Sada přípravků pro extruzi kolagenních gelů

Kód výsledku v IS VaVaI

<a href="https://www.isvavai.cz/riv?ss=detail&h=RIV%2F68407700%3A21220%2F25%3A00387494" target="_blank" >RIV/68407700:21220/25:00387494 - isvavai.cz</a>

Výsledek na webu

—

DOI - Digital Object Identifier

—

Jazyk výsledku

čeština

Název v původním jazyce

Sada přípravků pro extruzi kolagenních gelů

Popis výsledku v původním jazyce

Funkční vzorky sady extruzních přípravků pro tvorbu experimentálních vzorků kolagenních gelů, nebo jiných typů materiálu gelové konzistence, jsou vyrobeny aditivní technologií z vodou nedegrovatelných polymerů. Konkrétně z PLA, ale lze uplatnit např. i 3D tisk z ABS nebo PET. Přípravky se skládají z tubulárního lože, přechodového kónického úseku a z extruzní štěrbiny. Tubulární lože slouží pro zavedení a pevnou fixaci kontejneru naplněného kolagenním gelem, s výhodou upravené plastové stříkačky o různém obsahu. Mezi tubulární částí a kónickým úsekem přípravků je instalováno těsnění (o-kroužek), které v průběhu extruze zabraňuje nežádoucímu úniku extrudované hmoty do štěrby mezi přípravkem a zásobníkem hmoty. Tím je zabezpečeno efektivní bezztrátové proudění gelu pouze dopředným směrem. V tubulárním loži je vytvořena příruba s drážkami a protilehlým víkem pro fixaci stříkačky s gelem. Tato fixace rozkládá tlak působící při extruzi na celý obvod stříkačky a tubulárního lože. Přechodový kónický úsek je navržen tak, aby vstupní i výstupní hrany byly zakulacené a vstupní kruhový průřez se plynule změnil na obdélníkový, který má extruzní štěrbina. Extruzní štěrbina, u prezentovaných přípravků, má tloušťku 1, 2 a 5 mm. Šířka je 6 nebo 30 mm. Délka extruzní štěrbiny je 3 až 5-ti násobek její šířky. Konický úsek a extruzní štěrbina jsou konstruovány s ohledem na předpokládané přeuspořádání vnitřní stavby kolagenních gelů (biologického polymeru) z izotropního materiálu na částečně anizotropní. Tzn. v průběhu toku kolagenního gelu předpokládáme orientaci svazků kolagenních vláken do směru toku. Vnitřní i vnější povrch extruzních přípravků je ošetřen povlakem z bezbarvého laku. Tato úprava vyhladí povrch, usnadní tok gelu a čištění přípravků. Těmito přípravky lze extrudovat kolagenní gely získané z různých živočišných druhů, různé koncentraci a konzistenci v závislosti na způsobu přípravy. Vlastnosti funkčního vzorku byly ověřeny zkouškami prováděnými s kolagenními gely izolovanými z hovězí kůže a kůže sladkovodních ryb. Koncentrace kolagenních gelů byla 3, 6, 8 a 11.5 %hmotn. Kolagenní gely byly připravovány z lyofilizátu pomocí hnětače, homogenizátoru nebo odpařováním rozpouštědla. Pomocí přípravků byly vytvářeny kolagenní pásy různého příčného průřezu (tloušťky a šířky) dle rozměrů koncové extruzní štěrbiny. Délky vzorků byla cca 120 mm. Dle rozměru extruzní štěrbiny a injektovaného množství, je možné vytvářet rovné nebo zvlněné pásy o max. délce 1 000 mm až 1 500 mm. Sílu potřebnou k extruzi lze vytvářet manuálně nebo strojově, např. účinky posuvu osy lineárního motoru. Pro tyto případy lze přípravky uchytit (fixovat) k pevnému rámu.

Název v anglickém jazyce

Set of Devices for Extrusion of Collagen Gels

Popis výsledku anglicky

Functional prototypes of a set of extrusion fixtures for the production of experimental samples of collagen gels, or other materials of gel-like consistency, are manufactured using additive manufacturing technology from water-insoluble polymers. Specifically, polylactic acid (PLA) is used; however, other materials such as ABS or PET may also be employed for 3D printing. The fixtures consist of a tubular seat, a transition conical section, and an extrusion slit. The tubular seat is intended for insertion and secure fixation of a container filled with collagen gel, preferably a modified plastic syringe of various volumes. A seal (O-ring) is installed between the tubular section and the conical section of the fixture, which prevents undesirable leakage of the extruded material into the gap between the fixture and the material reservoir during extrusion. This ensures efficient, loss-free flow of the gel exclusively in the forward direction. Within the tubular seat, a flange with grooves and an opposing cover is formed for fixing the gel-filled syringe. This fixation distributes the pressure applied during extrusion uniformly over the entire circumference of the syringe and the tubular seat. The transition conical section is designed such that both the inlet and outlet edges are rounded, and the inlet circular cross-section is smoothly transformed into the rectangular cross-section of the extrusion slit. In the presented fixtures, the extrusion slit has thicknesses of 1, 2, and 5 mm. The slit width is either 6 or 30 mm. The length of the extrusion slit is three to five times its width. The conical section and the extrusion slit are designed with regard to the anticipated rearrangement of the internal structure of collagen gels (a biological polymer) from an isotropic to a partially anisotropic state. That is, during the flow of the collagen gel, orientation of collagen fiber bundles in the direction of flow is assumed. Both the internal and external surfaces of the extrusion fixtures are treated with a transparent lacquer coating. This surface treatment smooths the surfaces, facilitates gel flow, and simplifies cleaning of the fixtures. Using these fixtures, collagen gels obtained from various animal species can be extruded, with different concentrations and consistencies depending on the method of preparation. The properties of the functional prototype were verified by tests conducted with collagen gels isolated from bovine skin and freshwater fish skin. The concentrations of the collagen gels were 3, 6, 8, and 11.5 wt%. The collagen gels were prepared from lyophilizate using a kneader, a homogenizer, or by evaporation of the solvent. Using the fixtures, collagen strips of various cross-sections (thickness and width) were produced according to the dimensions of the terminal extrusion slit. The sample lengths were approximately 120 mm. Depending on the dimensions of the extrusion slit and the injected volume, straight or wavy strips with a maximum length of approximately 1,000 to 1,500 mm can be produced. The force required for extrusion may be applied manually or mechanically, for example by the feed action of a linear motor axis. For such applications, the fixtures may be mounted (fixed) to a rigid frame.

Druh

G_funk - Funkční vzorek

CEP obor

—

OECD FORD obor

20301 - Mechanical engineering

Projekt

<a href="/cs/project/NW24-02-00206" target="_blank" >NW24-02-00206: Biomimetická cévní náhrada pro nízké průtoky umožňující fyziologický přenos pulzní vlny</a><br>

Návaznosti

P - Projekt vyzkumu a vyvoje financovany z verejnych zdroju (s odkazem do CEP)

Rok uplatnění

2025

Kód důvěrnosti údajů

S - Úplné a pravdivé údaje o projektu nepodléhají ochraně podle zvláštních právních předpisů

Interní identifikační kód produktu

12105-P02-2025.06

Číselná identifikace

12105-P02-2025.06

Technické parametry

Sada extruzních přípravků obsahuje 4 ks přípravků (barevně rozlišeny dle velikosti extruzní štěrbiny) a upravené plastové stříkačky jako zásobníky kolagenního gelu; průřezy extruzních štěrbin tloušťka x šířka v mm: 1 x 30, 2 x 30, 2 x 6, 5 x 30; rozměry přípravků délka x max. průměr v mm: 250 x 80, 150 x 100; využití pro různé typy gelů, max. pracovní teplota 50 °C

Ekonomické parametry

cena sady přípravků (4 ks) cca 10 000 Kč

Kategorie aplik. výsledku dle nákladů

—

IČO vlastníka výsledku

68407700

Název vlastníka

České vysoké učení technické v Praze / FS / 12105 / odbor biomechaniky

Stát vlastníka

CZ - Česká republika

Druh možnosti využití

V - Výsledek je využíván vlastníkem

Požadavek na licenční poplatek

Z - Poskytovatel licence na výsledek nepožaduje v některých případech licenční poplatek

Adresa www stránky s výsledkem

—