Les filaments chargés : étude du PLGA-HA

Les filaments chargés

Le chargement de polymères avec des additifs (comme le PLGA avec de l’HA) permet d’adapter et d’améliorer les propriétés des matériaux en fonction d’exigences spécifiques.

Dans des applications industrielles, on peut penser à :

• L’amélioration des propriétés mécaniques (ajout de fibres ou de particule métallique)
• La modification de la conductivité thermique et électrique (ajout de poudres métalliques ou des particules de carbone)
• Une modification des propriétés esthétiques ou optiques (modification de la couleur ou de la transparence avec des pigments)

Dans des applications médicales, on peut penser à :

• La fonctionnalisation des matériaux pour améliorer la compatibilité avec le corps humain (exemple de l’ajout d’hydroxyapatite ou de β-TCP pour des implants osseux)
• La personnalisation des propriétés de dégradation (par exemple mélange de polymère ou ajout d’agent hydrophile)

Qu’est-ce qu’un filament chargé ?

Un filament chargé est un filament polymère destiné à être utilisé en impression 3D FDM (Dépôt de fil fondu) qui contient des additifs ou des charges. Cela a pour but d’améliorer/modifier les caractéristiques spécifiques du polymère.

Pour cela, le polymère a été mélangé à l’additif souhaité lors de l’étape d’extrusion. Un filament chargé de bonne qualité est un filament ayant un diamètre maîtrisé (stable sur toute la longueur de la bobine) et avec une bonne répartition de l’additif à l’intérieur du polymère.

Le PLGA, qu’est-ce que c’est ?

Le PLGA ou acide poly(lactique-co-glycolique) est un copolymère composé d’acide lactique et d’acide glycolique. Lattice Services propose le PLGA-HA, un grade médical de la PLGA avec 85% d’acide lactique et 15% d’acide glycolique. Ce thermoplastique biocompatible est amorphe, transparent et possède de légers reflets dorés. Il se résorbe entre 12 à 24 mois une fois implanté.

Chez Lattice Services, nous sommes capable de le créer grâce à une extrusion sur mesure. Nous pouvons également charger d’autres matériaux, avec d’autres minéraux.

Le PLGA-HA (PLGA chargé en hydroxyapatite)

Le PLGA (Poly(lactide-co-glycolide)) chargé avec de l’hydroxyapatite (HA) est largement étudié et utilisé dans le domaine médical, en particulier pour les implants osseux et la régénération tissulaire. Cette combinaison de PLGA (polymère biodégradable) et d’hydroxyapatite (composant principal de l’os) vise à améliorer la biocompatibilité, la bioactivité, et à favoriser l’ostéointégration.

Ainsi, avec un tel filament, il sera possible d’imprimer en 3D des pièces tels que :

• Des substituts osseux
• Des scaffolds
• Des implants dentaires

Avantages et inconvénients

Si l’on compare le PLGA chargé avec de l’HA à un filament de PLGA simple.

La principale différence est que l’ajout d’HA va promouvoir l’ostéointégration et donc il sera plus adapté pour des utilisations liées à l’osseux.

Toutefois, il faut noter que la présence d’HA sous forme de poudre rend le filament légèrement plus cassant. De plus, il est conseillé d’utiliser des buses de diamètre 0,4 mm au minimum pour éviter tout bouchage pouvant être créé par des agglomérats de poudre dans le filament. Ainsi, il est légèrement plus complexe à imprimer que le PLGA simple.