Pendahuluan
Bahan nonwoven yang dapat terurai secara hayati telah menunjukkan potensi yang cukup besar di bidang teknik biomedis, khususnya dalam penerapan rekayasa jaringan. Tujuan dari rekayasa jaringan adalah untuk memfasilitasi regenerasi jaringan yang rusak dengan mengintegrasikan sel-sel ke dalam struktur penyangga tiga dimensi sementara (scaffold). Scaffold yang dapat terurai secara hayati memainkan peran penting dalam proses ini dengan memberikan dukungan struktural sementara bagi sel. Bahan nonwoven berbasis serat sangat cocok untuk tujuan ini, karena struktur seratnya menyerupai matriks ekstraseluler alami. Arsitektur ini memungkinkan porositas tinggi dan luas permukaan spesifik, sehingga mendorong adhesi, migrasi, dan proliferasi sel.
Polikaprolakton (PCL) merupakan bahan yang banyak digunakan dalam pembuatan scaffold berbasis serat yang dapat terurai. PCL adalah poliester alifatik semi-kristalin yang memiliki biokompatibilitas yang baik, degradasi hidrolitik yang dapat dikendalikan dan relatif lambat, serta kemudahan pengolahan yang baik. Elektrospinning atau melt electrospinning dapat digunakan untuk menghasilkan anyaman serat dari PCL, sehingga memungkinkan kontrol yang presisi terhadap geometri serat, porositas, dan sifat mekaniknya.
Scaffold PCL sering digunakan dalam rekayasa jaringan pada struktur penahan beban seperti tendon dan otot [1,2]. Masalah penting yang muncul dalam konteks ini adalah perilaku creep yang signifikan yang ditunjukkan oleh kain nonwoven serat saat mengalami deformasi berulang. Mikrostruktur bahan (Gambar 1) menyebabkan mekanisme deformasi tambahan. Ketika terkena gaya eksternal, serat dapat mengalami reorientasi dan penyelarasan ke arah beban yang diterapkan. Titik-titik kontak antar serat rentan terhadap kerusakan. Secara makroskopis, hal ini mengakibatkan peningkatan deformasi plastis atau creep dibandingkan dengan bahan yang padat. Dalam skenario implantasi, bahan nonwoven berulang kali mengalami deformasi, misalnya akibat kontraksi jaringan otot di sekitarnya.
Seiring meningkatnya deformasi plastis bahan nonwoven, terdapat risiko bahwa bahan tersebut akan kehilangan kontak dengan jaringan di sekitarnya akibat melonggarnya ikatan. Oleh karena itu, sangat penting untuk mengkarakterisasi perilaku creep dinamis dari implan berbasis serat ini.
Pengukuran Kekuatan Tarik dan Pemulihan Creep pada Kain Nonwoven PCL
Pengukuran tarik dan Pemulihan CreepPemulihan rangkak adalah rasio kepatuhan rangkak yang dapat dipulihkan terhadap kepatuhan rangkak awal yang diberikan dalam persen. Seringkali dalam pengujian MSCR (multiple stress creep recovery), creep recovery dianggap sebagai indikator kinerja dengan lebih banyak pemulihan yang mengindikasikan pengikat yang tidak terlalu rentan terhadap rutting. pemulihan creep dilakukan pada suhu 37°C menggunakan alat DMA 303 dari NETZSCH Eplexor® dalam mode tarik. Sampel berbentuk persegi panjang dengan panjang 20 mm, lebar 5 mm, dan ketebalan 0,3 mm diambil dari kain bukan tenunan PCL (Gambar 2). Bahan tersebut awalnya dikarakterisasi dengan melakukan uji tarik kuasi-statis. Laju perpanjangan sebesar 0,5 %/s dan beban awal sebesar 0,1 N diterapkan. Hasil uji tarik ditampilkan pada Gambar 3. Pengamatan menunjukkan bahwa hubungan tegangan-regangan elastis dapat diidentifikasi hingga SaringRegangan menggambarkan deformasi material, yang dibebani secara mekanis oleh gaya atau tekanan eksternal. Senyawa karet menunjukkan sifat mulur, jika beban statis diterapkan.regangan sekitar 8 %.
Pengukuran Pemulihan CreepPemulihan rangkak adalah rasio kepatuhan rangkak yang dapat dipulihkan terhadap kepatuhan rangkak awal yang diberikan dalam persen. Seringkali dalam pengujian MSCR (multiple stress creep recovery), creep recovery dianggap sebagai indikator kinerja dengan lebih banyak pemulihan yang mengindikasikan pengikat yang tidak terlalu rentan terhadap rutting. pemulihan creep dilakukan dalam lima siklus, dengan perpindahan tetap sebesar 5% yang diterapkan pada setiap siklus. Hasil pengukuran ini disajikan pada Gambar 4. Regangan sisa ditentukan untuk setiap siklus pengukuran pada akhir fase pemulihan, sebagaimana digambarkan pada Gambar 5. Terlihat jelas bahwa SaringRegangan menggambarkan deformasi material, yang dibebani secara mekanis oleh gaya atau tekanan eksternal. Senyawa karet menunjukkan sifat mulur, jika beban statis diterapkan.regangan sisa paling menonjol setelah siklus awal dan kemudian terus menurun. Hasil pengukuran menunjukkan penurunan SaringRegangan menggambarkan deformasi material, yang dibebani secara mekanis oleh gaya atau tekanan eksternal. Senyawa karet menunjukkan sifat mulur, jika beban statis diterapkan.regangan sisa yang konsisten di seluruh siklus, yang mengindikasikan adanya pendekatan terhadap nilai batas. Temuan ini menunjukkan bahwa perilaku creep yang diamati sebagian besar dapat dikaitkan dengan reorganisasi struktural dalam jaringan serat, bukan pada mekanisme viskoelastis atau viskoplastis molekuler.
Kesimpulan
Eplexor® Penggunaan uji tarik statis sebagai metode utama untuk karakterisasi kerangka berbasis serat dalam rekayasa jaringan masih menjadi praktik yang umum. Namun, setelah implantasi, deformasi berulang dapat menyebabkan creep makroskopis akibat reorganisasi jaringan serat. Efek ini tidak terlihat dalam uji tarik statis. Hasil uji tarik menunjukkan bahwa SaringRegangan menggambarkan deformasi material, yang dibebani secara mekanis oleh gaya atau tekanan eksternal. Senyawa karet menunjukkan sifat mulur, jika beban statis diterapkan.regangan sebesar 5% masih berada dalam wilayah elastis. Namun, eksperimen Pemulihan CreepPemulihan rangkak adalah rasio kepatuhan rangkak yang dapat dipulihkan terhadap kepatuhan rangkak awal yang diberikan dalam persen. Seringkali dalam pengujian MSCR (multiple stress creep recovery), creep recovery dianggap sebagai indikator kinerja dengan lebih banyak pemulihan yang mengindikasikan pengikat yang tidak terlalu rentan terhadap rutting. pemulihan creep telah menunjukkan bahwa SaringRegangan menggambarkan deformasi material, yang dibebani secara mekanis oleh gaya atau tekanan eksternal. Senyawa karet menunjukkan sifat mulur, jika beban statis diterapkan.regangan sisa tetap terjadi bahkan pada tingkat regangan tersebut. Oleh karena itu, eksperimen pemulihan creep menggunakan DMA 303 dari NETZSCH memberikan informasi penting mengenai perilaku mekanis rangka berbasis serat di bawah beban dinamis.