδημαϊκό έτος 2018-19, σε συνεργασία με το Ινστιτούτο Μοριακής Βιολογίας και Βιοτεχνολογίας (IMBB) του Ιδρύματος Τεχνολογίας και Έρευνας (ΙΤΕ, ή FORTH) με έδρα το Ηράκλειο, Κρήτης. Αποτελεί κομμάτι της έρευνας της ομάδας του Δρ. Δημήτριου Τζεράνη στο εργαστήριο μηχανικής νευρικών ιστών (Neural Tissue Engineering Laboratory) για την κατασκευή και βιολογική μελέτη
more » ... ευμάτων από ικριώματα κολλαγόνου. Η εργασία αφορά τον προγραμματισμό συστήματος laser για κοπή 2½D σχημάτων σε ικριώματα κολλαγόνου που προορίζονται για in-vitro και in-vivo δοκιμές. Στα πλαίσια της εργασίας έγιναν πειράματα κατεργασίας ικριωμάτων κολλαγόνου με χρήση παλμικού femtosecond laser που διεξήχθησαν στο εργαστήριο Ultrafast Laser Micro and Nano Processing Laboratory, στο Ινστιτούτο Ηλεκτρονικής Δομής και Λέιζερ του ΙΤΕ. Τα πειράματα εκτελέστηκαν από τη φοιτήτρια Φερενίκη Μοσχογιαννάκη του τμήματος Φυσικής του Πανεπιστημίου Κρήτης, η οποία απασχολείται στο ΙΤΕ για την εκπόνηση της πτυχιακής της εργασίας πάνω στο χαρακτηρισμό της αλληλεπίδρασης laser-κολλαγόνου, καθώς και τη μελέτη της βιολογικής λειτουργίας των ικριωμάτων. ii Εθνικό Μετσόβιο Πολυτεχνείο Σχολή Μηχανολόγων Μηχανικών Τομέας Τεχνολογίας των Κατεργασιών | Ομάδα Συστημάτων Κατεργασιών Διπλωματική εργασία Προγραμματισμός συστήματος CNC Laser για μικρό-κοπή ικριωμάτων κολλαγόνου Abstract Biological scaffolds are 3D structures designed to induce cellular interactions for the creation of new functional tissues. The porous structure of the scaffold mimics the extracellular matrix by helping the cells to grow after the implantation. In addition, the fabrication of patterns on the scaffolds has been said to aid the regeneration process as they provide favorable orientation to the cells and act as channels for the transport of substances necessary for cell life. Ultra-short pulses can be used to fabricate such patterns due to their confined damage and smooth cut when react with biological tissue causing plasma-mediated ablation. The latter ensure the production of high precision geometries with morphological characteristics necessary for scaffold's proper operation.
doi:10.26240/heal.ntua.17930 fatcat:hrz2g7gbubcwvbwmfmy7bd4h4y