การเตรยมและการศกษาวสดเสรมองคประกอบระหวางพอลเมอรผสมและ Bioglass® สาหรบการประยกตใชในงานวศวกรรมเนอเยอกระดก

โดย นางสาวไผ ทมาศาสตร

วทยานพนธนเปนสวนหนงของการศกษาตามหลกสตรปรญญาวศวกรรมศาสตรมหาบณฑต สาขาวชาวทยาการและวศวกรรมพอลเมอร

ภาควชาวทยาการและวศวกรรมวสด บณฑตวทยาลย มหาวทยาลยศลปากร

ปการศกษา 2555 ลขสทธของบณฑตวทยาลย มหาวทยาลยศลปากร

สำนกหอ

สมดกลาง

การเตรยมและการศกษาวสดเสรมองคประกอบระหวางพอลเมอรผสมและ Bioglass® สาหรบการประยกตใชในงานวศวกรรมเนอเยอกระดก

โดย นางสาวไผ ทมาศาสตร

วทยานพนธนเปนสวนหนงของการศกษาตามหลกสตรปรญญาวศวกรรมศาสตรมหาบณฑต สาขาวชาวทยาการและวศวกรรมพอลเมอร

ภาควชาวทยาการและวศวกรรมวสด บณฑตวทยาลย มหาวทยาลยศลปากร

ปการศกษา 2555 ลขสทธของบณฑตวทยาลย มหาวทยาลยศลปากร

สำนกหอ

สมดกลาง

PREPARATION AND PROPERTIES OF POLYMER BLEND/ BIOGLASS® COMPOSITE

FOR BONE TISSUE ENGINEERING APPLICATION

By

Miss Paai Timasart

A Thesis Submitted in Partial Fulfillment of the Requirements for the Degree

Master of Engineering Program in Polymer Science and Engineering

Department of Materials Science and Engineering

Graduate School, Silpakorn University

Academic Year 2012

Copyright of Graduate School, Silpakorn University

สำนกหอ

สมดกลาง

บณฑตวทยาลย มหาวทยาลยศลปากร อนมตใหวทยานพนธเรอง “ การเตรยมและการศกษาวสดเสรมองคประกอบระหวางพอลเมอรผสม และ Bioglass® สาหรบการประยกตใชในงานวศวกรรมเนอเยอกระดก ” เสนอโดย นางสาวไผ ทมาศาสตร เปนสวนหนงของการศกษาตามหลกสตรปรญญาวศวกรรมศาสตรมหาบณฑต สาขาวชาวทยาการและวศวกรรมพอลเมอร

……........................................................... (ผชวยศาสตราจารย ดร.ปานใจ ธารทศนวงศ)

คณบดบณฑตวทยาลย วนท..........เดอน.................... พ.ศ...........

อาจารยทปรกษาวทยานพนธ 1. อาจารย ดร.ณฐวฒ ชยยตต 2. รองศาสตราจารย ดร.กลยาณ จรศรพงศพนธ 3. อาจารย ดร.นวลอนงค จระกาญจนากจ คณะกรรมการตรวจสอบวทยานพนธ .................................................... ประธานกรรมการ (ผศ. ดร. ณฐกาญจน หงสศรพนธ) ............/......................../.............. .................................................... กรรมการ .................................................... กรรมการ (อาจารย ดร.ณฐวฒ ชยยตต) (อาจารย ดร. นวลอนงค จระกาญจนกจ) ............/......................../.............. ............/......................../.............. .................................................... กรรมการ .................................................... กรรมการ (รศ.ดร. กลยาณ จรศรพงศพนธ) (ผศ.ดร.ศรลกษณ พมประดบ) ............/......................../.............. ............/......................../..............

สำนกหอ

สมดกลาง

ง

52402215 : สาขาวชาวทยาการและวศวกรรมพอลเมอร คาสาคญ : พอลแลคตกแอซด/พอลคคาโปรแลคโตน/Bioglass/วศวกรรมเนอเยอกระดก ไผ ทมาศาสตร : การเตรยมและการศกษาวสดเสรมองคประกอบระหวาง พอลเมอร และ Bioglass® สาหรบการประยกตใชในงานวศวกรรมเนอเยอกระดก. อาจารยทปรกษาวทยานพนธ: อ.ดร.ณฐวฒ ชยยตต, รศ.ดร. กลยาน จรศรพงศพนธ และ อ.ดร. นวลอนงค จระกาณจนากจ. 211 หนา

งานวจยนมจดมงหมายในการศกษาความสามารถของวสดเชง ประกอบของพอลเมอรทสามารถยอยสลายไดทางชวภาพ คอ พอลแลคตกแอซด (PLA) พอลคาโปรแลคโตน (PCL) รวมกบโซเดยมคลอไรด เพอการนาไปประยกตใชเปนวสดทดแทนกระดกในรปแบบของ Scaffold หรอวสดทมความเปนรพรนสง โดยขนรปวสดคอมโพสตระหวางพอลแลคตกแอซด พอลคาโปรแลคโตนในอตราสวน 95:5, 90:10, และ 85:15 แตละอตราสวนเตมโซเดยมคลอไรด (NaCl) ปรมาณ 75 และ 85 เปอรเซนตโดยนาหนก และเตม Bioglass® ปรมาณ 5 10 และ 15 เปอรเซนตโดยนาหนก จากนนนาไปขนรปดวยกระบวนการกดอดดวยความรอน (Hot press) จากนนนาชนงานไปกาจดโซเดยมคลอไรดออกโดยการชะดวยนากลนและนาทปราศจากไอออน (Deionized water) เพอใหชนงานมรพรน ปจจยททาการศกษาในงานวจย ไดแก ผลของอตราสวนระหวางพอลแลคตกแอซด/พอลคาโปรแลคโตน ผลของขนาดและปรมาณโซเดยมคลอไรด และผลของปรมาณ Bioglass® ทมตอสมบตเชงกล สมบตทางความรอน รวมถงศกษาความเปนพษตอเซลล (Cytotoxicity) และความสามารถในการใหเซลลเกาะตดและเตบโต (Cell attachment and cell proliferation) ของชนงาน จากการศกษาสมบตทางความรอนดวยเทคนค Differential scanning calorimetry (DSC)

พบวา ปจจยทสนใจนนไมสงผลตอคา Tg, Tm เลกนอย แตการผสมดวย PCL และ NaCl จะสงผลใหทาใหปรมาณผลกเพมขน สาหรบการทดสอบดวยเทคนค Thermogravimetric analysis (TGA) พบวา ปรมาณของ NaCl สงผลตออณหภมสลายตวของตวอยาง โดยเมอปรมาณของ NaCl เพมขนอณหภมสลายตวของตวอยางจะลดลง เชนเดยวกบการเตม Bioglass® จากการศกษาดวยเทคนค Scanning electron microscope (SEM) พบวา ชนงานมรพรนการกระจายอยอยางทวถงและมการเชอมตอกนของรพรน ลกษณะและขนาดของรพรนทเกดขนจะขนอยกบลกษณะของอนภาคโซเดยมคลอไรด ปรมาณของรพรนเพมขนเมอเพมปรมาณโซเดยมคลอไรด สาหรบการเตม Bioglass® นนไมสงผลตอขนาด รปราง และการกระจายของรพรน จากการศกษาสมบตเชงกลพบวา คาโมดลส (Compressive modulus) และความแขงแรง (Sttength) ลดลงเมอมปรมาณโซเดยม

สำนกหอ

สมดกลาง

จ

คลอไรดเพมขน เชนเดยวกบการเตม Bioglass® สวนขนาดของอนภาคโซเดยมคลอไรดสงผลตอสมบตเชงกลเพยงเลกนอย และจากการศกษาความเปนพษตอเซลล พบวา การเตม Bioglass® นนสงผลตอความเปนพษตอเซลล โดยเมอปรมาณ Bioglass® แตเพมขนวสดจะมความเปนพษตอเซลลมากขน แตทอตราสวนของ Bioglass® เปน เปอรเซนตโดยนาหนกนน พบวา ชนงานยงคงมความเปนพษตอเซลลนอย สามารถนาไปประยกตใชในงานเกยวกบวศวกรรมเนอเยอได

ภาควชาวทยาการและวศวกรรมวสด บณฑตวทยาลย มหาวทยาลยศลปากร ปการศกษา 2555 ลายมอชอนกศกษา........................................ ลายมอชออาจารยทปรกษาวทยานพนธ 1. ....................................... 2. ………………………….

3. ....................................... ส

ำนกหอสมดกลาง

ฉ

51402227 : MAJOR : POLYMER SCIENCE AND ENGINEERING KEYWORDS : POLY(LACTIC ACID)/POLYCAPROLACTONE/BIOGLASS/BONE TISSUE

ENGINERRING PAI TIMASART : PREPARATION AND PROPERTIES OF POLYMER/BIOGLASS® COMPOSITE FOR BONE TISSUE ENGINEERING APPLICATION . THESIS ADVISOR : NUTTAWUT CHAIYUT,Ph.D., ASST.PROF.DR.KALYANEE JIRASRIPONGPUN AND NUANANONG JIRAKANJANAKIT,Ph.D. 211 pp.

Poly lactic acid (PLA) and polycarprolactone (PCL) are well known as biopolymer for tissue engineering application such as bone scaffold. In this study, poly lactic acid (PLA) polycarprolactone (PCL) were prepared by solution blending in ratio of 95:5, 90:10 and 85:15 between preparation Sodium chloride were added for 75, 85, and 95%wt also Bioglass® were added for 5, 10, and 15%wt. After blending sample were moldings by compression process then removed sodium chloride by salt leaching process, rinsing with distilled water and Deionized water in order to provide a high porous materials. Factors that have been study is, size and volume of sodium chloride, ratio of poly lactic acid / polycarprolactone, that effect on mechanical property, thermal property, cytocompatibility, cell attachment and cell proliferation ability. The results from Thermogravimetric analysis (TGA) showed that degradation temperature decrease with increasing volume of sodium chloride as same as increasing volume of bioglass but size of sodium chloride and ratio of polylactic acid / poly polycarprolactone is not affect on degradation temperature. The result from Differential Scanning Calorimeters (DSC) showed that interested factors have negligible effect on glass transition temperature (Tg) and melting temperature (Tm) except blending with polycaprolactone and adding NaCl that make increasing in crystallinity. The results from Scanning electron microscope (SEM) and the study of porosity found that the greater amount of sodium chloride resulting in increased porosity and pore interconnect of sample. The morphology of porous depends on physical structure of sodium chloride. Moreover, adding bioglass® has not affect on porosity and pore characteristic. The results from study of mechanical properties (Compressive mechanical properties) showed that modulus and strength are reduction with increase content of sodium chloride and bioglass® increased and size of sodium chloride is not affect on this property. The results from study of cytoxicity found that samples without bioglass® are not toxic to cell but toxicity increasing with increased bioglass® content. The result show that samples without bioglass® and samples with bioglass® content at 5%wt can applied to use in bone tissue engineering application. Department of Materials Science and Engineering Graduate School, Silpakorn University Academic Year 2012 Student's signature ...................................................

Thesis Advisor's signature 1. …………………………… 2. ......................................... 3. .........................................

สำนกหอ

สมดกลาง

ช

กตตกรรมประกาศ

งานวจยและวทยานพนธฉบบนสาเรจลลวงไดดวยความชวยเหลอจากบคคลหลายทาน ตองขอขอบพระคณอาจารย ดร.ณฐวฒ ชยยตต อาจารยทปรกษาหลก รองศาสตราจารย ดร.กลยาณ จรศรพงศพนธ และ อาจารย ดร. นวลอนงค จระกาณจนากจ อาจารยทปรกษารวมของงานวจยน สาหรบคาแนะนา การชแนะแนวทางในการดาเนนงาน และแนวทางสาหรบการแกไขปญญาในงานวจยเสมอมา ทาใหสามารถดาเนนงานวจยไดสาเรจลลวงตามวตถประสงคทวางไว ขอขอบคณทนการศกษาและทนสนบสนนจากภาควชาวทยาการและวศวกรรมวสด คณะวศวกรรมศาสตรและเทคโนโลยอตสาหกรรม มหาวทยาลยศลปากรและศนยความเปนเลศดานปโตรเคมแลวสด ภายใตโครงการพฒนาบณฑตศกษาและวจยดานวทยาศาสตรและเทคโนโลย สานกงานคณะกรรมการการอดมศกษา ขอขอบพระคณคณพนจ เจยนระลก นกวทยาศาสตรประจาภาควชาวทยาการและวศวกรรมวสด ผใหความชวยเหลอและอานวยความสะดวกในการจดเตรยมอปกรณ สารเคมตางๆ เครองมอทใชในการวจย ตลอดจนวธการในการใชเครองมอตางๆ คณวฑรย วรรธนะนตย นกวทยาศาสตรประจาศนยเครองมอวจยวทยาศาสตรและเทคโนโลย คณะวทยาศาสตร มหาวทยาลยศลปากร สาหรบการใหความชวยเหลอในการวเคราะหตวอยางดวยเทคนค Scanning Electron Microscope (SEM) คณจนตนา ชานญมนญธรรม นกวจยประจาศนยวเคราะหและทดสอบวทยาลยปโตรเลยมและปโตรเคม จฬาลงกรณมหาวทยาลย สาหรบการใหความชวยเหลอในการวเคราะหตวอยางดวยเทคนค Surface area analysis นอกจากนขอขอบคณพๆทกทานทสานกงานภาควชาทชวยอานวยความสะดวกในดานการเงนและเอกสารตางๆ ขอบคณเพอนๆ พๆ นองๆ ทกคนทคอยชวยเหลอ ใหคาปรกษา แบงปนความสนกสนานและเปนกาลงใจใหเสมอมา และสดทายนขอกราบขอบพระคณคณพอและคณแม ทคอยเลยงดและอบรมสงสอนขาพเจาอยางดทสดและเปนกาลงใจใหขาพเจาเสมอมา

สำนกหอ

สมดกลาง

ซ

สารบญ หนา บทคดยอภาษาไทย ง

บทคดยอภาษาองกฤษ ฉ

กตตกรรมประกาศ ช

สารบญตาราง ฎ สารบญภาพ ฐ

บทท

1 บทนา 1

ความเปนมาและความสาคญของปญหา 1

วตถประสงคของงานวจย 3

แนวคดและสมมตฐานของงานวจย 3

ขอบเขตและวธการดาเนนการวจยโดยสงเขป 3

ขนตอนการดาเนนงานวจย 4

ผลทคาดวาจะไดรบ 5

2 เอกสารและงานวจยทเกยวของ 6 ความรทวไปเกยวกบระบบกลามเนอโครงกระดก 6

โครงสรางของกระดก 6

ชนดของกระดก 6

ความรทวไปเกยวกบวศวกรรมเนอเยอกระดก 8

คณสมบตของโครงรางกระดกอดมคต 8

เทคนคในการเตรยมโครงรางกระดก 10 การหลอขนรปโดยใชตวทาละลาย และ การชะลางอนภาค 10 การขนรปโดยการหลอมเหลว 11

การอดรด 12 การทาแหงแบบแชเยอกแขง 12

การแยกเฟส 13

วสดสาหรบโครงรางกระดกในปจจบน 14

โครงรางกระดกจากแคลเซยมฟอสเฟต (CaPs) และเซรามค 15

โครงรางกระดกจาก Bioglass® 15

สำนกหอ

สมดกลาง

ฌ

บทท หนา โครงรางกระดกจากพอลเมอร 16

โครงรางกระดกจากวสดเชงประกอบ 16 โครงรางกระดกจากโลหะ 16 Bioglass 17 การผลต Bioglass 45S5 18 พอลแลคตกแอซด 19 สมบตของพอลแลคตกแอซด 21 สมบตการละลาย 21

สมบตทางกายภาพและเคม 22

การเสอมสภาพของพอลแลคตกแอซด 22

พอลคารโปแลคโตน 24

สมบตทางกายภาพและเคม 25

พอลคารโปแลคโตนกบชวการแพทย 25

พอลเมอรผสมระหวางพอลแลคตกแอซดและพอลคารโปแลคโตน 26

3 วธดาเนนงานวจย 29

สารเคมทใชในการทดลอง 29

เครองมอและอปกรณทใชในการทดลอง 30

เครองมอทใชในการวเคราะห 32

วธการดาเนนงานวจย 32

การเตรยมวสดเชงประกอบระหวาง PLA/PCL/salt/Bioglass® 32

การขนรป scaffold ดวยวธการกดอด 3

การทดสอบสมบตเชงกลดวยเครอง Universal testing machine 3

การศกษาสมบตทางความรอน 3

การศกษาขนาด รปราง และการกระจายตวของรพรน 3

การศกษาความหนาแนนและปรมาณรพรน 3

การศกษาความเปนพษตอเซลลโดยวธ MTT assay 3

4 ผลการทดลองและวจารณผลการทดลอง 3

ผลจากปรมาณพอลคารคารโปแลคโตน 3

ผลจากปรมาณพอลคารคารโปแลคโตนทมตอลกษณะทางกายภาพ 3

สำนกหอ

สมดกลาง

ญ

บทท หนา ผลจากปรมาณพอลคารคารโปแลคโตนทมตอสมบตทางความรอน ผลจากปรมาณพอลคารคารโปแลคโตนทมตอสมบตเชงกล 4 ผลจากปรมาณโซเดยมคลอไรด 4 ผลจากปรมาณโซเดยมคลอไรดทมตอลกษณะทางกายภาพ 4 ผลจากปรมาณโซเดยมคลอไรดทมตอสมบตทางความรอน 4 ผลจากปรมาณโซเดยมคลอไรดทมตอสมบตเชงกล 4 ผลจากขนาดอนภาคโซเดยมคลอไรด ผลจากขนาดอนภาคโซเดยมคลอไรดทมตอลกษณะทางกายภาพ ผลจากขนาดอนภาคโซเดยมคลอไรดทมตอสมบตทางความรอน 5 ผลจากขนาดอนภาคโซเดยมคลอไรดทมตอสมบตเชงกล 5 การทดสอบความเปนพษตอเซลลของวสด 5 ผลจากปรมาณ Bioglass® 5 ผลจากปรมาณ Bioglass® ทมตอลกษณะทางกายภาพ 5 ผลจากปรมาณ Bioglass® ทมตอลกษณะสมบตทางความรอน 6 ผลจากปรมาณ Bioglass® ทมตอลกษณะสมบตเชงกล 6 การทดสอบความเปนพษตอเซลลของวสด 5 สรปผลการทดลองและขอเสนอแนะ

สรปผลการทดลอง

ขอเสนอแนะ

บรรณานกรม

ภาคผนวก ภาคผนวก ก เครองมอทใชในงานวจย 6 ภาคผนวก ข สตรการคานวณ 89 ภาคผนวก ค ขอมลทไดจากการทดสอบชนงานงานวจย 2 ประวตผวจย 2 2

สำนกหอ

สมดกลาง

ฎ

สารบญตาราง

ตารางท หนา 2.1 สมบตเชงกล ของ PLA………………..……………………………... 22

4.1 ความหนาแนนของพอลเมอรผสมจากการคานวณทมอตราสวนของ PCL

ตางๆกน…………………………………………………………………. 4.2 อณหภมสลายตวของพอลเมอรผสมทมอตราสวนของ PCL ตางๆกน ………

.3 อณหภมเปลยนสถานะคลายแกว (Tg) อณหภมการเกดผลก (Tc) อณหภมหลอมเหลว (Tm) และปรมาณผลก (Crystallinity) ของพอลเมอรผสมทอตราสวนของ PCL ตางกน…………………………………………………… 4

4.4 ความหนาแนนของพอลเมอรผสมทมอตราสวนของ PCL NaCl ตางๆกนและขนาดอนภาค NaCl เปน - μm…………………………………………

4.5 อณหภมสลายตวของพอลเมอรผสมทมอตราสวนของ PCL NaCl ตางๆกน และขนาด NaCl เปน - μm………………………..……………………

4. อณหภมเปลยนสถานะคลายแกว (Tg) อณหภมการเกดผลก (Tc) อณหภมหลอมเหลว (Tm) และปรมาณผลก (Crystallinity) ของพอลเมอรผสมทมอตราสวนของ PCL NaCl ตางๆกน และขนาดอนภาค NaCl เปน - μm

4. ความหนาแนนของตวอยางทมอตราสวนของ PCL NaCl และขนาดอนภาค NaCl ตางๆกน………………………..………………………………………

4. อณหภมสลายตวของพอลเมอรผสมทมอตราสวนของ PCL NaCl และขนาดอนภาค NaCl ตางๆกน………………………..………………………………

4. อณหภมเปลยนสถานะคลายแกว (Tg) อณหภมการเกดผลก (Tc) อณหภมหลอมเหลว (Tm) และปรมาณผลก (Crystallinity) ของพอลเมอรผสมทมอตราสวนของ PCL NaCl และขนาดอนภาค NaCl ตางๆกน…………………

4. แสดงความหนาแนนของพอลเมอรผสมทมอตราสวนปรมาณ PCL และ Bioglass® แตกตางกนและมปรมาณ NaCl75%โดยนาหนก ขนาดอนภาค 250-150 μm…………………………………………………………………

สำนกหอ

สมดกลาง

ฏ

ตารางท หนา .1 อณหภมสลายตวของพอลเมอรผสมทอตราสวนปรมาณ PCL และ Bioglass®

แตกตางกนและมปรมาณ NaCl 75%โดยนาหนก ขนาดอนภาค 250-150 μm

.1 อณหภมเปลยนสถานะคลายแกว (Tg) อณหภมการเกดผลก (Tc) อณหภม

หลอมเหลว (Tm) และปรมาณผลก (Crystallinity) ของพอลเมอรผสมทมอตราสวนปรมาณ PCL และ Bioglass® แตกตางกนและมปรมาณ NaCl 75%

โดยนาหนก ขนาดอนภาค 250-150 μm………………………………………

สำนกหอ

สมดกลาง

ฐ

สารบญภาพ ภาพท หนา

2. Compact และ spongy bone ของกระดกโคนขา………………………………... 6 2.2 Woven bone และ lamella bone………………………………………………... 7 2.3 โครงสรางของกรดแลคตก…………………………………………………….. 19 2. การสงเคราะหพอลแลคตกแอซดจากรดแลคตกชนดแอลและด……………….. 20 2.5 การสงเคราะหพอลคารโปแลคโตน……………………………………………. 24 2. ภาพผวรอยแตกของวสดเชงประกอบ PLLA/PCL โดย (a) PLLA

(b) PLLA/PCL และ (c) PLLA/PCL ……………………………………….. 2 4.1 SEM micrographs ของผวภาคตดขวางของตวอยาง: (a) neat PLA 75%wt NaCl

ขนาดอนภาค 355-250 μm (b) PLA:PCL 95:5 75%wt NaCl ขนาดอนภาค 355-250 μm (c) PLA:PCL 90:10 75%wt NaCl ขนาดอนภาค 355-250 μm (d) PLA:PCL 85:15 75%wt NaCl ขนาดอนภาค 355-250 μm……………… 38

4.2 ขนาดรพรนเฉลยของพอลเมอรผสมทมอตราสวนของ PCL ตางๆกน………… 38 4.3 ปรมาณรพรนของพอลเมอรผสมทมอตราสวนของ PCL ตางๆกน…………… 39 4.4 คา Specific strength (MPa/g) ของพอลเมอรผสมทมปรมาณ PCL แตกตาง

กน……………………………………………………………………………… 42 4.5 คา Specific modulus (MPa/g) ของพอลเมอรผสมทมปรมาณ PCL แตกตาง

กน…………………….……….……….……….……….……….……….…… 43 4.6 SEM micrographs ของผวภาคตดขวางของตวอยาง: (a) neat PLA 75%wt NaCl

ขนาดอนภาค 355-250 μm (b) PLA:PCL 95:5 75%wt NaCl ขนาดอนภาค 355-250 μm (c) PLA:PCL 90:10 75%wt NaCl ขนาดอนภาค 355-250 μm (d) PLA:PCL 85:15 75%wt NaCl ขนาดอนภาค 355-250 μm (e) neat PLA 85%wt NaCl ขนาดอนภาค 355-250 μm (f) PLA:PCL 95:5 85%wt NaCl ขนาดอนภาค 355-250 μm (g) PLA:PCL 90:10 85%wt NaCl ขนาดอนภาค 355-250 μm (h) PLA:PCL 85:15 85%wt NaCl ขนาดอนภาค 355-250 μm 44

4.7 ปรมาณรพรนของ neat PLA ทมปรมาณและขนาดอนภาค NaCl ตางๆกน…… 45 4.8 คา Specific strength (MPa/g) ของพอลเมอรผสมทมปรมาณ NaCl ตางๆกน… 9

สำนกหอ

สมดกลาง

ฑ

ภาพท หนา 4.9 คา Specific modulus (MPa/g) ของพอลเมอรผสมทมปรมาณ NaCl ตางๆกน… 49 4.10 SEM micrographs ของผวภาคตดขวางของตวอยาง: (a) neat PLA 75%wt NaCl

ขนาดอนภาค 355-250 μm (b) neat PLA 75%wt NaCl ขนาดอนภาค 250-150 μm (c) neat PLA 75%wt NaCl ขนาดอนภาค 150-106 μm………… 50

4.11 ขนาดรพรนเฉลยของ neat PLA ทมปรมาณและขนาดอนภาค NaCl ตางๆกน 1 4.12 ปรมาณรพรนของ neat PLA ทมปรมาณและขนาดอนภาค NaCl ตางๆกน…… 2 4.13 คา Specific strength (MPa/g) ของ neat PLA ทมขนาดและปรมาณ NaCl

ตางๆกน………..……..……..……..……..……..……..……..……..……..… 6 4.14 คา Specific modulus (MPa/g) ของ neat PLA ทมขนาดและปรมาณ NaCl

ตางๆกน……………………………………………………………………… 57 4.15 ผลการทดสอบความเปนพษของตวอยางทมอตราสวนของ PCL ตางๆกน

ปรมาณ NaCl เปน % โดยนาหนก ขนาดอนภาคของ NaCl - μm… 58 4.16 ภาพท 4.1 SEM micrographs ของผวภาคตดขวางของตวอยาง: (a) neat PLA

75%wt NaCl ขนาดอนภาค 250-150 μm 5%Bioglass® (b) PLA:PCL 95:5 75%wt NaCl ขนาดอนภาค 250-150 μm % Bioglass® (c) PLA:PCL 90:10 75%wt NaCl ขนาดอนภาค 250-150 μm 5% Bioglass® (d) PLA:PCL 85:15 75%wt NaCl ขนาดอนภาค 250-150 μm 5% Bioglass®…………………… 59

4.17 สเปคตรมจากการทดสอบดวยเทคนค EDX ของตวอยาง: (a) neat PLA 75%wt NaCl ขนาดอนภาค 250-150 μm 5%Bioglass® (b) neat PLA 75%wt NaCl ขนาดอนภาค 250-150 μm 10%Bioglass® (c) neat PLA 75%wt NaCl ขนาดอนภาค 250-150 μm 15%Bioglass®………………………………………… 60

4.18 ขนาดรพรนเฉลยของพอลเมอรผสมทมอตราสวนปรมาณ PCL และ Bioglass® แตกตางกนและมปรมาณ NaCl 75%โดยนาหนก ขนาดอนภาค 250-150 μm…. 1

4.19 ปรมาณรพรนเฉลยของพอลเมอรผสมทมอตราสวนปรมาณ PCL และ Bioglass® แตกตางกนและมปรมาณ NaCl75%โดยนาหนก ขนาดอนภาค 250-150 μm….….….….….….….….….….….….….….….….….….….……. 2

สำนกหอ

สมดกลาง

ฒ

ภาพท หนา 4.20 คา Specific strength ของพอลเมอรผสมทมอตราสวนของ PCL และ Bioglass®

ตางๆกนปรมาณ NaCl เปน % โดยนาหนก ขนาดอนภาคของ NaCl - μm…………………………………………………………………… 7

4.21 คา Specific modulus ของพอลเมอรผสมทมอตราสวนของ PCL และ Bioglass® ตางๆกน ปรมาณ NaCl เปน % โดยนาหนก ขนาดอนภาคของ NaCl - μm……………………………………………………………… 68

. การทดสอบความเปนพษของตวอยางทมอตราสวนของ PCL ตางๆกน ปรมาณ NaCl เปน % โดยนาหนก ขนาดอนภาคของ NaCl - μm และ ปรมาณ Bioglass® เปน % โดยนาหนก………………………………… 9

. ผลการทดสอบความเปนพษของตวอยางทมอตราสวนของ PCL ตางๆกน ปรมาณ NaCl เปน % โดยนาหนก ขนาดอนภาคของ NaCl - μm และ ปรมาณ Bioglass® เปน % โดยนาหนก……………………………… 70

. ผลการทดสอบความเปนพษของตวอยางทมอตราสวนของ PCL ตางๆกน ปรมาณ NaCl เปน % โดยนาหนก ขนาดอนภาคของ NaCl - μm และ ปรมาณ Bioglass® เปน % โดยนาหนก……………………………… 70

สำนกหอ

สมดกลาง

1

บทท

บทนา 1.1 ความเปนมาและความสาคญของปญหา

วสดทดแทนกระดก (Bone substituted materials) ถกนามาใชอยางกวางขวางเพอเปนกระดกเสรมในการรกษาผปวยทมการสญเสยกระดกไมวาเนองมาจากโรค เนองอก หรออบตเหตกตาม วสดทดแทนกระดกทดจะตองเขากบเซลลรางกายมนษยได (Biocompatible) และทสาคญตววสดจะทาหนาทเปนโครงรางเพอชวยใหเกดการสรางกระดกใหมขน การทางานของวสดทดแทนกระดกทปลกใสเขาไปในรางกายนนมหนาทกระตนใหรางกายสรางกระดกขนใหมโดยรอบบรเวณทวางกระดกปลก หรอมการงอกเขาไปแทนทในชนกระดกปลก ซงสรรวทยาของกระดกในภาวะปกตจะมการละลายกระดกจากผวในกระดกและมการสรางกระดกใหมทผวภายนอก โดยวธนกจะทาใหกระดกเจรญมขนาดใหญขน การทกระดกหกกลบเขาสสภาพปกตเปนการสรางกระดกขนใหมเชอมสนทจนไมมรอยแผลตรงสวนทหก การตดของกระดกปลกจะเหนหลอดเลอดเกดขนใหมในเนอกระดกปลกทใสเขาไปในรางกายเพอเปนทางนาเซลลเขาไปสรางและทาลายเนอกระดกในเวลาเดยวกน ดงนนอาจกลาวไดวาลกษณะทกระดกปลกตดเรวหรอชาขนอยกบการเกดหลอดเลอดในเนอกระดกปลกทใสเขาไปและปจจยสาคญอกประการหนงคอสภาพของกระดกปลกและกระดกเดมทวางกระดกปลกลงไปนนมเลอดหลอเลยงดหรอไม วธสรางกระดกแทนทกระดกปลก (Osteoconduction) หมายถงการทกระดกปลกทาหนาทเปนตวโครงใหกระดกใหมสรางขนแทนทสวนการทกระดกปลกเหนยวนาใหมการสรางกระดกขนใหม (Osteoinduction) คอ การทกระดกปลกทาหนาทเปนตวกระตนใหสวนกระดกของรางกายผปวยทอยบรเวณใกลเคยงสรางกระดกขนโดยรอบกระดกปลก [2, 3]

การใชวสดทสามารถยอยสลายตวเองได (วสดทสามารถยอยสลายไดทางชวภาพ)ภายหลงจากทาหนาทตามทไดรบการออกแบบเสรจสนแลวนนจะทาใหแพทยไมตองผาตดเปนครงทสองเพอนาเครองมอแพทยทใชงานในการรกษาออกจากรางกายผปวย ซงจะเปนประโยชนทงตอตวผปวยและแพทย คอผปวยไมตองมคาใชจายเพมขน ไมตองเจบตวจากการผาตดเพมขน ไมตองเสยงกบการผาตด

สำนกหอ

สมดกลาง

2

เพมเตมและไมตองเสยเวลา ในขณะเดยวกนแพทยไมตองเสยเวลาในการรกษาผปวยเพอทาการผาตดนาเครองมอแพทยออก นอกจากประโยชนในดานการลดจานวนการผาตดแลว ประโยชนของพลาสตกสลายตวไดอกขอทนาสนใจคอ เมออปกรณประเภทนเกดการสลายตวไปเรอย ๆ จะทาใหแรงทปกตถกแบกรบดวยอปกรณนจะคอยๆเปลยนมาสงผานไปยงเนอเยอในบรเวณโดยรอบ เชน กระดก เพมมากขนเรอย ๆ ทาใหเนอเยอในบรเวณดงกลาวมการฟนสภาพไดดกวาการใชอปกรณจาพวกโลหะทมความแกรงสงแตแรงไมสามารถถายเทไปยงเนอเยอโดยรอบได ทาใหเนอเยอมความออนแอ ปจจบนพลาสตกทไดรบการพฒนาและนาไปผลตเปนผลตภณฑทางการคานน มกอยในกลมของพอลเอสเทอรทงประเภทโฮโมพอลเมอร และโคพอลเมอรของแลกไทดและไกลโคไลด พอลคาโปรแลกโตน (Poly-

-caprolactone) และพอลไดออกซาโนน (Polydioxanone) โดยวสดทเหมาะสมควรเปนวสดความเขากนไดระหวางวสดและเซลล รวมทงควรมสมบตทางกายภาพ เชงกล และทางเคมทเหมาะสมดวย [4, 5]

Poly(lactic acid) (PLA) หรอ Polylactide เปนพอลเมอรทจดอยในประเภท Aliphatic polyester ซงไดจากกรดแลคตก (Lactic acid) ทสามารถผลตไดจากแหลงวตถดบทางธรรมชาตทสามารถสรางขนมาใหมทดแทนไดโดยกระบวนการหมก PLA นบเปนเทอรโมพลาสตกชนดหนงทมสมบตเชงกลและสมบตทางความรอนทด สามารถยอยสลายไดทางชวภาพรวมถงยอยสลายไดในรางกายมนษย โดยผลผลตทเกดจากการยอยสลาย (คอ แลคตก แอซด และ โอลโกเมอร) ซงมความเปนพษตอรางกายมนษยและสงแวดลอมนอยมากดงนนจงมความเปนเหมาะสมทจะนาใชงานทางดานการแพทย [7, 10]

Polycaprolactone (PCL) เปนพอลเมอรทสามารถยอยสลายทางชวภาพและจดอยในประเภทพอลเอสเทอรเชนเดยวกบ PLA แตมสมบตเชงกลสงกวา และมการนามาใชในงานดานการแพทยอยางกวางขวางในการเปนวสดทใชปลกถายเขาในรางกายและมอายการใชงานมากกวา PLA เนองจากมอตราการสลายตวชากวา [6]

Bioglass® เปนวสดเซรามกทางชวภาพ (Bioceramic) ทถกนามาใชในงานทางดานวศวกรรมเนอเยอกระดกอยางกวางขวาง เนองจากมสมบตความเขากนไดทางชวภาพกบรางกาย และสามารถยอยสลายไดเมออยในรางกาย โดยอาจนามาใชในการเคลอบผวของโลหะเพอเพมความเขากนไดทางชวภาพ (Biocompatible) หรอนามาใชเปนองคประกอบในวสดเชงประกอบกบพอลเมอร ซงจะทาใหทงเขากนไดทางชวภาพและสมบตเชงกลของพอลเมอรดขน นอกจากนนเนองจากมองคประกอบของแคลเซยมซงสามารถเปลยนเปนไฮดรอกซอะพาไทดซงเปนองคประกอบเดยวกนกบกระดกตามธรรมชาต สงผลใหสามารถเหนยวนาใหเกดกระดกขนมาทดแทนกระดกทสญเสยไดรวดเรวยงขนอกดวย [8, 14]

สำนกหอ

สมดกลาง

3

1.2 วตถประสงคของงานวจย 1.2.1 เตรยมวสด เสรมองคประกอบระหวางพอลแลคตกแอซด /พอลคาโปรแลค

โตน/Bioglass® 1.2.2 ศกษาผลของปรมาณโซเดยมคลอไรด พอลคาโปรแลคโตน และ Bioglass® ทมตอ

สมบตของวสดทเตรยมได 1.2.3 ศกษาสมบตของวสดทเตรยมไดสาหรบการใชในงานเกยวกบวสดทดแทนกระดก

1.3 แนวคดและสมมตฐานของงานวจย

พอลแลคตกแอซด (PLA) และ พอลคาโปรแลคโตน (PCL) เปนพอลเมอรทสามารถยอยสลายไดทางชวภาพโดยไมเปนพษตอรางกาย มสมบตเชงกลสง แตไมสามารถเขากนได ดงนนเมอนาพอลเมอรทงสองชนดมาผสมเขาดวยกนจะใหชนงานทมความขรขระ เหมาะกบการนาไปใชเปนวสดทดแทนกระดกเนองจากจะทาใหเซลลสามารถเขามาเกาะไดงาย และเนองจากวสดทดแทนกระดกทดจะตองเปนวสดทมรพรนสง จงทาใหเกดรพรนในชนงานโดยใชกระบวนการกาจดเกลอ (salt leaching) นอกจากนนยงเพมสวนของ Bioglass® ซงมองคประกอบสวนใหญเปนแคลเซยมซงสามารถเหนยวนาใหเซลลกระดกสามารถเจรญบนชนงานไดเรวขนอกดวย

1.4 ขอบเขตและวธการดาเนนการวจยโดยสงเขป 1.4.1 ศกษาสมบตทางความรอน สมบตเชงกล และลกษณะรพรน ของโครงรางกระดกของ

พอลเมอรผสมระหวาง PLA/PCLในสดสวน 95/5 90/10 และ 85/15 wt% เพอหาสดสวนของPLA/PCL รวมทงขนาดและปรมาณของโซเดยมคลอไรดเหมาะสมในการเตรยมวสดเสรมองคประกอบของ พอลแลคตกแอซด/พอลคาโปรแลคโตน/Bioglass®

1.4.2 ศกษาสมบตทางความรอน สมบตเชงกล ลกษณะรพรน ความเปนพษตอเซลล รวมถงความสามารถในการใหเซลลเกาะตดและเพมจานวนของโครงรางกระดกของวสดเสรมองคประกอบของพอลแลคตกแอซด/พอลคาโปรแลคโตน/Bioglass®โดยใชปรมาณ Bioglass®เปน 5 10 และ 15 wt% เพอนามาประยกตใชในงานเกยวกบวสดทดแทนกระดก

สำนกหอ

สมดกลาง

4

1.5 ขนตอนการดาเนนงานวจย 1.5.1 ศกษาและรวบรวมขอมลงานวจยทเกยวของ 1.5.2 ออกแบบวธการทดลองและวางแผนการวจย 1.5.3 จดหาอปกรณและสารเคมตางๆทใชในการวจย 1.5.4 ดาเนนการวจย สวนท 1 เตรยมพอลเมอรผสมระหวาง PLA/PCL 1.5.4.1 เตรยมพอลเมอรระหวาง PLA/PCL อตราสวน 95/5 90/10 และ 85/15 โดย

นาหนก ซงผสม โซเดยมคลอไรดขนาดอนภาค 355-250 250-250 และ 150-106μm ปรมาณ 75 และ 85 %โดยนาหนก ดวยวธการผสมแบบสารละลาย (Solution blending)

1.5.4.2 ขนรปชนงานใหอยในรปแบบทรงกระบอกดวยกระบวนการอดขนรป (Compression molding)

1.5.4.3 นาชนงานทไดไปผานกระบวนการชะลางเกลอ (salt leaching) เพอละลายโซเดยมคลอไรดออกจากชนงาน ใหชนงานเกดเปนชนงานทมรพรน

1.5.4.4 ศกษาสมบตทางความรอน สมบตเชงกล ลกษณะรพรน และความเปนรพรนของชนงาน

1.5.4.5 เลอกชนงานทมอตราสวนของ PLA/PCL รวมถงปรมาณและขนาดของ NaClทมสมบตทางความรอน สมบตเชงกล ลกษณะรพรน และความเปนรพรน เหมาะสมเพอนามาใชเปนอตราสวนพนฐานในการผสม Bioglass® สาหรบเตรยมวสดเชงประกอบตอไป

สวนท 2เตรยมวสดเชงประกอบระหวาง PLA/PCL/Bioglass® 1.5.4.6 เตรยมพอลเมอรผสมระหวาง PLA/PCL ในอตราสวนทเลอกจากการทดสอบ

ในสวนท 1 ผสม Bioglass® ขนาดอนภาคประมาณ 53 μm ปรมาณ 5 10 และ 15 %โดยนาหนก ดวยวธการผสมแบบสารละลาย

1.5.4.7 ศกษาสมบตทางความรอน สมบตเชงกล ลกษณะรพรน ความเปนรพรนของชนงาน รวมถงความเปนพษตอเซลลและความสามารถใหเซลลเกาะตดและเพมจานวนเซลลได

สำนกหอ

สมดกลาง

5

1.6 ผลทคาดวาจะไดรบ 1.6.1 สามารถเตรยมวสดเสรมองคประกอบระหวางพอลแลคตกแอซด/พอลคาโปรแลค

โตน/Bioglass® ได 1.6.2 ทราบผลของการใชระบบพอลเมอรผสม รวมถงผลของปรมาณพอลคาโปรแลคโตน

โซเดยมคลอไรด และ Bioglass® ทมตอสมบตของวสด 1.6.3 สามารถนาขอมลของวสดทไดเพอนาไปประยกตใชในงานทางวศวกรรมเนอเยอ

กระดกตอไป

สำนกหอ

สมดกลาง

6

บทท 2 เอกสารและงานวจยทเกยวของ

2.1 ความรทวไปเกยวกบระบบกลามเนอโครงกระดก (Musculokeletal system) [1] ระบบโครงกระดก (Skeletal system) เปนระบบสาคญตอการดารงชวตเนองจากมบทบาทในการ

เคลอนไหวของสงมชวต อกทงเปนแหลงสะสมและควบคมสมดลของแรธาต (Mineral homeostasis)

นอกจากนกระดกยงเปนแหลงสรางเมดเลอด เปนปราการปองกนอวยวะภายใน และเปนตวควบคมลกษณะรปรางภายนอกของมนษย

2.1.1 โครงสรางของกระดก

2.1.2.1 Cortical หรอ Compact bone คอ กระดกสวนทอยดานนอก ประกอบดวย Lamella

หรอ Mature bone เรยงตวลอมรอบหลอดเลอดเปนโครงสรางทเรยกวา “Haversian system”

2.1.2.2 Cancellousหรอ Spongy bone คอ กระดกสวนทอยดานใน ประกอบดวย Lamella

bone ทเรยงตวลกษณะ Trabeculae สานไปมาลอมรอบชองวางซงเปนบรเวณทอยของ Bone marrow

ภาพท 2.1 Compact และ Spongy bone ของกระดกโคนขา

2.1.2 ชนดของกระดก

กระดกแบงเปนสองชนดตามการจดเรยงตวของ Type I collagen (ภาพท 2.2) ไดแก

7

2.1.2.1 Woven bone เปนกระดกในระยะแรก การเรยงตวของ Type I collagen ทสรางจาก Osteoblast จะไมมระเบยบไรทศทาง ทาใหม Mineralization ทไมเปนระเบยบ โดยปกตแลวกระดกชนดนจะพบในทารก และกระดกบรเวณ Growth plate ขอดของกระดกชนดนคอถกสรางไดอยางรวดเรว และสามารถทนทานตอแรงกระทาไดทกทาง สาหรบในผใหญหากพบกระดกชนดนบงบอกวามพยาธสภาพเกดขน แตทงนไมไดมความจาเพาะกบพยาธสภาพชนดใดชนดหนง

2.1.2.2 Lamella bone เปนกระดกทมการเรยงตวของ Collagen และม Mineralization ทเปนระเบยบกระดกชนดนจะถกสรางแทนท Woven bone ขณะเจรญเตบโต กระดกจะถกสรางอยางชาๆแตจะมความแขงแรงกวา Woven bone จะพบกระดกชนดนในผใหญ

ภาพท 2.2 Woven bone (บรเวณดานบน) และ Lamella bone (บรเวณดานลาง)

เมอการพฒนาของกระดกของมนษยสมบรณ (Bone maturity) กระดกจะยงคงมการสลายและสรางใหมอยตลอดเวลาเรยกวา “Remodeling” และจะมการสะสมมวลกระดกสงสด (Peak bone mass)

ในวยผใหญตอนตนการสะสมมวลกระดกสงสดนขนอยกบหลายปจจยไดแก ภาวะโภชนาการ ชนดของ Vitamin D receptor ในแตละคน ลกษณะการออกกาลงกายของแตละคน และระดบฮอรโมน เมออายประมาณ 40 ปจะเรมมการสลายกระดกมากขนทาใหการสะสมมวลกระดกลดลง

8

2.2 ความรทวไปเกยวกบวศวกรรมเนอเยอกระดก [ ]

ในปจจบนความผดปกตของกระดกนนเกดเพมมากขนในประชากรในวยกลางคน วธการรกษาความผดปกตเหลาน เรยกวาการปลกกระดก(Bone grafts) คอ การนาวสดทดแทนกระดกหรอโครงรางทดแทนกระดก (Bone scaffold) มาปลกถายทดแทนกระดกในสวนทเสยหายไปในแบบชวคราว วสดทดแทนกระดกทนยมใชในการปลกถายคอ พอลเมอรชวภาพสงเคราะห เนองจากวสดประเภทนมความเหมาะสมทงทางสมบตเชงกลและสมบตทางชวภาพ ตอมาจงไดมการปรบปรงวสดใหมความสามารถในการดดซบทางชวภาพ (Bioresorbale) และมความวองไวทางชวภาพ (Bioactive) เพอใหเนอเยอกระดกนนสามารถเตบโตไดมากขน และในปจจบนไดมการออกแบบเพมเตมใหวสดนนมความในการสามารถเหนยวนาการเกดกระดกและเกดทอลาเลยงตางๆอกดวย โครงรางทดแทนกระดกเหลานสวนใหญจะมรพรน ผลตจากวสดทสลายตวไดดวยกระบวนการทางชวภาพซงมโกรท แฟคเตอร (growth

Factor) แตกตางกนออกไป มสวนผสมของยา มยนตางๆ หรอมเซลลตนกาเนด (stem cells) เพอใหกระดกสามารถเกดทดแทนใหมไดอยางรวดเรว

วศวกรรมเนอเยอกระดกคอ การประยกตรวมศาสตรทางวศวกรรมและวทยาศาสตรชวภาพเพอนาไปพฒนาวสดทดแทน ฟนฟ หรอปรบปรงเนอเยอกระดกตามธรรมชาตทมการเสยหายหรอมความผดปกต ซงเกยวของกบการแพรและการเกดขนใหมของเซลลเพอซอมแซมกระดกในสวนทเสยหาย โดยปกตโครงรางกระดกจะตองมรพรนและพนทผวมาก มลกษณะทเปน มต ตองมโครงสรางแขงแรงซงมสมบตเชงกลทสามารถรองรบในกระบวนการซอมแซมและเกดขนใหมของกระดกได วสดทใชทาโครงรางกระดกนนจะตองทาใหเซลลสามารถยดเกาะและเพมจานวนเซลลได ความตองการเหลานสามารถทาได โดยการเลอกวสดมาทาโครงสรางของโครงรางกระดก ซงวสดทนยมคอวสดทสามารถยอยสลายไดซงสวนใหญจะเปนวสดธรรมชาตและพอลเมอรสงเคราะหทสามารถยอยสลายได เชน Collagen, Poly(anhydrides), Poly(α-hydroxyester) ซงนยมใชในโครงรางกระดกอยางกวางขวาง นอกจากนวสดทนามาใชนนจะตองมการสลายตวไดแลว ยงควรจะตองไมมผลเสยตอสงมชวตดวย

2.1.1 คณสมบตของโครงรางกระดกอดมคต (Ideal scaffold)[2] 2.1.1.1 ความเขากนไดทางชวภาพ (Biocompatibility) เปนความสามารถทจะรองรบเซลล

และกจกรรมของเซลลไดโดยทไมทาใหเกดความเปนพษ หรอความเสยหายกบเนอเยอโดยรอบ โดยโครงรางกระดกอดมคตนนจะตองมสมบต Osteoconductive คอ จะตองใหเซลลกระดกสามารถเขายด

9

เกาะ เตบโต และสามารถสะสมอาหารและแรธาตทบรเวณพนผวและรพรนของวสดได โครงรางกระดกควรจะมความสามารถในการเหนยวนาใหเกดกระดกใหมผานการสงสญญาณทางชวโมเลกลและการฟนฟโพรจนสเตอรเซลล (Progenitor cell) หรอเรยกวาตองมสมบต Osteoinduction นนเอง นอกจากนนโครงรางกระดกในอดมคตจะตองทาใหเกดหลอดเลอดทบรเวณรอบๆจดปลกถายเพอใหสารอาหาร ออกซเจน และของเสยสามารถถายเทได

2.1.1.2 สมบตเชงกล (Mechanical properties) สมบตเชงกลของโครงรางกระดกอดมคตควรเหมาะสมกบสมบตเชงกลของกระดกในบรเวณทปลกถายเพอใหสามารถถายเทแรงไดอยางมประสทธภาพ สมบตเชงกลของกระดกนนแปรผนในชวงกวางตงแตกระดกสวนใน (Cancellous bone)

จนถงกระดกสวนนอก (Cortical bone) คาโมดลสของยง (Young’s modulus) ของกระดกทบมคาอยระหวาง 15 ถง 20 GPa และกระดกสวนในมคาอยระหวาง 0.1 ถง 2 GPa คาความแขงแรงในการกดอด (compressive modulus) ของกระดกสวนนอกมคาอยระหวาง 100 ถง 200 MPa และกระดกสวนในมคาอยระหวาง 2 ถง 20 MPa ความหลากหลายของสมบตเชงกลและรปรางของกระดกตามธรรมชาตนเองจงทาใหการออกแบบโครงรางกระดกในอดมคตเปนไปไดยาก

2.1.1.3 ขนาดของรพรน (Pore size) โครงรางกระดกอดมคตนนจาเปนตองเปนวสดทเปนรพรนและมการเชอมตอกนของรพรน โดยรพรนขนาดตองมขนาดเสนผานศนยกลางอยางนอย 100 μm เพอใหสารอาหารทจาเปนและออกซเจนสามารถแพรผานเขาสเซลล เพอใหเซลลสามารถดารงชวตอยได อยางไรกตามขนาดของรพรนทเหมาะสมควรอยในชวง 200 ถง 350 μm ซงเปนขนาดของรพรนททาใหเนอเยอกระดกสามารถเจรญเตบโตไดดทสด นอกจากนนวสดควรมรพรนทมขนาดหลากหลาย ควรมทงรพรนขนาดไมโคร (Micropore) และรพรนขนาดแมคโคร (macropore) แตเปนทนาเสยดายทความเปนรพรนนนสงผลใหสมบตเชงกลลดลง และทาใหความซบซอนในการผลตชนงานเพมมากขน จากงานวจยทศกษาโครงรางกระดกรพรนทผลตจากพอลเมอร เซรามค วสดเชงประกอบ และ โลหะ พบวา ความแขงแรงของวสดเซรามคชวภาพแบบหนาแนนนนมคาใกลเคยงกบกระดกสวนนอกและพอลเมอรหลายๆชนดมความแขงแรงเทยบเทากบกระดกสวนใน อยางไรกตามวสดเสรมองคประกอบระหวางพอลเมอรและเซรามคปกตแลวจะมความแขงแรงนอยกวากระดก สาหรบโครงรางกระดกจากวสดเชงประกอบระหวางพอลเมอรและโลหะนนมสมบตเชงกลเทยบเทากบความตองการในการใชกบกระดก แตไมเหมาะสมสาหรบการปลกถายรวมกบเนอเยอเนองจากมการปลอยไอออนของโลหะ

2.1.1.4 ความสามารถในการดดซบทางชวภาพ (Bioresorbability) ความสามารถในการดดซบทางชวภาพนนเปนปจจยทสาคญอยางหนงในการเกดใหมของเนอเยอกระดก โดยโครงรางกระดก

10

ในอดมคตนนไมเพยงแตตองมสมบตเชงกลเทยบเทากบเนอเยอบรเวณทปลกถายเทานน แตจะตองมการสลายตวในชวงเวลาเหมาะสมเพอใหมพนทใหกระดกทเกดขนใหม โดยพฤตกรรมการสลายตวของโครงรางกระดกควรอยในชวงเกาเดอนหรอมากกวานนสาหรบโครงรางทใชในงานเกยวกบกระดกสนหลง และควรอยในชวงสามถงหกเดอนสาหรบงานเกยวกบกะโหลกศรษะ ตามปกตแลวการผลตและออกแบบโครงรางกระดกแบบมรพรนนนจะมวสดเชงประกอบอดมคตซงมเปาหมายใหมความเหมาะสมทางดานชวโมเลกล สมบตเชงกล และความสามารถในการดดซบทางชวภาพ เพอใหสามารถนาประยกตใชในงานวศวกรรมเนอเยอกระดกไดจรง 2.2 เทคนคในการเตรยมโครงรางกระดก [3]

เทคนคทใชในการผลตโครงรางกระดกควรทจะสามารถควบคมจานวนและขนาดของรพรนได ซงจานวนรพรนจะชวยใหปลกเซลลบนโครงรางกระดกได สวนขนาดของรพรนมหนาทใหเนอเยอเจรญเตบโต วธการเตรยมโครงรางกระดกมหลายวธ แตละวธจะมขอดแตกตางกนไป ขนอยกบความตองการของเนอเยอทสนใจ ยกตวอยางเชน

2.2.1 การหลอขนรปโดยใชตวทาละลาย และ การชะลางอนภาค

เทคนคนสามารถเตรยมโครงรางกระดกซงใหโครงสรางของรพรนขนาดของรพรนทเฉพาะเจาะจงได และสามารถสรางโครงรางกระดกใหมผลกเพอใหทาหนาททแตกตางกนไดโดยการใช การอบออน เทคนคนเหมาะสาหรบใชกบ PLLA และ PLGA แตกสามารถใชกบพอลเมอรตวอนไดแตตองสามารถละลายในคลอโรฟอรม (Chloroform) หรอเมทลนคลอไรด (Methylene chloride)ไดอนภาคของเกลอทผานการแยกขนาดมาแลวจะถกทาใหกระจายตวอยในสารละลายของPLLA/Chloroform และหลอไวในภาชนะทเปนแกว เกลอจะไมละลายในคลอโรฟอรมตวทาละลายจะถกทาใหระเหยภายใตสภาวะสญญากาศซงจะไดเยอของ PLLA ทผสมกบเกลอและได PLLA ทมผลกสง การควบคมปรมาณผลกสามารถทาได 2 วธ คอ 1) นาวสดทไดนไปแชไวในนาเพอชะเอาเกลอออก จะไดเยอของ PLLA ทไมมเกลออย เมอทาใหแหงจะไดเยอ PLLA ทมปรมาณผลกมาก และ 2 ) นาไปใหความรอนเพอสรางเยอ PLLA ทสามารถควบคมปรมาณผลกได ซงจะใหความรอนแก PLLA ทมเกลออยทอณหภมมากกวาจดหลอมเหลวของ PLLA เพอใหแนใจวาผลกหลอมเหลวหมด ซงจะไดเยอของ PLLA ทหลอมเหลวและมเกลอกระจายอย จากนนทาการอบออนโดยการทาใหเยนลงมาอยางชาๆ

11

เพอทาใหเปน Semi-crystalline หรอทาใหเยนตวอยางรวดเรวเพอใหเปน Amorphous ซงสดทายจะตองนาไปแชนาเพอชะเอาเกลอออกเชนกน

วธนสามารถผลตเยอทมรพรนไดสงถง 93% และการเชอมตอของรพรนสามารถทจะสรางขนไดโดยวธการหลอขนรปโดยใชตวทาละลาย (Solvent casting) และการชะลางอนภาค (Particulate

leaching) จานวนรพรนสามารถทจะควบคมไดโดยการเปลยนแปลงปรมาณของเกลอ ขนาดของรพรนสามารถควบคมไดเชนกนโดยการเปลยนขนาดของอนภาคเกลอ ขอเสยของเทคนคนคอมนสามารถสรางโครงรางกระดกไดเปน เยอแผนบางๆ (แค 2 mm) ไมสามารถสรางรปราง 3 มตไดโดยตรงจาเปน จะตองทาการอดประกบ (Lamination) หรอขนรปโดยการหลอมเหลว (Melt molding)

ปญหาทกลาวไวขางตนแสดงวาโครงรางกระดกนจะเปราะและไมเหมาะสาหรบเนอเยอทออนนม เพอแกปญหานจงนา PLGA มาผสมกบ Poly(ethylene glycol) (PEG) เพอสรางโครงรางกระดกทเปนโฟมแบบยดหยน เมอใช PEG มากขนโฟมกจะยดหยนมากขน ความหนาของเยอกสามารถเตรยมไดโดยการนาไปมวนในทอโดยไมทาใหโครงสรางของรพรนเสยหาย ซงการใชวธนจะสามารถเตรยมโครงรางกระดกในรปรางทเปนทอไดซงโครงรางกระดกนเหมาะสาหรบเนอเยอทออนนม

ขอเสยของการทาโครงรางกระดกจาก PLLA หรอ PLGA คอเรองของการปลกเซลล ซงจะมความสมพนธกบความไมชอบนาของพอลเมอร การแกไขปญหานทาไดโดยนา PLGA ทมรพรนแชในสารละลายทเปนพอลเมอรทชอบนา เชน Poly(vinyl alcohol) ซงจะแกไขปญหานได

วธอนทใชเพอแกไขปญหาการทปลกเซลลยากบน PLLA หรอ PLGA โดยการทาใหโครงรางกระดกชมไปดวยเอทานอลกอน ในวธการนโครงรางกระดกซงมลกษณะเปนแผนจะถกแชไวใน เอทานอลเปนเวลา ชวโมง จากนนนาไปแชในนาซงจะชวยแกไขปญหาการปลกเซลลไดเชนกน

2.2.2 การขนรปโดยการหลอมเหลว (Melt molding) การขนรปโดยการหลอมเหลวเปนอกวธหนงทใชในการสรางโครงรางกระดกทมลกษณะ

เปน 3 มต ซงมประโยชนอยางมากสาหรบการนาเยอมาทาการอดประกบสาหรบโครงรางกระดก PLGA สามารถเตรยมไดการจากการชะ PLGA/gelatin microsphere ซงเตรยมจากการขนรปโดยการหลอมเหลวโดยทาการผสมผงของ PLGA กบเจลาตนทเปนอนภาคทรงกลมระดบไมโคร (Microsphere) หลงจากนนเทเขาไปยงแมพมพเทฟลอน (Teflon mold) และใหความรอนมากกวา Tg ของพอลเมอร และนาเอา PLGA/gelatin microsphere composites ออกจากแมพมพมาลางดวยนากลน

12

เพอชะเอาเจลาตนออกมา จะได โครงรางกระดกจาก PLGA ทมลกษณะเปนรพรนและมรปรางตามแมพมพ

วธนสามารถเปลยนแปลงรปรางของโครงรางกระดกไดงาย โดยการเปลยนแปลงรปรางของแมพมพ จานวนของรพรนสามารถควบคมไดจากปรมาณของเจลาตนทเปนอนภาคทรงกลมระดบไมโครทใช ขนาดของรพรนสามารถควบคมไดจากเสนผานศนยกลางของอนภาคทรงกลมระดบไมโคร เนองจากวธการนไมไดใชตวทาละลายอนทรยและทาทอณหภมตา วธนจงมศกยภาพในการรวมตวกนและขนสงโมเลกลทมความวองไวทางชวภาพได วธการนสามารถนามาใชกบ PLLA และ PGA ได อยางไรกตาม ตองใชอณหภมสงเนองจากมลกษณะเปน Semi-crystalline และจะตองใหความรอนมากกวาจดหลอมเหลวของพอลเมอรเปนสงทไมสามารถหลกเลยงไดวาความสามารถในการชะขององคประกอบตวอนมมากกวาเจลาตนซงวสดเหลานจะไมละลายนาเมออณหภมสงขน การผลตดวยวธนเปนทพอใจอยางมากเพราะจะเตรยมโครงรางกระดกทมรปแบบไดอเนกประสงค

2.2.3 การอดรด (Extrusion)

การอดรดไมใชวธทใชกนอยางกวางขวางในการเตรยมโครงรางกระดกแตกยงมการใชรวมกบการหลอขนรปโดยใชตวทาละลายเพอสรางโครงรางกระดกทมลกษณะเปนทอเพอใชสาหรบเสนประสาท

ในชวงเวลาสนๆ PLLA หรอ PLGA จะถกใชในการสรางโครงรางกระดกโดยใช NaClในการสรางรพรนดวยวธการหลอขนรปโดยใชตวทาละลายไดเปนแผนทเรยกวา Wafer ซงจะถกตดเปนชนใหพอเหมาะกบการขนรปดวยวธการอดรดจากนน พอลเมอรทมเกลออยนนจะถกอดรดออกมาเปนรปทอ หลงจากทเยนตวแลว เกลอจะถกชะออกดวยการนาไปแชในนา และไปทาใหแหง

ปจจยหลกทเกยวกบการอดรดของพอลเมอรเหลาน คอ อณหภมทใชในการอดรดซงจะตองใชอณหภมสงและความดนตาในขนเรมตน ลกษณะของรพรนจะไมมการเปลยนแปลงเมอใชวธการน นอกเสยจากวาจะใหอณหภมทสงมากๆ ซงทอณหภมสงนนนาหนกโมเลกลของพอลเมอรจะลดลงซงเกดจากการสลายตวทางความรอน ขนาดของรพรนจะลดลงเนองจากความหนดของพอลเมอรเพมมากขน อยางไรกตามตวแปรทสาคญทมผลตอจานวนและขนาดของรพรนคอจานวนและขนาดของเกลอ

2.2.4 การทาแหงแบบแชเยอกแขง (Freeze drying)

การทาแหงแบบแชเยอกแขงเปนวธทใชสาหรบสรางโครงรางกระดกซงจะสรางรพรนและขนาดของรพรนจากระบบอมลชน (Emulsion) โดยนาจะถกเตมเขาไปในสารละลายของ PLGA ในเม

13

ทลนคลอไรด (Methylene chloride) เพอสรางเปนอมลชน สารละลายนจะถกทาใหเปนเนอเดยวกน และเทเขาไปในแมพมพจากนนทาใหเยนดวยไนโตรเจนเหลว หลงจากนนพอลเมอรจะถกทาแหงแบบแชเยอกแขงเพอเอาตวทาละลายออก โครงรางกระดกทเตรยมไดจะมรพรนมากถง 90% และมขนาดรพรนเฉลย 15-35 μm เมอเปรยบเทยบกบ วธการหลอขนรปและการชะลางอนภาคจะพบวาโครงรางกระดกทเตรยมไดจากวธนจะมพนทผวของรพรนทมความเฉพาะสงและสามารถทาใหมความหนาไดมากกวา 1 cm ไดแตขนาดของรพรนโดยรวมจะมขนาดเลก

การทาแหงแบบแชเยอกแขงจะถกใชสรางโครงรางกระดกทมลกษณะเปนโฟม เพอใชในการขนสงยา พอลเมอรทใชสาหรบวธนมหลายชนด ประกอบดวย PLLA PLGA PGA และ PLGA/poly(propylene fumarate)(PPF) พอลเมอรทตองการเหลานจะตองละลายในกรดนาสม (Glacial

acetic acid) หรอเบนซน (Benzene) ได และจะถกแชแขงท –10๐C สารละลายทแชแขงจะถกนาไปทาแหงแบบแชเยอกแขงใน Lyophilizer เปนเวลา 1 สปดาห เพอนาตวทาละลายออก ชนดของพอลเมอรทใชมผลกระทบอยางมากตอลกษณะของโครงรางกระดกทได สวนใหญ PLGA/PPF โฟมจะมลกษณะคลายใบไม ในขณะทโฟมของ PLLA, PLGA และ PGA จะมลกษณะเปนทอเลกๆ ชนดของพอลเมอรกมบทบาทอยางมากตอการปลดปลอยยาทฝงอย ซง PLGA/PPF จะปลดปลอยยาไดเรวกวาโฟมททาจาก PLGA เนองจาก PPF มมวลโมเลกลตา นาจงเขาไปไดงาย จงเกดการแพรของนาไดดยา จงปลอยออกมาไดงาย อยางไรกตามโครงรางกระดกทเตรยมไดอาจจะไมเหมาะกบเนอเยอทางวศวกรรม เนองจากมนมลกษณะของรพรนเปนแบบปด

2.2.5 การแยกเฟส (Phase separation)

การแยกเฟสเปนวธหนงทใชในการผลตโครงรางกระดกถกพฒนาขนมาเพอแกปญหาการสงยา ความสามารถในการสงโมเลกลทมความวองไวทางชวภาพทไดจากการสลายตวของพอลเมอรไปยงเซลลภายในหรอรอบๆโครงรางกระดกเปนสงทนาสนใจ เพราะสามารถทจะยายเนอเยอทโตแลวได เพอใหเปาหมายนประสบความสาเรจ วธการสรางโครงรางกระดกจะตองทาใหโครงรางกระดกรวมเขากบโมเลกลของสารทมความวองไวทางชวภาพและจะตองไมสญเสยความสามารถในการขนสงยาในขณะทสมผสกบสารเคมทรนแรงหรอทความรอนสงๆ การผลตจะเรมจากนาพอลเมอรมาละลายในตวทาละลาย (ฟนอล หรอ ฟนอลทาลน) ทอณหภมตา (55๐C สาหรบฟนอลและ 85๐C สาหรบ ฟนอลทาลน) ซงโมเลกลของสารทมความวองไวทางชวภาพนจะถกทาใหละลายหรอกระจายในสารละลายทเปนเนอเดยวกนจากขนตอนทแลว จากนนทาใหเยนลงโดยจะตองควบคมการเยนตวดวย จนกระทงไดสารละลายทแยกเปนของเหลว 2 ชน ซงกคอชนของพอลเมอรและชนของตวทาละลาย จากนนจะถก

14

ทาใหเยนตวลงอยางรวดเรว เพอให 2 เฟสนกลายเปนของแขง ตวทาละลายทถกทาใหแขงนจะถกเอาออกโดยการระเหด ซงจะไดสงทเหลออยคอโครงรางกระดกทมรพรนซงมโมเลกลของสารทมความวองไวทางชวภาพอยในพอลเมอร ในการทดลองการปลดปลอยยาแสดงใหเหนวาการใชโมเลกลของสารทมความวองไวทางชวภาพขนาดเลกจะไมมผลกระทบจากสารเคมและความรอนทใชในวธน ซงวธนไดพสจนใหเหนวามประโยชนในการรวมโมเลกลขนาดเลกเขาไปยงโครงรางกระดก อยางไรกตามการปลดปลอยยาในโครงสรางทเปนโปรตนขนาดใหญโดยไมทาใหความวองไวลดลงยงคงเปนสงททาทาย

จากงานวจยของ Q. Hou และคณะ [ ] ไดศกษาเกยวกบการเตรยมพอลเมอรชนด PDLLA,

Poly( -caprolactone) และ 1000PEOT70PBT30 ทมโครงสรางเปนรพรนสาหรบใชในวศวกรรมเนอเยอ ซงเตรยมโดยการตกตะกอน, การขนรปดวยการกดอดและเทคนคการชะลางเกลอ โดยใชขนาดเกลอและขนาดอนภาคของพอลเมอรในชวง – , – , – , – , – และ

– μm ซงจะใชปรมาณเกลอ 70% , 80% และ 90% wt จากการทดลองพบวาวธการเผาสต (Sintering), การขนรปดวยการกดอดรวมกบการชะลางเกลอออก และการทาแหงแบบแชเยอกแขง จะไดโครงรางกระดกทมปรมาณรพรนทตา Q. Hou และคณะ จงไดพฒนาวธการเตรยมโครงรางกระดกขนมาใหม โดยการนาพอลเมอรมาละลายในตวทาละลายอนทรย จากนนใสเกลอลงไปในปรมาณทมากเกนพอเพอใหเกลอกระจายตวอยในสารละลาย และทาการตกตะกอนพอลเมอรออกมาจากสารละลาย จากนนทาการขนรปดวยการกดอดและชะลางเกลอออก จะไดโครงรางกระดกทมปรมาณรพรนสง ซงวธการนสามารถในการควบคมปรมาณของรพรนไดโดยเปลยนอตราสวนของเกลอตอพอลเมอร และขนาดของรพรนกสามารถควบคมไดอยางเปนอสระโดยการเปลยนขนาดของอนภาคเกลอ นอกจากนยงไดโครงรางกระดกทมรพรนทสมาเสมอกวาวธการเผาสต, การขนรปดวยการกดอดรวมกบการชะลางเกลอออก และการทาแหงแบบแชเยอกแขง สวนในการทดสอบสมบตเชงกลพบวาคาโมดลสกดอด (Compressive modulus) จะลดลงเมอปรมาณรพรนเพมขนซงวธนเปนวธทงายสาหรบการเตรยมโครงรางกระดกจากพอลเมอร

2.3 วสดสาหรบโครงรางกระดกในปจจบน [2]

ในปจจบนโครงรางกระดกสามารถผลตไดจากวสดหลายชนด ซงแตละชนดมคณสมบตและความเหมาะสมในการนาไปใชงานทแตกตางกนออกไป

15

2.3.1 โครงรางกระดกจากแคลเซยมฟอสเฟต (CaPs) และเซรามค

CaPs นนถกศกษาอยางกวางขวางเกยวกบการใชในงานวศวกรรมเนอเยอกระดก งานวจยสวนใหญมงเปาศกษาเกยวกบ Hydroxyapatite (HA), β-tricalcium phosphate (β-TCP) หรอสารผสมระหวาง HA และ β-TCP ซงรจกกนในชอ Biphasic calcium phosphate (BCP) โดยพบวาโครงรางกระดกจาก BCP (80 ± 3% HA and 20 ± 3% β-TCP) มรพรนทเชอมตอกน (interconnected

porosity) 70% (68% เปนรพรนขนาด 400 μm และประมาณ 3% เปนรพรนขนาด 0.7 μm) ซงโครงรางกระดกประเภทนสามารถรองรบการเกดกระดกใหมในการทดสอบกบสตวทดลองได การทโครงรางกระดกมรพรนทงขนาดแมคโคร (250-300 μm) และขนาดไมโคร (2-8 μm) สงผลตอกระดกแบบLamellar และแบบ Woven ในโครงรางกระดกจาก HA แตสมบตนไมปรากฏในโครงรางกระดกทไมมรพรนขนาดไมโคร นอกจากนนเมอโครงรางกระดกCaP มรพรนประมาณ 50% จะมคาความแขงแรงในการกดอด (Compressive strength) ทสง คอ 10.95 ± 1.28 MPa ทาใหโครงรางกระดกสามารถรองรบการเกดกระดกใหมได ในปจจบนพบวา CaPs ทมการเตมสารตวเตมจะทาใหสามารถควบคมอตราการสลายตว พฤตกรรมการควบแนน ความแขงแรงเชงกล และความสามารถเขากนไดทางชวภาพได ยกตวอยางเชน เมอเตม SiO2(0.5%) และ ZnO (0.25%) ลงในโครงรางกระดกจาก β-TCP ทาใหความแขงแรงในการกดอดเพมขน 2.5 เทา และทาใหความสามารถในการมชวตของเซลลเพมขน 92% ในวนท 11 ของการทดสอบ

2.3.2 โครงรางกระดกจาก Bioglass®

นบตงแตมการพฒนา 45S5 Bioglass® ขนวสดประเภทนกไดถกศกษาอยางแพรหลายในหลายๆองคประกอบ พบวาเมอทดสอบในสภาวะจาลอง โครงรางกระดกแบบมรพรนสามมตจาก Bioglass® นนมรพรน 70% ขนาดรพรน 300-400 μm และมชนของ Hydroxyl carbonate apatite

(HCA) บนผวซงสงผลกระตนกจกรรมของเซลลกระดก (Osteoblast activity) นอกจากนน HCA ยงดดซบโปรตนและโกรทแฟคเตอรตางๆซงเปนประโยชนตอการเกดกระดกใหมในสภาวะแวดลอมจรง งานวจยในปจจบนไดมการเตมโคบอลต (Co) ลงในโครงรางกระดกทมรพรนระดบกลางจาก Bioglass® เพอเหนยวนาใหเกด Hypoxia (ภาวะทมออกซเจนตา) เพอเพม Bone marrow-derived stem

cell (BMSC) การเพมจานวนของเซลล การเปลยนแปลงรปรางและกจกรรมของเซลลเพอทาหนาทเฉพาะ, VEGF secretion, HIF-1α และยนทเกยวของกบกระดกตางๆ

16

2.3.3 โครงรางกระดกจากพอลเมอร

พอลเมอรนนมทงความวองไวและความสามารถในการสลายตวทางชวภาพ ในงานวศวกรรมเนอเยอกระดกนนสวนมากใชพอลเมอรจากธรรมชาต เชน คอลลาเจน ไฟบรน แอลจเนต ไหม กรดไฮยาลโลนก และไคโตซาน ขอไดเปรยบของการใชพอลเมอรคอ ความงายในกระบวนการขนรปและความสามารถในการดดแปลงทางเคม กระบวนการสลายตวของพอลเมอรสงเคราะห เชน พอลแลคตกแอซด (PLA) พอลไกลโคลคแอซด(PGA) และพอลคาโปรแลคโตน (PCL) จะใหสารผลตภณฑเปนมอนอเมอรซงรางกายสามารถกาจดออกไดตามธรรมชาต พอลเมอรบางชนดเชน พอลพรอไพลนฟมาเลต (PPF) มคาความแขงแรงในการกดอดสงมากเมอเทยบกบกระดกชนนอก และระยะเวลาในการสลายตวสามารถควบคมไดอยในชวงกวาง อยางไรกตามความแขงแรงของโครงรางกระดกจากพอลเมอรลดลงอยางรวดเรวระหวางกระบวนการสลายตวแมวาความแขงแรงเรมตนจะมคาสงกตาม

2.3.4 โครงรางกระดกจากวสดเชงประกอบ

วสดเชงประกอบนนผลตจากวสดทตางกนสองชนดขนไปเชน เซรามคและพอลเมอร เพอดงขอดของวสดแตละชนดเพอใหโครงรางกระดกทไดมสมบตเทยบเทากบเนอเยอกระดกสวนทตองการนาไปใชงานเชน การพฒนาโครงรางกระดกจาก CaPs และพอลเมอรนนเปนการรวมขอดของทง CaPs และพอลเมอรเพอใหไดสมบตทางกายภาพและสมบตเชงกลตามทตองการ โดยพอลเมอรเพมความเหนยวและความแขงแรงในการกดอดใหเทยบเทากบกระดก สวน CaPs นนเพมสมบตเชงกลบางสวนและเพมความวองไวทางชวภาพ

2.3.5 โครงรางกระดกจากโลหะ

โลหะมความแขงแรงเชงกลและมความสามารถในการตานทานการแตกหกทสงมาก โครงรางกระดกแบบมรพรนจากโลหะ เชน Ti และ Ta นนถกศกษาเพอนามาใชเปนวสดทดแทนกระดก โดย LENSTM สามารถขนรป Ti ทมรพรน 17-58% โดยปรมาตร และมขนาดรพรนเฉลย 800 μm ซงเซลลกระดกทแขงแรงสามารถเขามาเกาะและเพมจานวนได อยางไรกตามโครงรางกระดกจากโลหะนนตางจากโครงรางกระดกจาก CaPs หรอโครงรางกระดกจากพอลเมอรในสวนทของสมบตทางชวโมเลกลเนองจากเซลลไมสามารถจะผานเขาในไดและไมสามารถสลายตวทางชวภาพได นอกจากนนยงตองพจารณาในเรองเกยวกบการปลดปลอยไอออน และตองใชการปรบปรงพนผวเพอปรบปรงความวองไว

17

ทางชวภาพของโครงรางกระดกจาก Ti อกดวย ในปจจบนมการพฒนาโลหะทมความวองไวทางชวภาพนไปใชในงานเกยวกบการรบแรง (Load-bearing)

2.4 Bioglass® [5] Bioglass® จดเปนวสดทมความวองไวทางชวภาพชนดหนง ซงประกอบไปดวย SiO2, Na2O, CaO,

และ P2O5ในสดสวนตางๆกน การท Bioglass® มสตรตางๆกนมากมาย บางสตรนนสามารถเขากนไดดกบเนอเยอและกระดก (เชน 45S5) บางสตรสามารถเขากนไดดเฉพาะกระดกเทานน (เชน 5S4.3 หรอ Ceravita) บางสตรไมสามารถเขากนไดกบเนอเยอชนดใดๆเลย และบางสตรอาจจะถกดดซมไปภายในไมกสปดาห โดยวสดในลกษณะผงจะถกดดซมไดรวดเรวกวาวสดลกษณะเปนชน ชนบางของอะปาไทด (Apatite) ทเกดขนระหวางผวของวสดและเนอเยอนนจะกอใหเกดพนธะทแขงแรงระหวาง Bioglass® และกระดก นอกจากนน Bioglass® บางสตรยงสามารถสงเสรมการเจรญของเซลล Osteoblast บนวสดไดอกดวย โดยปกตแบง Bioglass® เปน 4 สตร คอ

35-60 mol.% SiO2, 10-50 mol.% CaO, 5-40 mol.% Na2O: bioactive, สามารถเกดพนธะกบกระดกและเนอเยอบางชนดได

<35 mol.% SiO2: non glass-forming >50 mol.% SiO2, <10 mol.% CaO, <35 mol.% Na2O: bioactive, สามารถถกดดซมไดภายใน

10-30 วน >65 mol.% SiO2: non-bioactive, เกอบเปนสารเฉอย, สามารถเขารวมอยในเนอเยอได

2.4.1 Bioglass® 45S5

Bioglass® 45S5 เปนสตรทสาคญสตรหนง ประกอบดวย 45% SiO2, 24.5% Na2O, 24.5%

CaO, และ 6% P2O5เปาหมายของสตรนคอการม SiO2 นอยกวา 60% มปรมาณ Na2O และ CaO สง, สดสวนระหวาง CaO/P2O5สง ซงจะทาให Bioglass® มความวองไวตอตวกลางทเปนนาและมความ วองไวทางชวภาพ

ถงแมวาความวองไวทางชวภาพจะเปนขอดแตอาจทาใหสมบตเชงกลตาลง ทาใหมความสามารถในการตานทานการแตกหกตาลง เนองจากการมโครงรางแกวแบบอสณฐานสองมต

18

(amorphous 2-dimensional glass network) ความแขงแรงในการบดงอของ Bioglass® สวนมากอยในชวง 40-60 MPa ซงไมเพยงพอในงานทเกยวของกบการรบแรง คาโมดลสของยงมคาอยในชวง 30-

35 GPa ซงใกลเคยงกบคาของกระดกสวนนอกมาก ดงนนอปกรณจาก Bioglass® สามารถใชงานในสวนทไมตองรบแรงหรอใชในสวนทไดรบแรงเพยงเลกนอยได และยงสามารถใชเปนองคประกอบในวสดเชงประกอบอนๆไดอกดวย

2.4.2 การผลต Bioglass® 45S5

Bioglass® 45S5 ผลตดวยเทคโนโลยปกตในการผลตแกว โดยใชถวยจากแพลททนมหรอสารประกอบแพลททนมเพอปองกนการปนเปอน ซงอาจเกดปฏกรยาทางเคมกบสงมชวต (organism)หรออาจเกดการการตดเชอได จากนนทาการอบออน (Annealing) เพอใหไดชนงานมรปแบบตามตองการโดยอาศยการขยายตวทางความรอนของวสด จะได Bioglass® 45S5 ถาหากนา Bioglass® 45S5 ไปผานกระบวนการอบออนสมบรณ (Heat treatment) เพอลดปรมาณของแอลคารไลนทระเหยได (volatite alkali) ออกไซดของโลหะ และเพอใหผลกของอะปาไทดตกตะกอนในวฎภาคของแกว เมอผานกระบวนการทงหมดจะไดวสดแกว-เซรามค เรยกวา Ceravital ทมสมบตเชงกลสงแตมความวองไวทางชวภาพตา

เนองจากวสดประเภทแกวทมความวองไวทางชวภาพ (Bioactive glass) นนมหลายชนด โดย Bioglass® นนเปนวสดทมความวองไวทางชวภาพมากทสดดงนน V. Maquet และคณะ [6] จงไดทาการเตรยมและศกษาสมบตของวสดเสรมองคประกอบระหวาง Poly(α-hydroxyacid) และ Bioglass®

เพอการใชในงานดานวศวกรรมเนอเยอกระดก โดยคาดหวงวาวสดทไดจะมสมบตเชงกลสงกวา พอลเมอรบรสทธ และทาใหมความยดหยนมากขนและสามารถรบแรงไดมากขน จากผลการทดลองพบวาอตราการสลายตวของวสดนนลดลงจนเหมาะสมกบการเกดขนของกระดกใหม และทาใหความวองไวทางชวภาพของวสดมากขน เนองจากทาใหเกดชนของไฮดรอกซอะปาไทด (HA) ไดอยางรวดเรวหลงจากจมแชใน Phosphate buffer saline (PBS) นอกจากนนการเตม Bioglass® ยงสงผลใหคา โมดลสกดอดและสมบตความชอบนา (Hydrophilic) เพมขนอกดวย

19

2.5 พอลแลคตกแอซด (PLA) [7]

พอลแลคตกแอซด (PLA) เปนพอลเมอรชวภาพชนดหนงจดอยในกลมพอลเอสเทอรทมสายโซตรง สงเคราะหไดจากกรดแลคตกซงไดจากการหมกแปงหรอนาตาล ดงนนพชทมแปงหรอนาตาลเปนองคประกอบหลก เชน ขาวโพด มนสาปะหลง ขาวสาลหรอออย จงสามารถนามาใชเปนวตถดบในการผลตไดซงทรพยากรเหลานสามารถสรางขนทดแทนใหมไดอยางตอเนองพอลแลคตกแอซดจดเปนเทอรโมพลาสตก (Thermoplastic) สามารถขนรปไดดวยกระบวนการผลตทใชกนทวไป เชน การฉดขนรป (injection molding) การขนรปดวยความรอน (Thermoforming) การอดขนรป (Compression

molding) การอดรด (Extrusion) และการเปาขนรป (Blow molding) เปนตน ภายหลงการใชงาน ผลตภณฑจากพอลแลคตกแอซด สามารถยอยสลายไดทางชวภาพ พอลแลคตกแอซดสงเคราะหขนจากกรอดอลฟาไฮดรอกซ (α-Hydroxyacid) หนวยยอยหรอมอนอเมอรของพอลแลคตกแอซด คอ กรดแลคตก หรอชอทางเคมคอ 2-ไฮดรอกซโพรพโอนคแอซด (2-Hydroxy propionic acid) กรดแลคตกมโอโซเมอรสองรปแบบ คอ แบบดและแอล (ภาพท 2.3) ซงเปนอแนนชโอเมอร (Enatiomer) ทมความวองไวตอแสง (optical active) ตางกน คอ มสตรเคมเหมอนกนแตจดเรยงตวในสามมตไมเหมอนกนและบดในระนาบแสงโพลาไรซในทศทางตางกนในธรรมชาตสวนใหญพบในรปแบบแอล-ไอโซเมอร หรอพบในรปของผสมระหวางแอล-และด-ไอโซเมอร เรยกวาของผสมราซมก(racemic mixture,

อตราสวน เทากบ 1:1 เขยนแทนดวย DL) หรอสารประกอบมโซ (meso-compound) ซงไมมสมบตระยาบแสงโพลาไรซ (optically inactive) ปจจบนการผลตกรดแลคตกอาศยหลกการหมกเปนหลก ซงสามารถใหผลตภณฑทมความบรสทธทด

ภาพท 2.3โครงสรางของกรดแลคตก

20

การผลตพอลแลคตกแอซดอาจกระทาโดยสงเคราะหผานปฏกรยาควบแนนอะซโทปค(Azeotropicdehydrative condensation) ปฏกรยาควบแนนโดยตรง (Direct condensation

polymerization) และ/หรอสงเคราะหผานการเกดแลคไทด (Lactide formation) (ภาพท 2.4) พอลแลคตกแอซดนาหนกโมเลกลสง (มากกวา 100,000 Da) ในเชงพาณชยสงเคราะหไดโดยผานการเปดวง (Ring opening polymerization) ของแลคไทด

ภาพท 2.4การสงเคราะหพอลแลคตกแอซดจากกรดแลคตกชนดแอลและด

เนองจากกรดแลคตกมสองไอโซเมอรสายโซหลกของพอลเมอรทสงเคราะหไดสวนใหญอาจประกอบขนจากมอนอเมอรชนดแอล ไอโซเมอรเกอบทงหมด (พอลแอล-แลคตกแอซด(PLLA)) หรอประกอบขนจากมอนอเมอรทเปนของผสมราซมก(พอลดแอล-แลคตกแอซด(PDLLA)) ในปจจบนการผลตดไอโซเมอรของกรดแลคตกทบรสทธนนทาไดยาก การผลตพอลเมอรทสายโซหลกประกอบไปดวยมอนอเมอรชนด ด หรอพลด-แลคตกแอซด(PDLA) ในเชงพาณชยจงไมม

พอลแลคตกแอซดมโครงสรางผลกสามรปแบบ ไดแก แอลฟา (α) เบตา (β) และแกมมา ( ) ขนอยกบองคประกอบของอแนนชโอเมอรแอล หรอด,แอล โครงสรางแบบอลฟาเปนโครงสรางท

21

เสถยรทสด หลอมเหลวทอณหภม 185 องศาเซลเซยส ในขณะทโครงสรางเบตาหลอมเหลวทอณหภม 175 องศาเซลเซยส

2.5.1 สมบตของพอลแลคตกแอซด

ความบรสทธเชงแสง (optical purity) ของพอลแลคตกแอซดสงผลอยางมากตอสมบตทางความรอน สมบตเชงกลและสมบตตานการซมผานของกาซและของเหลว (Barrier properties) พอลแลคตกแอซดทมสดสวนของแอล-ไอโซเมอรสงกวารอยละ90 มแนวโนมเปนพอลเมอรกงผลก (Semicrystalline polymer) ในขณะทพอลเมอรทมด-ไอโซเมอรในองคประกอบเพมขน มความบรสทธเชงแสงตาลงและมแนวโนมเปนพอลเมอรอสณฐาน (Amorphous) นอกจากนอณหภมการหลอมเหลว อณหภมกลาสทรานสชนและระดบความเปนผลกมแนวโนมลดลงตามสดสวนของแอล-ไอโซเมอรดวย

สดสวนของไอโซเมอรทแตกตางกนในสายโซพอลเมอรทาใหพอลแลคตกแอซดทสงเคราะขนไดนนมสมบตหลากหลายจงสามารถปรบใหรองรบความตองการใชงานไดกวางขน เมอเปรยบเทยบกบพอลเมอรทผลตจากวตถดบทมาจากอตสาหกรรมปโตรเคม เชน พอลเอทลนเทเรฟทาเลต (PET) และ พอลสไตรน(PS) พอลแลคตกมความใส และมสมบตทางกายภาพ สมบตเชงกล และสมบตตานการซมผานของกาซใกลเคยงกน

2.5.2 สมบตการละลาย การละลายของพอลแลคตกแอซดนนขนอยกบสดสวนของหนวยทเปนองคประกอบในสาย

โซพอลเมอร และระดบความเปนผลก (Degree of crystallinity)พอลแลคตกแอซดไมละลายนา แอลกอฮอล และสารประกอบไฮโรคารบอนทไมมหมแทนท เชน เฮกเซน(Hexane) และเฮปเทน(Heptane) ตวทาละลายทดสาหรบพอลแลคตกแอชด ไดแก ตวทาละลายอนทรยกลมคลอรเนตและฟลออรเนต (Chlorinated or fluorinated organic solvents) ไดออกเซน (dioxane) ไดออกโซเลน (Dioxolane) และฟเรน(Furane) นอกจากนนยงละลายไดใน อะซโตน (Acetone) ไพรดน(Pyridine)

เอทลแลคเตท(Ethyl lactate) เอทลอะซเตท(Ethyl acetate) เตตระไฮโดรฟแรน(Tetrahydrofuran) ไซลน(Xylene) ไดเมทลซลฟอกไซด (Dimethylsulfoxide) เอน, เอน-ไดเมทลฟอรมาไมด(N, N-

dimethylformamide) และเมทลเอมลคโตน (Methyl ethyl ketone)

22

2.5.3 สมบตทางกายภาพและทางเคม

พอลแลคตกแอซดมความถวงจาเพาะประมาณ 1.25 มชวงการหลอมเหลว (Melting range)

173-178 °C แตอยางไรกตามทนความรอนไดไมเกน 110 °C มปรมาณความเปนผลก (Crystallinity)

ประมาณ 37% และอณหภมการเปลยนจากสถานะคลายแกว (Glass transition temperature) อยระหวาง 60-65 °C มสมบตขวางกน (Barrier properties) ด เขากบเนอเยอของสงมชวต (Biocompatibility) และมความใส สามารถยอยสลายเองไดตามธรรมชาต

ตารางท 2.1 สมบตเชงกลของ PLA

Quantity Value Unit Young's modulus 350 - 2800 MPa

Tensile strength 10 - 60 MPa

Elongation 1.5 - 380 %

Bending strength 0.89 - 1.03 MPa

Impact strength 0.16 - 1.35 J/cm

2.5.4 การเสอมสภาพของพอลแลคตกแอซด

การเลอมสภาพของพอลแลคตกแอซดสวนใหญเกดจากการขาดของสายโซหลกหรอสายโซดานขางของโมเลกล ในธรรมชาตการเสอมสภาพเกดจากการกระตนดวยความรอนปฏกรยาไฮโดรไลซส หรอกจกรรมทางชวภาพ (เชน เอนไซม) ปฏกรยาออกซเดชน การแตกสลายดวยแสง (Photolysis)

และการแตกสลายดวยรงส (Radiolysis) เนองจากการเสอมสภาพทเกดขนทงจากกระบวนการทางชวภาพและกายภาพ กลไกการเสอมสภาพมกเกยวโยงไปกบการเสอมสภาพจากสงแวดลอม(Environmental degradation) การเสอมสภาพของพอลแลคตกขนอยกบปจจยหลายประการ เชน นาหนกโมเลกล ระดบความเปนผลก ความบรสทธ อณหภม สภาพความเปนกรด-ดาง (pH) การมอยของออกซเจน หรอปรมาณอาหารสาหรบจลนทรยในระบบ ดงนนในการทดสอบการเสอมสภาพของพอลแลคตกแอซดจงจาเปนตองพจารณาปจจยดงกลาวประกอบดวย นอกจากนการเสอมสภาพยงขนอยกบลกษณะทางเคมและกายภาพ เชน อตราการแพร (Diffusivity) ความเปนรพรน (Porosity) สณฐาน

23

(Morphology) และความแขงแรงทางกล (Mechanical strength) เปนตน Yihong และคณะ [ ]ไดทาการเตรยมโครงรางกระดกจาก PLLA ดวยเทคนคการชะลางเจลาตน (Gelatin particle leaching) และทาการทดสอบความสามารถในการสลายตวในสภาวะจาลองโดยจมแชใน phosphate buffered saline (PBS)

เปนเวลา 39 สปดาหและทดสอบในสภาวะจรงโดยนาไปปลกถายในหนเปนเวลา 30-120 วน พบวาอตราการสลายตวในสภาวะจรงนนเรวกวาโดยใน 23 สปดาหในสภาวะจาลองรพรนในชนงานยงไมมความเสยหายแตในสภาวะจรงนนโครงรางสลายตวไปจนหมดและเกดเนอเยอกระดกขนมาแทน นอกจากนนจากการทอลองสรปไดวาการสลายตวของโครงรางกระดก PLLA ประกอบดวย 4 ขนตอน คอ (1) เกดการดดซบนาและบวมตว (2) สลายพนธะเอสเทอร (3) เกดการแพรของผลตภณฑทสามารถละลายได (4) โครงรางกระดกสลายตวไปจนหมด

นอกจากนนยงมการปรบปรงสมบตของ PLA ในดานตางๆ PLA กบเฟสของแคลเซยมฟอสเฟตหรอแกวทมความวองไวทางชวภาพเพอปรบปรงสมบตเชงกลและความวองไวทางชวภาพของวสดอกดวย โดย M. Navarro และคณะ [9] ไดทาการเตรยมวสดเชงประกอบระหวาง PLA และแกวแคลเซยมฟอสเฟต (G5) ดวยวธการหลอขนรปและกดอดดวยความรอน เพอการนาไปใชในงานวศวกรรมเนอเยอกระดก จากผลการทดลอง พบวา การเตมอนภาคแกวลงไปใน PLA ทาใหพฤตกรรมการสลายตวของ PLA นนมความซบซอนมากขน คอในชวง 3 สปดาหหลงจากทาการจมแชใน Simulated body fluid

(SBF)นนวสดมการสญเสยนาหนกถง 25% ซงอาจเกดเนองจากการเกดรอยแตกทผวรอยตอของ PLA

และอนภาคแกวจนทาให SBF สามารถแพรเขาสวสดไดและทาใหอตราการสลายตวเรวขน และอาจเกดจากการทอนภาคของแกวเกดการละลายเนองจากการสลายตวของ PLA นนใหผลตภณฑเปนกรดทาใหนาหนกลดลง แตหลงจากนนนาหนกมการเพมขนเลกนอยซงอาจเกดเนองจากการเกดไฮเดรตแคลเซยมฟอสเฟตทผวของวสดและทาให SBF สมผสกบวสดนอยลงทาใหการสลายตวเกดยากขน หลงจากจมแช SBF เปนเวลา 4 สปดาหนาหนกโมเลกลของวสดจะลดลงแตนอยกวาการลดลงของนาหนกโมเลกลของ PLA เนองจากการสลายตวของอนภาคแกวจะใหผลตภณฑทเปนกรดนอยกวา จากผลการทดลองสามารถสรปไดวาการเตมอนภาคแกวนอกจากจะเปนการเสรมแรงใหกบพอลเมอรแลวยงจะสามารถเหนยวนาใหเกด CaP ทผวของวสดทาใหอนตรกรยาระหวางวสดและเนอเยอกระดกดขน ซงเปนสมบตทสาคญสาหรบการนาไปประยกตใชในงานเกยวกบการทาใหเกดกระดกขนใหมจากนน Y. Jung และคณะ [ ]ไดทาการเตรยมวสดเชงประกอบของ PLA/CMP (Poly-L-lactide/calcium metaphophate)

24

เพอใชในงานดานวศวกรรมเนอเยอกระดก โดยเปรยบเทยบประสทธภาพของวสดสองวธ คอการเผาสตและการหลอขนรปซงจะพบวาการใชวธการเผาสตจะใหวสดทมความเปนเนอเดยวและมการเชอมตอของรพรนภายในวสด ซงสงผลใหมการกระจายตวของขนาดรพรนแคบและใหวสดทมความแขงแรงมากกวาวธการหลอขนรปนอกจากนนยงทาใหเซลลสามารถเตบโตไดดกวาเนองจากจะทาใหเฟสของเซรามค คอ CMP นนมาสามารถสมผสกบเซลลไดมากกวาอกดวย

A.R. Boccaccini และคณะ [11] ไดทาการศกษาวสดเชงประกอบระหวาง PLA และแกว-เซรามกทมความวองไวทางชวภาพ (Bioactive glass-ceramic: BCG) พบวา BCG นนทาใหวสดมสมบตเชงกลสงขน แตในขนตอนการผสม BCG มโอกาสเกดการรวมกลมกนมากทาใหการกระจายตวเกดขนไดไมด ดงนนจงทาการปรบปรงผวของ BCG ซงพบวา BCG ทผานการปรบปรงผวสามารถกระจายตวในวฎภาคของพอลเมอรไดดขน ใหสมบตเชงกลทสงขนและทาใหผวของชนงานทขนรปไดมความขรขระนอยลงอกดวย

2.6 พอลคาโปรแลคโตน (PCL) พอลคาโปรแลคโตนเปนพอลเมอรชวภาพชนดหนงจดอยในกลมพอลเอสเทอรทมสายโซตรง ท

สงเคราะหมาจากนามนดบผานกระบวนการทางเคมแตสามารถยอยสลายไดทางชวภาพ กระบวนการสงเคราะหพอลคาโปรแลคโตนมหลายวธ ยกตวอยางเชน ผานปฏกรยาพอลเมอไรเซชนแบบควบแนน

(Polycondensation) ของ Ahydroxycarboxylic acid:6-hydroxyhexanoic acid และผานปฏกรยาพอลเมอ

ไรเซชนแบบเปดวง (Ring opening polymerization) ของ -caprolactoneรวมกบการใชตวเรงปฏกรยา

อนทรย, ตวเรงปฏกรยาโลหะ, หรอเอนไซม [12]

ภาพท 2.5การสงเคราะหพอลคาโปรแลคโตน

25

2.6.1 สมบตทางกายภาพและทางเคม [13]

พอลคาโปรแลคโตนจดเปนเทอรโมพลาสตกชนดหนงมลกษณะเปนกงผลกมอณหภมหลอมเหลวตา คอ อยทประมาณ 60 oCและอณหภมการเปลยนจากสถานะคลายแกว (Glass transition

temperature) อยทประมาณ -60 oCมความหนาแนนอยท 1.14 g/cm3มความแขงแรง มสมบตตานทานตอคลอรน โดยสวนใหญพอลคาโปรแลคโตนจะถกใชเปนสารเตมแตงสาหรบเรซนเพอปรบปรงใหสามารถขนรปไดงายขนและปรบปรงสมบตในดานตางๆ (เชน สมบตการรบแรงกระแทก) เพราะพอลคาโปรแลคโตนนนสามารถเขากนกบวสดอนๆไดงาย

2.6.2 พอลพอลคาโปรแลคโตนกบชวการแพทย [13]

พอลคาโปรแลคโตนไดรบการยอมรบจาก Food and Drug Administration (FDA) ทางดานการนาไปใชงานเกยวกบรางกายมนษย เนองจากพอลคาโปรแลคโตนมสมบตทนาสนใจ คอ ความสามารถในการละลายในตวทาละลายอนทรย, สามารถขนรปทอณหภมตา, และมการสลายตวทางชวภาพทไมกอใหเกดผลตภณฑทเปนพษ พอลคาโปรแลคโตนจะเกดการสลายตวทางชวภาพจากการเกดปฏกรยาไฮโดรไลซสทบรเวณพนธะเอสเทอร(Ester linkages) และจะสญเสยความแขงแรงประมาณ50% ภายในระยะเวลา 8 สปดาห การเกดปฏกรยาไฮโดรไลซสทบรเวณพนธะเอสเทอรนนจะทาใหเกดสารโอลโกเมอรซงเปนสารทมนาหนกโมเลกลตาซงจะถกกาจดไปโดยเซลลในระยะ macrophages และจะทาใหเกดสารผลตภณฑ คอ -hydroxycaproic acid จากกระบวนการเมตาบอลซมของวงจร Tricarboxylic acid (TCA) ซงสดทายกจะถกกาจดออกจากรางกาย ทาใหไมกอใหเกดความเปนพษ เมอเปรยบเทยบกบพอลเอสเทอรชนดอน เชน PLGA พบวา พอลคาโปรแลคโตนมอตราการสลายตวทางชวภาพตากวา ดงนนจงเหมาะสมในการประยกตเปนอปการณสาหรบปลกถายระยะยาว

งานวจยของ A. Rezael และคณะ [14] ไดศกษาวสดเชงประกอบระดบนาโน (Nanocomposite) ระหวางไฮดรอกซอะปาไทคและพอลคาโปรแลคโตนทขนรปดวยกระบวนการโซล-เจล (in situ sol-gel

process) พบวา อนภาคของไฮดรอกซอะปาไทดระดบนาโนนนสามารถกระจายตวไดอยางสมาเสมอและทวถงในวฎภาคของพอลเมอร คาโมดลสของยงและความแขงแรงของวสดเชงประกอบนนสงกวา neat PCL และมคาสงทสดเมอใชอตราสวนของไฮดรอกซอะปาไทดเปน % โดยนาหนก ในการ

26

ทดสอบสมบตทางชวภาพของตวอยางโดยการจมแชในสารจาลองของเหลวในรางกาย (Simulated

body fluid) พบวา การเตมไฮดรอกซอะปาไทดนนทาใหความสามารถในการเขากนไดทางชวภาพของวสดเพมขนอยางมาก

งานวจยของ V. Cannillo และคณะ [15] ไดศกษาโครงรางกระดกจากวสดเชงปะกอบระหวาง Bioglass® S และพอลคาโปรแลคโตนโดยวธการชะลางเกลอ การศกษานไดใชเกลอโซเดยมคลอไรด โซเดยมไฮโดรเจนคารบอเนต และเกลอผสมของทงสองชนด เพอใหไดโครงขายของรพรนทเหมาะสม ซงจากการทดลองทาง V. Cannillo และคณะไดเลอกใชเกลอผสมของโซเดยมคลอไรดและโซเดยมไฮโดรเจนคารบอเนต เนองจากเกลอผสมนทาใหเกดรปรางลกษณะของรพรนทดทสด นอกจากนไดทดสอบทอตราสวนและขนาดของแกวทตางกน โครงรางกระดกทไดนนจะถกนาไปตรวจสอบโครงสราง ทาการทดสอบสมบตเชงกลและทดสอบสมบตทางชวภาพในแงของการประยกตใชในทางการแพทยโดยทดสอบในสภาวะจาลอง( In vitro) และทดสอบความเปนพษ (Cytotoxicity) ซงผลจากการศกษาพบวาโครงรางกระดกนมความเชอมโยงกนของรพรนทด และเหมาะสมสาหรบการเจรญเตบโตของกระดก สวนสมบตเชงกลของวฏภาค PCL จะไมมการเปลยนแปลงเมอมการใสแกวลงไป ผลของความวองไวทางชวภาพพบวาจะลดลงในการทดสอบทสภาวะจาลอง เนองจากเกดแคลไซต (Calcite) บนแกวซงเกดจากการทาปฏกรยาของแกวกบนาทใชในการชะเกลอและในการทดสอบความเปนพษตอเซลลพบวา PCL-4SS5 มศกยภาพทดทจะทาใหเซลลเจรญเตบโตไดและสามารถพฒนาตอไปไดในอนาคตการใชวธการชะลางเกลอในการผลตโครงรางกระดกทม Bioglass® เปนองคประกอบนนจาเปนตองมความชานาญในการทาและยงคงตองการการพฒนาตอไปเพอไมใหเกดแคลไซต

2.7 พอลเมอรผสมระหวางพอลแลคตกแอซด (PLA) และพอลคาโปรแลคโตน (PCL) ถงแมวาการใชวสดเสรมองคประกอบระหวาง PLA และเซรามคนนจะสามารถใชในงานทาง

วศวกรรมเนอเยอกระดกไดแตกยงคงไมดเพยงพอ เนองดวยยงคงมสมบตเชงกลทไมสงมากนกและจะมการสญเสยสมบตเชงกล คอความแขงแรงลดลงเมอเกดการสลายตวไป ทาใหความแขงแรงนนไมเพยงพอตอการใชงานทดแทนกระดก ดงนนเพอเพมสมบตเชงกลและยดอายการใชงานของวสด V. Guarino และคณะ [16] จงไดใช Polycaprolactone (PCL) ในการเสรมแรงใหกบเสนใยของ PLLA

เพอนาไปประยกตใชในงานทางวศวกรรมเนอเยอกระดก ไดทาการเตรยมวสดดวยการใชเสนใย PLLA

27

ผานไปในสารละลายทประกอบดวย PCL และ NaCl เพอใหเฟสของ PCL เคลอบอยบนเสนใย PLLA

จากนนจงทาการกาจด NaCl ออก (Leaching) สาเหตทเลอกใช PCL และ PLLA นนเนองจากวาพอลเมอรทงสองนนจดอยในประเภทของพอลเอสเทอรเหมอนกนดงนน พอลเมอรทงสองจงจะมกลไกการสลายตวคลายกน โดยเฉพาะสาหรบ PCL นนถกใชในงานวศวกรรมเนอเยอกระดกอยางกวางขวางเนองจากมความเขากนไดทางชวภาพกบรางกาย สามารถขนรปไดงาย, และมสมบตเชงกลสง แตเนองจากวามสมบตความไมชอบนา (Hydrophobic) สงดงนน จงมอายการใชงานนานกวาเนองจากสลายตวไดชากวา จากผลการทดลองพบวาวสดทเตรยมไดจะมรพรนขนาดคอนขางใหญ คอ – μm ซงการมรพรนขนาดใหญนนจะทาใหการเตบโตของเซลลมประสทธภาพมากกวาการมรพรนขนาดเลก PCL นนจะสามารถอยในรางกายไดประมาณ ป แตเสนใย PLLA นนจะมอตราการสลายตวทเรวกวามาก ซงเปนการควบคมอตราการสลายตวของวสดทาใหมอตราการสลายตวทเหมาะสมกบอตราการเกดกระดกใหมขนมาทดแทน และจากงานวจยของ Patrício และคณะ [17] ซงทาการศกษาเปรยบเทยบสมบตทางชวภาพระหวางโครงรางกระดกจาก PCL และพอลเมอรผสม PCL/PLA ทขนรปดวยกระบวนการ BioCell Printing พบวา ความสามารถใหเลลเขามายดเกาะและเจรญของพอลเมอรผสมนนสงกวา neat PCL เนองจากพอลเมอรผสมมสมบตชอบนา ลกษณะของชนงานทไดยงมผวทขรขระมากกวา และมขนาดรพรนทเหมาะสมมากกวาชนงานจาก neat PCL

วสดทใชเปนวสดทดแทนกระดกนนควรจะเปนวสดทมความเปนรพรนสงและมขนาดรวมทงการกระจายตวของรพรนทสมาเสมอ ดงนนการนาพอลเมอรทไมสามารถเขากนไดกบ PLA เพอมาผสมกบ PLA จงเปนทนาสนใจในการนามาประยกตใชงานดานน โดย M.Todo และคณะ [ 8] ไดทาการศกษาเกยวกบกลไกการแตกหกระดบไมโครของพอลเมอรผสมระหวาง PLA และ PCL โดยใช PCL เทากบ %wt ซงจากผลการทดลองพบวาการผสม PCL กบ PLA จะทาใหความเปนผลกของ PLA เพมขน แตระบบผสมของพอลเมอรทงสองจะเกดการแยกเฟสกน โดยมเฟสของ PCL

กระจายตวอยในลกษณะคลายอนภาคเลกๆในเฟสของ PLA และขนาดของเฟส PCL จะเพมขนเมอเพมปรมาณ PCL ดงภาพท 2.5

28

ภาพท 2.6 ภาพผวรอยแตกของวสดเชงประกอบ PLLA/PCL โดย (a) PLLA (b) PLLA/PCL และ (c) PLLA/PCL [ ]

S. Pierre และคณะ [19]ไดศกษาเกยวกบการผลต PLLA ทมรพรน โดยการผสม PLLA กบ PCL ในอตราสวนตางๆเปน 80/20 60/40 50/50 40/60 และ 20/80 ดวยวธการผสมแบบหลอมเหลว (Melt

mixing) ซงพบวา PLLA และ PCL นนไมสามารถเขากนได จากนนจงสกด PCL ออกดวยกรดนาสม

เพอทาใหไดวสดทมรพรน จากการทดลองพบวา จะไดรพรนทมการเชอมตอกนอยางสมบรณเมอใชปรมาณ PCL ในอตราสวน 60/40 ซงจะใหรพรนปรมาณ 40 ถง 60 % มขนาดของรพรนอยในชวง 1.5

ถง 88 μm นอกจากนนการผสมและสกด PCL ไมสงผลกระทบตอปรมาณผลกของ PLLA โดยจะมปรมาณผลก 25 ถง 38 % และมคาโมดลสกดอดและความแขงแรง (Strength) ท 10% strain เปน 190

และ 11 MPa ตามลาดบ

29

บทท 3

วธการดาเนนงานวจย

3.1 สารเคมทใชในการทดลอง

1. (3-[4, 5-dimethylthiazol-2-yl]-2, 5-diphenyl-tetrazolium bromide) (MTT) จาก Invitrogen

Ltd.

2. Alpha modified eagle’s medium (α-MEM) จาก Gibco

3. Bioglass® 45S5 ขนาด 5 ไมโครเมตร จาก MO-SCI Health Care, LLC.

4. นาปราศจากไอออน (Deionized water) 5. ไดคลอโรมเทน (Dichloromethane: CH2Cl2) จาก Merck Ltd.

6. ไดเมทลซลฟอกไซด (Dimethylsulfoxide: DMSO) เกรด Analysis EMSURE® ACS จาก Merck Ltd

7. ไดโซเดยมไฮโดรเจนฟอสเฟต (Disodium hydrogen phosphate: Na2HPO4) จาก Sigma-

Aldrich Co., LLC.

8. นากลน (Distilled water) 9. เอทานอล (Ethanol) จาก Merck Ltd.

10. กรดเอทลนไดเอมนเตตระอะซตก (Ethylenediaminetetraacetic acid: EDTA) จาก Ameresco

11. Fetal Bovine serum (FBS) จาก HyClone

12. พอลคารโปแลคโตน (Polycarprolactone: PCL) เกรด Capa 6800 นาหนกโมเลกลประมาณ ,000 Da จาก Perstorp Co., Ltd.

13. พอลแลคตดแอซด (Poly(lactic acid): PLA) เกรด 2002D นาหนกโมเลกลประมาณ ,000

Da จาก Naturework LLC.

14. โพแทสเซยมคลอไรด (Potassium chloride: KCl) เกรด Plant cell culture test จาก Sigma-

Aldrich Co., LLC.

30

15. โพแทสเซยมไดไฮโดรเจนฟอสเฟต (Potassium dihydrogen phosphate: KH2PO4) เกรด Plant

cell culture test จาก Sigma-Aldrich Co., LLC.

16. Sigma cote จาก Sigma-Aldrich Co., LLC.

17. ซลเวอรไนเตรต (Silver nitrate: AgNO3) จาก POCH S.A.

18. โซเดยมคลอไรด (Sodium chloride: NaCl) เกรด Cell culture Reagent จาก Sigma-Aldrich Co.,

LLC. และเกรด Analytical จาก RCI Labscan Ltd.

19. โซเดยมไฮโดรเจนคารบอเนต (Sodium hydrogen carbonate: NaHCO3) เกรด Plant cell culture

test จาก Sigma-Aldrich Co., LLC.

20. Trypan blue จากบรษท Sigma

21. ทรปซน (Trypsin/EDTA) จาก Fluka

3.2 เครองมอและอปกรณทใชในการทดลอง

1. 96 wells plate

2. อลมเนยมฟอยด (Aluminium foil) 3. หมอนงอดไอ (Autoclave) จากบรษท Tommy รน SS-325

4. Autopipette ขนาด 20-200ml 5. Autopipette ขนาด 100-1000ml 6. บกเกอร (Beaker) 7. ตะแกรงรอน (Sieve) จากบรษท Scientific promotion รน 316 L ขนาด และ

140 mesh

8. เครองปนเหวยง (Centrifuge) จากบรษท Hettrich

9. หลอดปนเหวยง (Centrifuge tube) 10. เครองขนรปอดรอน (Compression molding machine) จากบรษท Carver รน – H

11. สาล (Cotton) 12. ตแชแขงอณหภม –80 องศาเซลเซยส (Deep freezer) จากบรษท NuAire

31

13. หลอดหยด (Dropper) 14. เครองชง (Electronic balance) 15. ขวดแกวรปชมพ (Erlenmeyer flask) 16. กระดาษกรอง (Filter paper) 17. ตวกรองขนาด 0.2 ไมครอน (Membrane filter)

18. กรวยแกว (Glass funnel) 19. ขวดแกว (Glass laboratory bottle) 20. กระบอกตวง (Graduated cylinder) 21. Hemacytometer จากบรษท Boeco

22. เครองบดความเรวสง (High speed ball mill) 23. ตบมควบคมอณหภมและคารบอนไดออกไซด (CO2 Incubator)จากบรษท NuAire 24. ตปลอดเชอ (Laminar air flow class II)จากบรษท NuAire 25. กลองจลทรรศน (Light microscope) จากบรษท Olympus 26. แทงแมเหลกกวน (Magnetic bar) 27. เครองกวนใหความรอน (Hot plate with stirrer) 28. แมพมพ (Mold) 29. ตอบ (Oven) 30. จานเพาะเชอแกว (Petri dish) 31. ปเปต (Pipette) ขนาด 5 และ 10 มลลลตร

32. เครองวดกรดดาง (pH-Meter)จากบรษท Schott 33. ตเยน (Refrigerator) 34. Sieve shaker จากบรษท Scientific promotion รน AS 200

35. ชอนตกสาร (Spatula) 36. แทงแกวคนสาร (Stirring rod) 37. กระบอกฉดยา (Syringe)

32

38. T-flask ขนาด 25 cm3 39. หลอดขนาดเลด (Vial tube)

3.3 เครองมอทใชในการวเคราะห

3.4.1 Differential scanning calorimeter (Perkin Elmer: Model Pyris 1)

3.4.2 Microplate ELISA reader (TECAN: ELISA)

3.4.3 Thermogravimetric analyzer (Mettler Toledo: TGA/DSC ) 3.4.4 Scanning electron microscope (CamScan: MX- และ JOEL: JSM 5410) 3.4.5 Universal testing machine (LLOYD Instruments: LR50 K)

3.4 วธการดาเนนงานวจย

3.4.1 การเตรยมวสดเชงประกอบของ PLA/PCL/Bioglass®

การเตรยมวสดเชงประกอบระหวาง PLA/PCL/Bioglass® แบงออกเปนสองขนตอน ขนตอนแรก คอ การเตรยมพอลเมอรผสมระหวาง PLA/PCL และทาการศกษาสมบตทางความรอน สมบตเชงกล และความเปนรพรน ของชนงานเพอหาสตรทมความเหมาะสมทสด ขนทสอง คอ การเตรยมวสดเชงประกอบระหวาง PLA/PCL/Bioglass® โดยเลอกใชสตรทพจารณาวามความเหมาะสมทสดจากขนตอนแรกมาเตมสวนของ Bioglass® เพมเตม

การเตรยมอนภาคเกลอ 3.4.1.1 บดเกลอ (NaCl) ดวยเครองบดความเรวสง (High speed ball mill) โดยแบงบด

ครงละ 200 กรม เปนเวลา 1 ชวโมง เมอบดเรยบรอยนาไปอบทอณหภม 80 องศาเซลเซยส

3.4.1.2 นาเกลอทบดและอบแหงแลวมาคดแยกขนาดดวยตะแกรง (Test sieve) โดยแบงเปนชวงขนาดดงน 355-250 250-150 และ 150-106 ไมครอน จากนนนาเกลอแตละขนาดมาอบทอณหภม 80 องศาเซลเซยส

33

การเตรยมพอลเมอรผสม PLA/PCL ทมเกลอผสมอย 3.4.1.3 ละลาย PLA และ PCL ในไดคลอโรมเทนใหมความเขมขนเปน 10%โดย

นาหนกตอปรมาตร จากนนผสม PLA และ PCL ดวยการผสมแบบสารละลาย (Solution blending) ในอตราสวน PLA/PCL เปน 100/0 95/5 90/10 และ 85/15 โดยนาหนกเมอละลายเปนเนอเดยวกนแลวทาการเตมเกลอทผานการอบแลวตามสดสวนทกาหนด คอ 75 และ 5%โดยนาหนก และขนาดทกาหนด คอ 355-250 250-150 และ 150-106 ไมครอน ในการเตรยมวสดเชงประกอบระหวาง PLA/PCL/Bioglass® หลงจากเตมเกลอจะทาการเตม Bioglass® ในสดสวน 5 10 และ 15%โดยนาหนก หลงจากนนกวนตออก 20 นาทเพอใหเฟสของของแขงกระจายตวอยในสารละลายพอลเมอร

3.4.1.4 เมอเกลอกระจายตวอยในสารละลายพอลเมอรดแลวนาสารละลายมาตกตะกอนดวยเอทานอลปรมาตรมากกวาสารละลายสองเทา จะไดเปนเจลสขาวขน รดใหเปนแผนบางจากนนนาไปอบทอณหภม 50 องศาเซลเซยส เปนเวลา 24 ชวโมง และตดใหเปนชนเลกๆ

3.4.2 การขนรปโครงรางกระดกดวยการขนรปดวยการกดอด (Compression molding) 3.4.2.1 กอนนาไปขนรปดวยกระบวนการกดอดจะนาตวอยางทตดแลวไปอบเพอไล

ความชนกอน

3.4.2.2 นาตวอยางทอบแลวมาใสในแมพมพ ซงชนงานตวอยางจะมลกษณะเปนรปทรงกระบอกขนาดเสนผานศนยกลาง 17 มลลเมตร และสง 8 มลลเมตร

3.4.2.3 หลงจากเตมตวอยางลงในแมพมพ นาไปใหความรอนทอณหภม 175 องศาเซลเซยส เปนเวลา 6 นาท จากนนนาออกมาเพอทาการเตมตวอยางจนเตมแมพมพจากนนนาแมพมพทเตมตวอยางจนเตมแลวไปใหความรอนอกครงเปนเวลา 8 นาท และทาการอดขนรปทความดน 35 เมกะพาสคาล อณหภม 175 องศาเซลเซยส เปนเวลา 5 นาท

3.4.2.4 เมออดขนรปเสรจแลว จะนาแมพมพมาหลอเยนเปนเวลา 5 นาท

3.4.2.5 เมอหลอเยนแมพมพเสรจแลวจะนาแมพมพไปใหความรอนอกครงท 175 องศาเซลเซยส เปนเวลา 1นาท เพอทจะสามารถนาเอาชนงานตวอยางออกจากแมพมพได

34

3.4.2.6 เมอไดชนงานตวอยางแลวจะนามาชะลางดวยนา เพอชะเกลอภายในชนงานตวอยางออก โดยจะนาชนงานแชในนากลนและทาการกวนดวยแทงแมเหลกกวนสาร (Magnetic bar)

บนเครองกวนสาร (Stirrer)

3.4.2.7 ตรวจสอบการมอยของเกลอทถกชะออกมาดวยซลเวอรไนเตรตซงจทาปฏกรยากบเกลอ (NaCl) ใหตะกอนสขาวของซลเวอรคลอไรด (AgCl) เมอนากลนมปรมาณเกลอทถกชะออกมานอยลง จะเปลยนจากการชะดวยนากลนเปนนาทปราศจากไอออน (DI water)

3.4.2.8 เมอเกลอถกชะออกหมดแลวนาชนตวอยางทไดมาอบทอณหภม 50 องศาเซลเซยส เปนเวลา ชวโมงและนาไปเกบไวในถงซบลอกเพอทาการทดสอบตอไป

3.4.3 การทดสอบสมบตเชงกลโดยเครอง Universal testing machine

การทดสอบสมบตการทนทานตอแรงกด (Compressive test) ใช Load cell 50 กโลนวตน และ Crosshead speed 2 มลลเมตรตอนาท และจะหยดการทดสอบเมอกดลงไปประมาณ 75% ของความหนาเรมตน

3.4.4 การศกษาสมบตทางความรอน

ศกษาสมบตทางความรอนดวยเทคนค Differential scanning calorimetry (DSC) และ Thermogravimetry (TGA) สาหรบเทคนค DSC ทดสอบภายใตบรรยากาศไนโตรเจน ใชอตราการใหความรอน 10 องศาเซลเซยสตอนาท และชวงอณหภมทใชทดสอบ คอ 30 – 200 องศาเซลเซยส สาหรบเทคนค TGA ทดสอบภายใตบรรยากาศไนโตรเจน อตราการใหความรอน 20 องศาเซลเซยสตอนาท

และชวงอณหภมทใชทดสอบ คอ 30 – 400 องศาเซลเซยส

3.4.5 การศกษาขนาด รปราง และการกระจายตวของรพรน

ศกษาขนาดรปรางและการกระจายตวของรพรนโดยการทดสอบพจารณาดภาคตดขวางของชนงานดวยเทคนค Scanning electron microscope (SEM) ทาการเตรยมตวอยางโดยการแชตวอยางในไนโตรเจนเหลวแลวนาขนมาตดดวยมด จากนนจงนาตวอยางไปอบไลความชนทอณหภม องศา

35

เซลเซยสเปนเวลา ชวโมง กอนการทดสอบเคลอบผวของชนงานดวยทองคาโดยเทคนคสปตเตอรรง (Sputtering) จากนนตรวจสอบชนงานโดยใชโหมดการถายภาพแบบ backscattering electron (BEI) เมอถายภาพ SEM เรยบรอย จงตรวจสอบชนดและปรมาณธาตดวยเทคนคการกระจายพลงงานของรงสเอกซ (Energy dispersive X-ray analysis; EDX) และหาขนาดรพรนทาโดยใชโปรแกรม Image Tool

3.4.6 การศกษาความหนาแนนและปรมาณรพรน [4]

3.4.6.1 ความหนาแนนและปรมาณรพรนของชนงานหาจากการวดขนาดและชงนาหนกชนงาน โดยคานวณหาความหนาแนนไดจากสมการท (1)

d = m

V

โดย d คอ ความหนาแนนของชนงาน m คอ มวลของชนงาน V คอ ปรมาตรของชนงาน

3.4.6.2 คานวณหาปรมาณรพรนของชนงานทมรพรนไดจากสมการท ( ) p0= 1-

d

dp

โดย p0 คอ ปรมาณรพรนของชนงาน dp คอ ความหนาแนนของชนงานไมมรพรนทไดจากการขนรปดวยวธการเดยวกนกบชนงานทมรพรน

3.4.1 การศกษาความเปนพษตอเซลล (Cytotoxicity) โดยวธ MTT assay แบบ Indirect

method

3.4.7.1 นาตวอยางปรมาณ 4 กรม มาบดใหมขนาดเลกเพอเพมพนทผว แลวนาไปใสในขวดรปชมพทมอาหารเลยงเซลลปรมาตร 15 มลลลตร

3.4.7.2 นาไปบมทอณหภม 37 องศาเซลเซยส เปนเวลา 24 ชวโมง

( )

(2)

36

3.4.7.3 หลงจาก 24 ชวโมง ทาการกรองอาหารเลยงเซลลออกดวยกรวยแกวและกระดาษกรอง จากนนนาอาหารทกรองไดไปกรองปลอดเชอดวยตวกรองขนาด . ไมครอน

3.4.7.4 จากนนนาไปเจอจางดวยอาหารเลยงเซลลใหมความเขมขนของสารทดสอบทความเขมขนตางๆคอ 50.000 25.000 12.500 6.250 และ 3.125 กรมตอมลลลตร

3.4.7.5 เตรยมเซลลใน wells plate โดยใสความหนาแนนของเซลลเปน ×เซลลตอมลลลตร ปรมาตร 100 ไมโครลตร บมเลยงเซลลเปนเวลา ชวโมง

3.4.7.6 จากนนใสสารทดสอบทเตรยมไดทความเขมขนตางๆ ลงในหลมๆละ ไมโครลตร และบมเลยงเซลลตออก ชวโมง

3.4.7.7 วดความมชวตของเซลลดวย MTT assay

ทาไดโดยนาสารละลายอาหารเลยงเซลลออกจากหลมเลยงเซลล จากนนเตมสารละลาย MTT/PBS (1 mg/ml in 0.05 M Phosphate-buffered saline) ลงในแตละหลม บมอก 4

ชวโมง แลวละลายผลกฟอรมาแซน (Formazan) ดวยไดเมทลซลฟอกไซด จากนนนาไปอานดคาการดดกลนแสงท 570 นาโนเมตร ดวย Microplate ELISA reader คานวณหา % ความมชวตของเซลลไดจากสมการท (3)

% ความมชวต = × 100

โดย Experimental group คอ เซลลทเลยงโดยใชอาหารเลยงเซลลทมสารสกด Control group คอ เซลลทเลยงโดยใชอาหารเลยงเซลลมาตรฐาน

(3)

37

บทท 4

ผลการทดลองและวจารณผลการทดลอง

4.1 ผลจากปรมาณพอลคาโปรแลคโตน (PCL) 4.2.1 ผลจากปรมาณพอลคาโปรแลคโตนทมตอลกษณะทางกายภาพ

เมอพจารณาถงผลของปรมาณ PCL พบวา ตวอยางทเปนพอลเมอรผสมระหวาง PLA/PCL นนมลกษณะพนผวทขรขระมากกวาตวอยางทเปน neat PLA ดงภาพท . เนองจาก PCL

นนไมสามารถเขากนไดกบ PLA ดงนนจงเกดการแยกเฟสระหวางพอลเมอรทงสอง ทาใหพนผวของชนงานทไดมความขรขระมากกวา แตไมสงผลตอขนาดของรพรน ซงสอดคลองกบงานวจยของ M.

Todo และคณะ [1 ] ซงพบวา PLA และ PCL ไมสามารถเขากนได เมอนามาผสมกนในอตราสวน

PLA/PCL เปน 95/5 และ 85/15 จะพบเฟสของ PCL กระจายตวอยในวฏภาคของ PLA ซงความขรขระของผววสดนนจะสงผลใหเซลลสามารถเขายดเกาะไดดขน ดงเชนงานวจยของ Patrício T. และคณะ [17] ซงศกษาเปรยบเทยบระหวางโครงรางกระดกจาก neat PLA และจากพอลเมอรผสมระหวาง PLA

และ PCL ซงจากการทดสอบ พบวาเซลลสามารถเกาะและเจรญบนโครงรางกระดกจากพอลเมอรผสมระหวาง PLA และ PCL ไดมากกวาโครงรางกระดกจาก neat PLA

38

ภาพท 4.1 SEM micrographs ของผวภาคตดขวางของตวอยาง:

(a) neat PLA 75%wt NaCl ขนาดอนภาค 355-250 μm

(b) PLA:PCL 95:5 75%wt NaCl ขนาดอนภาค 355-250 μm

(c) PLA:PCL 90:10 75%wt NaCl ขนาดอนภาค 355-250 μm

(d) PLA:PCL 85:15 75%wt NaCl ขนาดอนภาค 355-250 μm

พจารณาขนาดของรพรนของพอลเมอรผสม ดงภาพท . พบวาขนาดรพรนจะมคาใกลเคยงกนเมอปรมาณ PCL มากขน แสดงวาปรมาณ PCL สงผลตอขนาดของรพรนทเกดขนในชนงาน

ภาพท . ขนาดรพรนเฉลยของพอลเมอรผสมทมอตราสวนของ PCL ตางๆกน

0

100

200

300

400

500

Avera

ge Po

re siz

e (micr

ons)

neat PLA

PLA:PCL 95:5

PLA:PCL 90:10

PLA:PCL 85:15

(a) (b) (c) (d)

39

พจารณาปรมาณรพรน ดงภาพท . พบวา ปรมาณ PCL สงผลตอปรมาณรพรนทไดเลกนอย โดยปรมาณรพรนของพอลเมอรผสมนนจะมคาสงกวา ปรมาณรพรนของ neat PLA

เลกนอย เนองจากพอลเมอรทงสองขนนนไมสามารถเขากนได ทบรเวณผวรอยตอระหวางเฟสจงมชองวางเกดขน สงผลใหปรมาณรพรนของพอลเมอรผสมเพมขนเลกนอย

ภาพท . ปรมาณรพรนของพอลเมอรผสมทมอตราสวนของ PCL ตางๆกน

พจารณาความหนาแนนของพอลเมอรผสม ดงตารางท 4.1 พบวา การผสมดวย PCL สงผลใหความหนาแนนของชนงานลดลงเลกนอยเนองจากพอลเมอรทงสองชนดเขากนไมไดจงทาใหเกดความขรขระทผวชนงาน และอาจเกดชองวางระหวางพนผวของ PCL และ PLA ภายในชนงานซงสงผลใหความหนาแนนของชนงานตาลง

0102030405060708090

100

Poros

ity (%

)

neat PLA

PLA:PCL 95:5

PLA:PCL 90:10

PLA:PCL 85:15

40

ตารางท 4. ความหนาแนนของพอลเมอรผสมจากการคานวณทมอตราสวนของ PCL ตางๆกน

Samples Density

(g/cm3) SD

neat PLA 1.0721 0.0349

PLA:PCL 95:5 0.9937 0.0398

PLA:PCL 90:10 0.9800 0.0438

PLA:PCL 85:15 1.0005 0.0292

4.2.2 ผลจากปรมาณพอลคาโปiแลคโตนทมตอสมบตทางความรอน

เมอพจารณาอณหภมสลายตว (degradation temperature: Td) ของตวอยางทอตราสวนของ PCL ตางๆกน ดงตารางท . พบวา อณหภมสลายตวของพอลเมอรผสมนนมคานอยกวา neat PLA เลกนอย เนองจากพอลเมอรทงสองไมสามารถเขากนได ทาใหภายในชนงานมชองวางระหวางพนผวของ PCL และ PLA ความหนาแนนของตวอยางตาลง ทาใหสารผลตภณฑทเกดจากการสลายตวของตวอยางสามารถระเหยออกไปไดเรวกวา อณหภมสลายตวของตวอยางทเปนพอลเมอรผสมจงมคาตากวา และเนองจากอตราสวนของ PCL ตวอยางมนอยจงไมสงเกตเหนการสลายตวในสวนของ PCL

ตารางท 4.2 อณหภมสลายตวของพอลเมอรผสมทมอตราสวนของ PCL ตางๆกน

Sample Onset Temp. (oC) Td (oC)

neat PCL 396.36 426.10

neat PLA 349.63 373.54

PLA:PCL 95:5 345.85 364.46

PLA:PCL 90:10 343.53 362.46

PLA:PCL 85:15 344.76 364.86

41

เมอพจารณาอณหภมเปลยนสถานะคลายแกว (Tg) อณหภมการเกดผลก (Tc) อณหภมหลอมเหลว (Tm) และปรมาณผลก (Xc) ของตวอยางทอตราสวนของ PCL ตางๆกน พบวา ไมสงผลตออณหภม Tm ของ PLA แตอาจทาใหอานคา Tgของ PLA คลาดเคลอนไปได เนองจากอณหภม Tmของ PCL นนอยในชวงอณหภมเดยวกบ Tgของ PLA โดยชวงอณหภม Tmของ PCL คอ 59 – 64 oC

และ ชวงอณหภม Tg ของ PLA คอ 55 – 60 oC

เมอพจารณาปรมาณผลกพบวา เมอผสมดวย PCL จะมปรมาณผลกลดลง เนองจาก PCL จะขดขวางการเคลอนทของโมเลกลของ PLA ระหวางกระบวนการเกดผลก ทาให PLA

เกดผลกไดนอยลง สอดคลองกบผลการทดลองจากงานวจยของ Ferenc Tuba และคณะ [20] ททาการศกษาพอลเมอรผสมระหวาง PLA และ PCL และพบวาพอลเมอรทงสองมจลศาสตรการเกดผลกทตางกน เมอนาพอลเมอรทงสองมาผสมกนจะทาใหปรมาณผลกของ PLA ลดลง ตารางท 4.3 อณหภมเปลยนสถานะคลายแกว (Tg) อณหภมการเกดผลก (Tc) อณหภมหลอมเหลว

(Tm) และปรมาณผลก (Crystallinity) ของพอลเมอรผสมทอตราสวนของ PCL ตางๆกน

Sample Tg (oC) Tm(PLA) (oC) Crystallinity of PLA (%)

neat PLA 51.36 149.10 7.52

PLA:PCL 95:5 61.76 154.08 2.19

PLA:PCL 90:10 56.36 153.56 0.74

PLA:PCL 85:15 57.49 155.56 1.68

4.2.3 ผลจากปรมาณพอลคาโปรแลคโตนทมตอสมบตเชงกล

เมอทดสอบการทนทานตอแรงกดโดยการกดชนงานไปประมาณ % ของความหนาเรมตนพบวา ความแขงแรง (Specific strength) ของพอลเมอรผสมทอตราสวนของ PCL ตางๆกน

พบวา ความแขงแรงของ neat PCL ตากวาความแขงแรงของ neat PLA นอกจากนน เนองจากพอลเมอรทงสองไมสามารถเขากนได โดย PCL จะกระจายตวอยในวฏภาคของ PLA เปนการขดขวางการ

42

กระจายตวของแรงของ PLA ดงงานวจยของ M. Todo และคณะ [18] ทศกษากลไกการแตกหกของพอลเมอรผสมระหวาง PLA และ PCL ซงพบวา PLA และ PCL นนไมสามรถเขากนได และ PCL จะเกดเปนหยดกลมกระจายตวอยในวฏภาคของ PLA ทาใหความแขงแรงของพอลเมอรผสมตากวาความแขงแรงของ neat PLA ดงภาพท .

เมอพจารณาคาโมดลส (Specific modulus) ของพอลเมอรผสมทอตราสวนของ PCL ตางๆกน พบวา คาโมดลสของพอลเมอรผสมสงกวาคาโมดลสของ neat PLA ดงภาพท .5 เนองจาก PLA เปนพอลเมอรแบบเปราะ (Brittle) สวน PCL เปนพอลเมอรแบบเหนยว (Ductile) และคาโมดลสคอความสามารถในการตานทานการเปลยนรป ดงนนเมอผสม PCL เขากบ PLA จงทาใหพอลเมอรผสมมสมบตแบบเหนยวเพมขน และเกดการเสยรปนอยลง คาโมดลสของพอลเมอรผสมจงเพมมากขน ซงผลทไดนแตกตางจากงานวจยของ H.-T. Liao และคณะ [25] ทศกษาพอลเมอรผสมระหวาง PLA และ PCL ในอตราสวน / / / / และ 50/50 พบวา การเตม PCL ลงในพอลเมอรผสม PLA/PCL นนทาใหคาความเคน (Stress) ของวสดลดลง แตระยะยด (Elongation) ของวสดเพมขน

ซงเมอระยะเพมขนจะทาใหความเครยด (Strain) เพมขนดวย และเนองจากคาโมดลสคออตราสวนระหวางความเคนตอความเครยด ดงนนเมอความเคนของวสดลดลง และความเครยดเพมขน จงทาใหคาโมดลสลดลงดวย ผลจากงานวจยนจงขดแยงกบผลการทดสอบทได

ภาพท 4. คา Specific strength (MPa/g) ของพอลเมอรผสมทมปรมาณ PCL แตกตางกน

0

20

40

60

80

100

Speci

ficv str

ength

(MPa

/g) neat PLA

PLA:PCL 95:5

PLA:PCL 90:10

PLA:PCL 85:15

neat PCL

43

ภาพท 4.5 คา Specific modulus (MPa/g) ของพอลเมอรผสมทมปรมาณ PCL แตกตางกน

4.2 ผลจากปรมาณโซเดยมคลอไรด (NaCl)

4.2.1 ผลจากปรมาณโซเดยมคลอไรดทมตอลกษณะทางกายภาพ

การเตม NaCl และนาตวอยางไปผานกระบวนการชะลางเกลอหลงจากการอดขนรปนนทาใหเกดรพรนขนภายในชนงาน โดยรพรนทเกดขนนนจะมการกระจายตวอยางสมาเสมอและมการเชอมตอกนของรพรน ดงภาพท .6

0

100

200

300

400

500

600

700

Speci

fi modu

lus (M

Pa/g)

neat PLA

PLA:PCL 95:5

PLA:PCL 90:10

PLA:PCL 85:15

neat PCL

44

ภาพท 4.6 SEM micrographs ของผวภาคตดขวางของตวอยาง:

(a) neat PLA 75%wt NaCl ขนาดอนภาค 355-250 μm

(b) PLA:PCL 95:5 75%wt NaCl ขนาดอนภาค 355-250 μm

(c) PLA:PCL 90:10 75%wt NaCl ขนาดอนภาค 355-250 μm

(d) PLA:PCL 85:15 75%wt NaCl ขนาดอนภาค 355-250 μm

(e) neat PLA 85%wt NaCl ขนาดอนภาค 355-250 μm

(f) PLA:PCL 95:5 85%wt NaCl ขนาดอนภาค 355-250 μm

(g) PLA:PCL 90:10 85%wt NaCl ขนาดอนภาค 355-250 μm

(h) PLA:PCL 85:15 85%wt NaCl ขนาดอนภาค 355-250 μm

เมอพจารณาถงผลของปรมาณรพรน พบวา ปรมาณ NaCl สงผลตอปรมาณรพรนของชนงาน โดยเมอใช NaCl ปรมาณมากขนสงผลใหปรมาณรพรนทเกดขนในชนงานเพมมากขน ดงภาพท

.7 เนองจากรพรนในเนอชนงานนนเกดจากการชะลาง NaCl ทอยภายในเนอชนงานออกในกระบวนการชะลางเกลอ ดงนนเมอปรมาณ NaCl มากขนปรมาณรพรนจงเพมมากขนดวย นอกจากนนเมอปรมาณ NaCl เพมขนสงผลใหการเชอมตอกนของรพรนเพมมากขน และผนงของรพรนบางลง เนองจากมสดสวนระหวางเนอพอลเมอรตอปรมาณ NaCl นอยลง

(a) (b) (c) (d)

(e) (f) (g) (h)

45

ภาพท 4.7 ปรมาณรพรนของ neat PLA ทมปรมาณและขนาดอนภาค NaCl แตกตางกน

เมอพจารณาความหนาแนนของชนงาน ดงตารางท . พบวา ปรมาณ NaCl นนสงผลตอความหนาแนนของชนงาน โดยเมอเพมปรมาณ NaCl ความหนาแนนของชนงานจะลดลง เนองจาก NaCl เปนสารทกอใหเกดรพรนภายในชนงาน ดงนนเมอเพมปรมาณ NaCl ปรมาณรพรนในชนงานจงเพมขน ซงทาใหปรมาณของเนอพอลเมอรลดลง สงผลใหความหนาแนนของชนงานมคาตาลง

0

20

40

60

80

100

355 250 150

Poros

ity (%

)

particle size of NaCl (microns)

75% NaCl

85% NaCl

- - -

46

ตารางท 4. ความหนาแนนของพอลเมอรผสมทมอตราสวนของ PCL NaCl ตางๆกนและขนาดอนภาค NaCl เปน - μm

Samples Density

(g/cm3) SD Samples

Density

(g/cm3) SD

Neat PLA 75%NaCl(1) 0.4246 0.0255 PLA:PCL

90:10

75%NaCl(1) 0.3615 0.0248

85%NaCl(1) 0.2361 0.0154 85%NaCl(1) 0.2207 0.0172

PLA:PCL

95:5

75%NaCl(1) 0.4066 0.0238 PLA:PCL

85:15

75%NaCl(1) 0.3467 0.0129

85%NaCl(1) 0.2378 0.0213 85%NaCl(1) 0.2093 0.0054

4.2.2 ผลจากปรมาณโซเดยมคลอไรดทมตอสมบตทางความรอน

เมอพจารณาอณหภมสลายตวของตวอยางทปรมาณ NaCl ตางๆกน ดงตารางท .5

พบวา ปรมาณของ NaCl สงผลตออณหภมสลายตวของตวอยาง โดยเมอปรมาณของ NaCl เพมมากขนอณหภมสลายตวจะมคาลดลง เนองจาก NaCl เปนสารททาใหเกดรพรนในชนงาน ดงนนเมอปรมาณของ NaCl มากขน รพรนในชนงานกจะเพมมากขนดวย สงผลใหสารผลตภณฑทเกดขนจากกระบวนการสลายตวของตวอยางสามารถระเหยออกไปไดเรวขนอณหภมสลายตวจงมคาตาลง

47

ตารางท 4. อณหภมสลายตวของพอลเมอรผสมทมอตราสวนของ PCL NaCl ตางๆกน และขนาด

NaCl เปน - μm

Sample Onset Temp. (oC) Td(oC)

neat PCL 0% NaCl 396.36 426.10

neat PLA 75% NaCl 325.24 347.17

85% NaCl 319.20 340.60

PLA:PCL 95:5 75% NaCl 319.38 340.64

85% NaCl 320.42 341.46

PLA:PCL 90:10 75% NaCl 310.67 340.64

85% NaCl 304.61 341.46

PLA:PCL 85:15 75% NaCl 311.80 335.29

85% NaCl 317.45 342.04

เมอพจารณาอณหภมเปลยนสถานะคลายแกว (Tg) อณหภมการเกดผลก (Tc) อณหภมหลอมเหลว (Tm) และปรมาณผลก (Xc) ของตวอยางทอตราสวนของ PCL NaCl ตางๆกน พบวา ปรมาณ NaCl สงผลตอปรมาณผลกของ PLA ดงตารางท . โดยเมอเพมปรมาณ NaCl ปรมาณผลกของ PLA จะเพมขนดวย เนองจากอนภาค NaCl จะทาหนาทเสมอนเปนสารกอผลก (Nucleating agent) ใหกบ PLA ระหวางกระบวนการเกดผลก สงผลให PLA เกดผลกไดเรวขนและมปรมาณผลกมากขนดวย

48

ตารางท 4.6 อณหภมเปลยนสถานะคลายแกว (Tg) อณหภมการเกดผลก (Tc) อณหภมหลอมเหลว

(Tm) และปรมาณผลก (Crystallinity) ของพอลเมอรผสมทมอตราสวนของ PCL NaCl

ตางๆกน และขนาดอนภาค NaCl เปน - μm

Sample Tg(oC) Tm(PLA) (oC) Crystallinity of PLA (Xc)

neat PLA 75% NaCl 55.25 152.23 5.87

85% NaCl 60.73 152.77 4.83

PLA:PCL 95:5 75% NaCl 61.21 152.46 3.83

85% NaCl 61.69 152.62 7.92

PLA:PCL 90:10 75% NaCl 62.57 152.96 4.26

85% NaCl 62.34 152.76 8.12

PLA:PCL 85:15 75% NaCl 51.26 154.81 27.93

85% NaCl 60.38 155.79 6.46

4.2.3 ผลจากปรมาณโซเดยมคลอไรดทมตอสมบตเชงกล

เมอพจารณาคาโมดลสและความแขงแรง พบวา ปรมาณ NaCl นนสงผลตอคาโมดลสโมดลสและความแขงแรง ดงภาพท .8 และ 4.9 โดยเมอปรมาณ NaCl เพมขนคาโมดลสโมดลสและความแขงแรงจะตาลง เนองจาก เนองจาก NaCl เปนสารทกอใหเกดรพรนภายในชนงาน ดงนนเมอเพมปรมาณ NaCl ปรมาณรพรนในชนงานจงเพมขน และมปรมาณเนอพอลเมอรซงทาหนาทในการรบแรงลดลง สงผลใหชนงานสามารถรบและสงผานแรงไดนอยลง ดงนน คาโมดลสจงลดลง สอดคลองกบงานวจยของ P.X. Ma และคณะ [ ] ซงพบวาโครงสรางรพรนทเปนแบบเนอผสม (Heterogeneous) นนปรมาณและขนาดของรพรนจะลงผลตอคา โมดลสกดอด โดยพบวาเมอปรมาณรพรนมากคาโมดลสจะลดลง

49

ภาพท 4.8 คา Specific strength (MPa/g) ของพอลเมอรผสมทมปรมาณ NaCl ตางๆกน

ภาพท 4.9 คา Specific modulus (MPa/g) ของพอลเมอรผสมทมปรมาณ NaCl ตางๆกน

0

20

40

60

80

100

120

355 250 150

Speci

ficv str

ength

(MPa

/g)

Particle size of NaCl (microns)

neat PLA

75% NaCl

85% NaCl

0

100

200

300

355 250 150

Speci

fic mo

dulus

(MPa

/g)

Particle size of NaCl (microns)

neat PLA

75% NaCl

85% NaCl

- - -

- - -

50

4.3 ผลจากขนาดอนภาคโซเดยมคลอไรด (NaCl)

4.3.1 ผลจากขนาดอนภาคโซเดยมคลอไรดทมตอลกษณะทางกายภาพ

เมอพจารณาถงขนาดอนภาคของ NaCl พบวา ขนาดและลกษณะของรพรนภายในชนงานนนขนอยกบอนภาคของ NaCl ดงภาพท .10 โดยเมอใช NaCl ทอนภาคขนาดใหญ จะทาใหรพรนทเกดขนภายในชนงานมขนาดทใหญ จานวนรพรนนอย และมผนงรพรนหนา และเมอใช NaCl ทอนภาคเลกลง จะทาใหรพรนมขนาดเลก จานวนรพรนมากขน แตมผนงรพรนบางลง นอกจากนน เนองจากเมออนภาคของ NaCl มขนาดเลกชองวางระหวางอนภาคจงมขนาดเลกดวย ทาใหสารสะลายพอลเมอรไหลเขาไปไดยากขน สงผลใหเกดชองวางขนาดเลกทผนงของรพรนในบางสวน ซงจะเปนผลดตอการถายเทอาหารและออกซเจนสาหรบการประยกตใชในงานวศวกรรมเนอเยอกระดก ดงงานวจยของ S. Bose และคณะ [ ] ซงกลาววา วสดโครงรางกระดกทมทงรพรนขนาดเลกและขนาดใหญอยรวมกนนน จะสามารถทาใหเซลลเขามาเกาะและเจรญไดดกวาวสดโครงรางกระดกทมเพยงแตแตรพรนขนาดใหญ เนองจากรพรนขนาดเลกนนจะชวยในการถายเทอาหาร ออกซเจน รวมทงขบถายของเสยจากกระบวนการเจรญของเซลล ทาใหเซลลสามารถเกาะและเจรญไดรวดเรวมากขน

ภาพท 4.10 SEM micrographs ของผวภาคตดขวางของตวอยาง:

(a) neat PLA 75%wt NaCl ขนาดอนภาค 355-250 μm

(b) neat PLA 75%wt NaCl ขนาดอนภาค 250-150 μm

(c) neat PLA 75%wt NaCl ขนาดอนภาค 150-106 μm

ขนาดของรพรนเฉลยภายในชนงานจะมคาเพมขน เมอขนาดอนภาคของ NaCl

เพมขน ดงภาพท .11 เนองจาก NaCl เปนสารทกอใหเกดรพรนภายในชนงาน โดยใชกระบวนการชะลางเกลอ ดงนน ขนาดและลกษณะของรพรนทเกดขนจงเปนไปตามลกษณะของอนภาค NaCl ทใช

(a) (b) (c)

51

ภาพท 4.11 ขนาดรพรนเฉลยของ neat PLA ทมปรมาณและขนาดอนภาค NaCl ตางๆกน

เมอพจารณาปรมาณรพรนทเกดขน ดงภาพท . พบวา ปรมาณรพรนทเกดขน เมอใช ขนาดอนภาค NaCl ตางๆกนมคาใกลเคยงกน เนองจากปรมาณของรพรนแปรผนตรงกบปรมาณของ NaCl ซงเปนสารททาใหเกดรพรน ดงนน เมอใชขนาดของอนภาคทแตกตางกน แตปรมาณ NaCl คงทจงทาใหปรมาณรพรนยงคงมคาใกลเคยงกน ดงงานวจยของ Q.Hou และคณะ [ ] ซงศกษาวสดโครงรางกระดกจาก PLA PCL และโคพอลเมอรระหวางพอลเอทลนออกไซด (PEO) และพอลบวทลนทาเลฟทาเลต (PBT) พบวา ขนาดของอนภาค NaCl ทใชนนไมสงผลตอปรมาณรพรนทเกดขนภายในชนงาน

0

100

200

300

75 85

Avera

ge Po

re siz

e (micr

ons)

Amount of NaCl (%wt)

355-250 microns

250-150 microns

150-106 microns

52

ภาพท 4.1 ปรมาณรพรนของ neat PLA ทมปรมาณและขนาดอนภาค NaCl แตกตางกน

เมอพจารณาความหนาแนนของชนงาน ดงตารางท . พบวา ความหนาแนนของชนงานมคาใกลเคยงกน แสดงวา ขนาดอนภาคของ NaCl นนไมสงผลตอความหนาแนนของชนงาน เนองจากความหนาแนนคอมวลตอปรมาตร ดงนนเมอใชปรมาณของ NaCl คงทปรมาณรพรนและความหนาแนจงคงท แมวาขนาดอนภาคจะเปลยนแปลงไปกตาม

020406080

100

75 85

Poros

ity (%

)

Amount of NaCl (%wt)

355-250 microns

250-150 microns

150-106 microns

53

ตารางท 4. ความหนาแนนของตวอยางทมอตราสวนของ PCL NaCl และขนาดอนภาค NaCl ตางๆกน

Samples Density

(g/cm3) SD Samples

Density

(g/cm3) SD

neat PLA

75%NaCl(1) 0.4246 0.0255 PLA:PCL

90:10

75%NaCl(1) 0.3615 0.0248

75%NaCl(2) 0.3893 0.0807 75%NaCl(2) 0.3472 0.0170

75%NaCl(3) 0.4254 0.0128 75%NaCl(3) 0.3615 0.0129

PLA:PCL

95:5

75%NaCl(1) 0.4066 0.0238 PLA:PCL

85:15

75%NaCl(1) 0.3467 0.0129

75%NaCl(2) 0.4062 0.0175 75%NaCl(2) 0.3449 0.0178

75%NaCl(3) 0.3879 0.0213 75%NaCl(3) 0.3260 0.0194

* หมายเหต (1) หมายถง ขนาดอนภาค NaCl เทากบ 355-250 μm, (2) หมายถง ขนาดอนภาค NaCl เทากบ 250-150 μm,(3) หมายถง

ขนาดอนภาค NaCl เทากบ 150-106 μm

4.3.2 ผลจากขนาดอนภาคโซเดยมคลอไรดทมตอสมบตทางความรอน

เมอพจารณาอณหภมสลายตวของตวอยางทขนาดอนภาคของ NaCl ตางๆกน พบวาอณหภมสลายตวของตวอยางทใชอนภาคของ NaCl ขนาดตางๆกนนนมคาใกลเคยงกน ดงตารางท . แสดงวา ขนาดอนภาคของ NaCl ไมสงผลตออณหภมสลายตวของตวอยาง เนองจากการใชขนาดของอนภาคทแตกตางกน แตปรมาณ NaCl คงท ทาใหมปรมาณรพรนใกลเคยงกน การระเหยของสารผลตภณฑทเกดขนในสลายตวของตวอยางจงเกดขนไดใกลเคยงกน อณหภมสลายตวของตวอยางจงมคาใกลเคยงกนนนเอง

54

ตารางท 4. อณหภมสลายตวของพอลเมอรผสมทมอตราสวนของ PCL NaCl และขนาดอนภาค NaCl ตางๆกน

Sample Onset Temp. (oC)

Td(oC)

neat PLA

75% NaCl(1) 325.24 347.17

75% NaCl(2) 320.11 343.04

75% NaCl(3) 324.27 346.58

PLA:PCL 95:5

75% NaCl(1) 319.38 340.64

75% NaCl(2) 321.52 343.19

75% NaCl(3) 319.06 341.73

PLA:PCL 90:10

75% NaCl(1) 310.67 340.64

75% NaCl(2) 312.47 343.19

75% NaCl(3) 312.33 341.73

PLA:PCL 85:15

75% NaCl(1) 311.80 335.29

75% NaCl(2) 318.20 337.64

75% NaCl(3) 317.40 340.35

* หมายเหต (1) หมายถง ขนาดอนภาค NaCl เทากบ 355-250 μm, (2) หมายถง ขนาดอนภาค NaCl เทากบ 250-150 μm,(3) หมายถง

ขนาดอนภาค NaCl เทากบ 150-106 μm

เมอพจารณาอณหภมเปลยนสถานะคลายแกว (Tg) อณหภมการเกดผลก (Tc) อณหภมหลอมเหลว (Tm) และปรมาณผลก (Xc) ของตวอยางทอตราสวนของ PCL NaCl ตางๆกน พบวา ขนาดอนภาคของ NaCl ไมสงผลตอ Tg และ Tm ของ PLA แตสงผลตอปรมาณผลกของ PLA ดงตารางท . โดยเมอขนาดของอนภาคของ NaCl ลดลงปรมาณผลกของ PLA จะเพมขน เนองจากอนภาค NaCl ซงทาหนาทเปนสารกอผลกใหกบ PLA ระหวางกระบวนการเกดผลก เมอใชปรมาณ

55

NaCl แตขนาดอนภาคของ NaCl ลดลง จะทาใหบรเวณทเกดนวเคลยสผลก (Nucleation site) เพมขน จะสงผลใหม PLA เกดผลกไดเรวขนและมปรมาณผลกมากขนดวย

ตารางท 4.9 อณหภมเปลยนสถานะคลายแกว (Tg) อณหภมการเกดผลก (Tc) อณหภมหลอมเหลว

(Tm) และปรมาณผลก (Crystallinity) ของพอลเมอรผสมทมอตราสวนของ PCL NaCl และขนาดอนภาค NaCl ตางๆกน

Sample Tg (oC) Tm(PLA) (oC) Crystallinity of PLA (Xc)

neat PLA

75% NaCl(1) 55.25 152.23 5.87

75% NaCl(2) 61.64 154.93 1.09

75% NaCl(3) 61.08 153.60 3.09

PLA:PCL 95:5

75% NaCl(1) 61.21 152.46 3.83

75% NaCl(2) 61.33 153.74 4.73

75% NaCl(3) 62.62 152.62 6.42

PLA:PCL 90:10

75% NaCl(1) 62.57 152.96 4.26

75% NaCl(2) 62.15 152.94 7.45

75% NaCl(3) 62.04 153.13 14.33

PLA:PCL 85:15

75% NaCl(1) 51.26 153.15 27.93

75% NaCl(2) 62.71 152.81 6.90

75% NaCl(3) 61.67 152.63 10.45

* หมายเหต (1) หมายถง ขนาดอนภาค NaCl เทากบ 355-250 μm, (2) หมายถง ขนาดอนภาค NaCl เทากบ 250-150 μm,(3) หมายถง

ขนาดอนภาค NaCl เทากบ 150-106 μm

56

4.3.3 ผลจากขนาดอนภาคโซเดยมคลอไรดทมตอสมบตเชงกล

เมอพจารณาคาโมดลส (Specific modulus) พบวา ขนาดอนภาคของ NaCl นนไมสงผลตอคาโมดลสและความแขงแรง ดงภาพท . - . โดยเมอใชขนาดอนภาคของ NaCl ตางๆกน คาโมดลสและความแขงแรงของพอลเมอรผสมยงคงมคาใกลเคยงกน เนองจากคาโมดลสและความแขงแรงของพอลเมอรผสมนนขนอยกบปรมาณเนอพอลเมอรทอยในชนงานซงเปนสวนทรบและกระจายแรง การใชขนาดอนภาคของ NaCl ตางๆกน แตปรมาณของ NaCl คงทจงไมสงผลตอคาโมดลสและความแขงแรงของพอลเมอรผสม

ภาพท 4. คา Specific strength (MPa/g) ของ neat PLA ทมขนาดและปรมาณ NaCl ตางๆกน

0

20

40

60

80

100

120

Speci

fic str

ength

(MPa

/g) 75% NaCl 355-250 micron

75% NaCl 250-150 micron

75% NaCl 150-106 micron

85% NaCl 355-250 micron

85% NaCl 250-150 micron

85% NaCl 150-106 micron

57

ภาพท 4. คา Specific modulus (MPa/g) ของ neat PLA ทมขนาดและปรมาณ NaCl ตางๆกน

เมอพจารณาจากผลการทดลองดวยเทคนคตางๆ พบวา อตราสวนของวสดเชงประกอบทเหมาะสมในการนาไปศกษาเพมเตมในสวนของการเตม Bioglass® คอ วสดเชงประกอบทใชปรมาณ NaCl เปน 75%โดยนาหนกเนองจากสามารถทาใหชนงานมปรมาณรพรนอยในชวงทเหมาะสม คอ 60-80 % และใหความแขงแรงสงกวาวสดเชงประกอบทใชปรมาณ NaCl เปน 85%โดยนาหนกและใชขนาดอนภาคของ NaCl อยในชวง 250-150 ไมครอน เนองจากใหขนาดของรพรนเฉลยอยในชวงทเหมาะสม ดงงานวจยของ S. Bose และคณะ [ ] ซงกลาววาโครงรางกระดกอดมคตควรจะมคณสมบต คอ (1) มความเขากนไดทางชวภาพกบเนอเยอและสามารถใหเซลลเปาหมายเขามาเกาะและเจรญได (2) โมดลสของยง (Young’s modulus) ควรมคาเทยบเทากบกระดกสวนนอก คอ - กกะพาสคาลหรอเทยบเทากระดกชนใน คอ . - กกะพาสคาล ความแขงแรงในการกดอด (Compressive

strength) ควรมคาเทยบเทากบกระดกสวนนอก คอ - เมกะพาสคาลหรอเทยบเทากระดกชนใน คอ - เมกะพาสคาล (3) รพรนควรมขนาดเสนผานศนยกลางอยางนอย ไมครอน โดยขนาดของรพรนทเหมาะสมควรอยในชวง - ไมครอน และควรมทงรพรนขนาดไมโคร (Micro) และแมคโคร (Macro) เพอใหมการถายเทอาหารและออกซเจนไดด (4) อตราการสลายควรอยในชวงเวลาทเหมาะสม คอ เทยบเทาอตราการเกดใหมของเนอเยอเปาหมาย

0

20

40

60

80

100

120

140

Speci

fic mo

dulus

(MPa

/g) 75% NaCl 355-250 micron

75% NaCl 250-150 micron

75% NaCl 150-106 micron

85% NaCl 355-250 micron

85% NaCl 250-150 micron

85% NaCl 150-106 micron

58

4.3.4 การทดสอบความเปนพษตอเซลลของวสด (Cytoxicity)

ผลจากการทดสอบความเปนพษ พบวา พอลเมอรผสมทมอตราสวนของ PCL

เปน 10 และ % โดยนาหนกนนความมชวตของเซลลมคาในชวง % และไมแสดงการยบยงการเจรญของเซลล แสดงวาในอตราสวนนวสดไมมความเปนพษตอเซลล เหมาะสมตอการนาไปประยกตใชงานเกยวกบวศวกรรมเนอเยอกระดก แตสาหรบ neat PLA และพอลเมอรผสมทมอตราสวนของ PCL เปน % โดยนาหนกนน พบวา จะยบยงการเจรญของเซลล โดยเมอความเขมขนของสารสกดสงขนความมชวตของเซลลจะมคานอยลง แสดงวาวสดจะมความเปนพษตอเซลล เนองจาก PCL นนมสมบตไมชอบนา (Hydrophobic) มากกวา PLA พอลเมอรผสมจงมสมบตไมชอบนามากขน ดงนน พอลเมอรผสมจงเกดการสลายตวจากปฎกรยาไฮโดรไลซสของนาไดนอยกวา ทาใหเกดกรดแลคตกซงเปนผลตภณฑจากการสลายตวนอยกวา พอลเมอรผสมจงไมแสดงการยบยงการเจรญของเซลล แต neat

PLA จะสามารถเกดการสลายตวจากปฎกรยาไฮโดรไลซสของนาไดมากกวา จงเกดกรดแลคตกปรมาณทาใหคา pH ลดลง สภาวะจงไมเหมาะตอการเจรญของเซลล

ภาพท . ผลการทดสอบความเปนพษของตวอยางทมอตราสวนของ PCL ตางๆกน ปรมาณ NaCl เปน % โดยนาหนก ขนาดอนภาคของ NaCl - μm

0

50

100

150

0 10 20 30 40 50 60

% Via

bility

Concentration (mg/ml)

neat PLAPLA:PCL 95:5PLA:PCL 90:10PLA:PCL 85:15

59

4.4 ผลจากปรมาณ Bioglass®

4.4.1 ผลจากปรมาณ Bioglass® ทมตอลกษณะทางกายภาพ

การเตม Bioglass® ไมสงผลตอรปรางของรพรน แตจะทาใหผนงของรพรนบางลง เนองจากพอลเมอรตองแทรกผานชองวางระหวางอนภาคของทง NaCl และ Bioglass® นอกจากนนยงทาใหผวของรพรนมความขรขระมากขนเนองจากมอนภาคของ Bioglass® กระจายอยบนผวของรพรน ดงภาพท . ผลทไดสอดคลองกบงานวจยของ V.Maquet และคณะ [6] ซงศกษาโครงรางกระดกจากวสดเชงประกอบพอล ด,แอล แลคไทด (PDLLA) พอลแลคไทดโคไกโคไลด (PLGA) และ Bioglass® พบวา เมอใชปรมาณ Bioglass® ในปรมาณนอย คอ % โดยนาหนก จะไมสงผลกระทบตอลกษณะของรพรน แตถาหากใช Bioglass® ในปรมาณมาก คอ 50% โดยนาหนก จะสงผลใหลกษณะของรพรนเปลยนแปลงไป

ภาพท 4.1 SEM micrographs ของผวภาคตดขวางของตวอยาง:

(a) neat PLA 75%wt NaCl ขนาดอนภาค 250-150 μm 5%Bioglass®

(b) PLA:PCL 95:5 75%wt NaCl ขนาดอนภาค 250-150 μm % Bioglass®

(c) PLA:PCL 90:10 75%wt NaCl ขนาดอนภาค 250-150 μm 5% Bioglass®

(d) PLA:PCL 85:15 75%wt NaCl ขนาดอนภาค 250-150 μm 5% Bioglass®

จากการตรวจสอบชนงานดวยเทคนคกระจายพลงงานของรงสเอกซ (energy

dispersive X-ray analysis; EDX) พบวา ชนงานมองคประกอบของ โซเดยม (Na) ซลกอน (Si)

แคลเซยม (Ca) และฟอสฟอรส (P) ซงเปนองคประกอบของ Bioglass® แสดงวาม Bioglass® อยในชนงาน ดงภาพท .

(a) (b) (c) (d)

60

ภาพท . สเปคตรมจากการทดสอบดวยเทคนค EDX ของตวอยาง: (a) neat PLA 75%wt NaCl ขนาดอนภาค 250-150 μm 5%Bioglass® (b) neat PLA 75%wt NaCl ขนาดอนภาค 250-150 μm

10%Bioglass® (c) neat PLA 75%wt NaCl ขนาดอนภาค 250-150 μm 15%Bioglass®

พจารณาขนาดของรพรนของพอลเมอรผสม พบวา ขนาดรพรนของชนงานทเตม Bioglass® มคาใกลเคยงกบขนาดรพรนของชนงานทไมเตม Bioglass® ดงภาพท 4.1 แสดงวา การเตม Bioglass® นนไมสงผลตอขนาดรพรน เนองจาก Bioglass® ทใชนนมขนาดเลกมาก คอ ประมาณ 53

ไมครอน และจะอยในวฎภาคของพอลเมอรผสม ดงนนจงไมสงผลตอขนาดรพรนของชนงาน

(a) (b)

(c)

61

ภาพท 4.1 ขนาดรพรนเฉลยของพอลเมอรผสมทมอตราสวนปรมาณ PCL และ Bioglass®

แตกตางกนและมปรมาณ NaCl 75%โดยนาหนก ขนาดอนภาค 250-150 μm

พจารณาปรมาณรพรนของพอลเมอรผสม พบวา ปรมาณรพรนของชนงานทเตมและไมเตม Bioglass® มคาทใกลเคยงกน ดงภาพท 4.1 แสดงวา ปรมาณของ Bioglass® นน ไมสงผลตอปรมาณรพรน สอดคลองกบงานวจยของ P.Fabbri และคณะ [17] ซงไดทาการเตรยมวสดเชงประกอบระหวาง PCL และ Bioglass® ในอตราสวน 0 25 และ 50 %โดยนาหนก และพบวาทอตราสวนเหลานปรมาณรพรนทไดมคาใกลเคยงกน

0

50

100

150

200

250

0 5 10 15

Avera

ge por

e size

(micr

ons)

Amount of Bioglass (%wt)

neat PLA

PLA:PCL 95:5

PLA:PCL 90:10

PLA:PCL 85:15

62

ภาพท 4.1 ปรมาณรพรนเฉลยของพอลเมอรผสมทมอตราสวนปรมาณ PCL และ Bioglass®

แตกตางกนและมปรมาณ NaCl75%โดยนาหนก ขนาดอนภาค 250-150 μm

พจารณาความหนาแนนของพอลเมอรผสม พบวา ความหนาแนนของชนงานทมและไมม Bioglass® มคาใกลเคยงกน ดงตารางท . แสดงวา การผสมดวย Bioglass® ไมสงผลตอความหนาแนนของชนงาน เนองจากความหนาแนนของชนงานนนขนอยกบกบปรมาณรพรน และการเตม Bioglass® ไมสงผลตอปรมาณรพรนทเกดขน ดงนนจงไมสงผลตอความหนาแนนเชนกน

0

20

40

60

80

100

0 5 10 15

Poros

uty (%

)

Amount of Bioglass (%wt)

neat PLA

PLA:PCL 95:5

PLA:PCL 90:10

PLA:PCL 85:15

63

ตารางท 4. แสดงความหนาแนนของพอลเมอรผสมทมอตราสวนปรมาณ PCL และ Bioglass®

แตกตางกนและมปรมาณ NaCl75%โดยนาหนก ขนาดอนภาค 250-150 μm

Samples Density SD

neat PLA

0%NaCl 0% Bioglass 1.0721 0.035

75% NaCl Particle size 250-150 microns

0% Bioglass 0.3893 0.081

5% Bioglass 0.4280 0.028

10% Bioglass 0.3556 0.032

15% Bioglass 0.3960 0.029

PLA:PCL 95:5

0%NaCl 0% Bioglass 0.9937 0.040

75% NaCl Particle size 250-150 microns

0% Bioglass 0.4062 0.018

5% Bioglass 0.3851 0.028

10% Bioglass 0.3589 0.017

15% Bioglass 0.2970 0.032

PLA:PCL 90:10

0%NaCl 0% Bioglass 0.9800 0.044

75% NaCl Particle size 250-150 microns

0% Bioglass 0.3472 0.017

5% Bioglass 0.3647 0.001

10% Bioglass 0.3183 0.013

15% Bioglass 0.3073 0.013

PLA:PCL 85:15

0%NaCl 0% Bioglass 1.0005 0.029

75% NaCl Particle size 250-150 microns

0% Bioglass 0.3449 0.018

5% Bioglass 0.4179 0.044

10% Bioglass 0.2919 0.008

15% Bioglass 0.3517 0.050

64

4.4.2 ผลจากปรมาณ Bioglass® ทมตอสมบตทางความรอน

พจารณาอณหภมสลายตวของตวอยางทมปรมาณ Bioglass® ตางๆกน พบวา ปรมาณ Bioglass® นนสงผลอณหภมสลายตวของตวอยางโดยอณหภมสลายตวจะมคาลดลง ดงตารางท . เนองจาก Bioglass® มอตรกรยากบวฏภาคของพอลเมอรตาดงนนจงอาจมชองวางเกดทบรเวณผวรอยตอ สอดคลองกบผลทไดจากความหนาแนนของตวอยางทมการเตม Bioglass®สงผลกระบานการสลายตวเกดไดเรวขน อณหภมสลายตวจงมคาลดลง

พจารณาอณหภมเปลยนสถานะคลายแกว (Tg) อณหภมการเกดผลก (Tc) อณหภมหลอมเหลว (Tm) และปรมาณผลก (Xc) พบวา การเตม Bioglass®ไมสงผลตออณหภม Tg และ Tm ของ PLA แตสงผลตออณหภม Tc และปรมาณผลกของ PLA โดยการม Bioglass® จะทาใหสงเกตเหน อณหภม Tc และทาใหมปรมาณผลกมากขน เนองจาก Bioglass® จะทาหนาทเปนสารกอผลกใน ซงจะเหนยวนาให PLA สามารถเกดผลกเรวขน ปรมาณผลกจงมากขน นอกจากนนเมอเปรยบเทยบทปรมาณ Bioglass® ตางๆกน พบวา ปรมาณผลกของ PLA จะเพมขนเมอปรมาณ Bioglass® เพมขนจาก % โดยนาหนก ไปเปน % โดยนาหนก เนองจาก เมอม Bioglass® ซงทาหนาทเปนสารกอผลกปรมาณมากขนทาใหมจดเกดนวเคลยสผลกไดมากขน ปรมาณผลกจงมากขนดวย แตเมอปรมาณ Bioglass® เพมเปน % โดยนาหนก ปรมาณผลกของ PLA จะลดลง เนองจากทปรมาณ Bioglass® เปน % โดยนาหนก นน Bioglass® อาจเกดการเกาะกลมกนทาใหจดเกดนวเคลยสผลกลดนอยลงปรมาณผลกทเกดขนจงลดลง

65

ตารางท 4. อณหภมสลายตวของพอลเมอรผสมทอตราสวนปรมาณ PCL และ Bioglass®

แตกตางกนและมปรมาณ NaCl 75%โดยนาหนก ขนาดอนภาค 250-150 μm

Sample Onset Temp. (oC) Td(oC)

PCL PURE 0% NaCl 0% Bioglass 396.36 426.10

PLA PURE

0% NaCl 0% Bioglass 349.63 373.54

75% NaCl

Particle size 250-150 microns

0% Bioglass 320.11 343.04

5% Bioglass 266.70 294.62

10% Bioglass 263.99 293.62

15% Bioglass 244.10 276.97

PLA:PCL 95:5

0% NaCl 0% Bioglass 345.85 364.46

75% NaCl

Particle size 250-150 microns

0% Bioglass 321.52 343.19

5% Bioglass 264.51 294.90

10% Bioglass 248.81 273.88

15% Bioglass 259.41 290.79

PLA:PCL 90:10

0% NaCl 0% Bioglass 343.53 362.46

75% NaCl

Particle size 250-150 microns

0% Bioglass 312.47 343.19

5% Bioglass 265.49 330.96

10% Bioglass 259.32 295.86

15% Bioglass 304.99 290.59

PLA:PCL 85:15

0% NaCl 0% Bioglass 344.76 364.86

75% NaCl

Particle size 250-150 microns

0% Bioglass 318.20 337.64

5% Bioglass 264.96 305.30

10% Bioglass 256.42 292.49

15% Bioglass 303.42 288.62

66

ตารางท 4.12 อณหภมเปลยนสถานะคลายแกว (Tg) อณหภมการเกดผลก (Tc) อณหภม

หลอมเหลว (Tm) และปรมาณผลก (Crystallinity) ของพอลเมอรผสมทมอตราสวนปรมาณ PCL และ Bioglass® แตกตางกนและมปรมาณ NaCl 75%โดยนาหนก ขนาดอนภาค 250-150 μm

Sample Tg (oC) Tc (

oC) Tm(PLA)

(oC)

Crystallinity

of PLA (%)

PLA PURE

0% NaCl 0% Bioglass 51.36 123.61 149.10 7.52

75% NaCl

Particle size

250-150

microns

0% Bioglass 61.64 - 154.93 0.75

5% Bioglass 59.95 129.92 151.79 10.50

10% Bioglass 60.75 125.65 154.15 17.32

15% Bioglass 63.25 121.81 148.82 9.29

PLA:PCL

95:5

0% NaCl 0% Bioglass 66.07 113.02 157.88 2.19

75% NaCl

Particle size

250-150

microns

0% Bioglass 61.33 - 153.74 3.26

5% Bioglass 68.88 126.45 150.30 13.51

10% Bioglass 60.58 124.44 154.73 19.05

15% Bioglass 56.97 122.18 147.82 8.49

PLA:PCL

90:10

0% NaCl 0% Bioglass 65.28 110.74 155.87 0.74

75% NaCl

Particle size

250-150

microns

0% Bioglass 62.15 - 152.94 5.13

5% Bioglass 59.33 124.84 155.17 18.12

10% Bioglass 56.63 118.48 152.61 22.41

15% Bioglass 53.74 123.81 148.15 5.85

PLA:PCL

85:15

0% NaCl 0% Bioglass 67.06 113.51 152.08 1.68

75% NaCl

Particle size

250-150

microns

0% Bioglass 62.71 - 152.81 4.75

5% Bioglass 55.77 121.18 154.47 18.99

10% Bioglass 60.36 119.82 152.95 24.45

15% Bioglass 60.73 118.89 148.54 10.14

67

4.4.3 ผลจากปรมาณ Bioglass® ทมตอสมบตเชงกล

ปรมาณ Bioglass® สงผลตอคาโมดลสและความแขงแรงของวสดเชงประกอบ ดงภาพท . – . โดยเมอปรมาณของ Bioglass® มากขนคา โมดลสและความแขงแรงจะตาลง เนองจากเมอปรมาณของ Bioglass® มากขนทาใหอตราสวนของเนอพอลเมอรซงเปนสวนททาใหทรบและกระจายแรงในชนงานลดลง ทาใหชนงานสามารถรบแรงไดนอยลง นอกจากนนการทแรงอตรกรยาระหวาง Bioglass® และพอลเมอรตา ทาใหการกระจายตวของ Bioglass® ในเนอพอลเมอรนนเปนขดขวางการถายเทหรอการกระจายแรงในสวนของเนอพอลเมอร เปนสวนหนงททาใหเมอเพมปรมาณของ Bioglass® แลวทาใหคาโมดลสตาลง

ภาพท . คา Specific strength ของพอลเมอรผสมทมอตราสวนของ PCL และ Bioglass® ตางๆกนปรมาณ NaCl เปน % โดยนาหนก ขนาดอนภาคของ NaCl - μm

0

20

40

60

80

100

120

0 5 10 15

specifi

c stren

gth (M

pa/g)

Amount of PCL (%wt)

0% Bioglass

5% Bioglass

10% Bioglass

15% Bioglass

68

ภาพท .2 คา Specific modulus ของพอลเมอรผสมทมอตราสวนของ PCL และ Bioglass® ตางๆกน

ปรมาณ NaCl เปน % โดยนาหนก ขนาดอนภาคของ NaCl - μm

4.4.4 การทดสอบความเปนพษตอเซลลของวสด

ผลจากการทดสอบความเปนพษ ภาพท 4.21 – 4.23 พบวา ปรมาณ Bioglass® สงผลตอความเปนพษของวสด โดยเมอปรมาณ Bioglass® เพมขน % ความมชวตของเซลลจะมคาตาลง

เนองจาก Bioglass® มสมบตชอบนา (Hydrophilic) เมอผสมลงในวสดเชงประกอบจงทาใหวสดมสมบตชอบนามากขน สงผลใหวฏภาคของพอลเมอรสามารถเกดการสลายตวจากปฎกรยาไฮโดรไลซสไดเรวขน ซงจะเกดผลตภณฑจากการสลายตวเปนกรดแลคตกซงทาใหคา pH ลดลง และสภาวะไม

0

10

20

30

40

50

60

70

80

90

0 5 10 15

Speci

fic mo

dulus

(MPa

/g)

Amount of PCL (%wt)

0% Bioglass

5% Bioglass

10% Bioglass

15% Bioglass

69

เหมาะตอการมชวตของเซลล โดยเฉพาะวสดเชงประกอบทมอตราสวนของ Bioglass® เปน 10 และ % โดยนาหนกนนความมชวตของเซลลมคาประมาณ 5 % แสดงวาวสดเชงประกอบในอตราสวนนมความเปนพษตอเซลล ไมเหมาะแกการนาไปใชในงานเกยวกบวศวกรรมเนอเยอกระดก แตวสดเชงประกอบทมอตราสวนของ Bioglass® เปน 5 % โดยนาหนกนนยงคงใหความมชวตของเซลลมคาอยในชวง 0 % แสดงวา วสดไมมความเปนพษตอเซลลและไมแสดงการยบยงการเจรญของเซลล ดงนน วสดเชงประกอบทมอตราสวนของ Bioglass® เปน 5% ยงคงเหมาะสมในการนาไปใชในงานเกยวกบวศวกรรมเนอเยอกระดกได

ภาพท .2 ผลการทดสอบความเปนพษของตวอยางทมอตราสวนของ PCL ตางๆกน ปรมาณ NaCl เปน % โดยนาหนก ขนาดอนภาคของ NaCl - μm

และ ปรมาณ Bioglass® เปน % โดยนาหนก

0

50

100

150

0 10 20 30 40 50 60

% Via

bility

Concentration (mg/ml)

neat PLAPLA:PCL 95:5PLA:PCL 90:10PLA:PCL 85:15

70

ภาพท .2 ผลการทดสอบความเปนพษของตวอยางทมอตราสวนของ PCL ตางๆกน

ปรมาณ NaCl เปน % โดยนาหนก ขนาดอนภาคของ NaCl - μm และ ปรมาณ Bioglass® เปน % โดยนาหนก

ภาพท .2 ผลการทดสอบความเปนพษของตวอยางทมอตราสวนของ PCL ตางๆกน

ปรมาณ NaCl เปน % โดยนาหนก ขนาดอนภาคของ NaCl - μm และ ปรมาณ Bioglass® เปน % โดยนาหนก

0

50

100

150

0 10 20 30 40 50 60

% Via

bility

Concentration (mg/ml)

neat PLAPLA:PCL 95:5PLA:PCL 90:10PLA:PCL 85:15

0

50

100

150

0 10 20 30 40 50 60

% Via

bility

Concentration (mg/ml)

neat PLAPLA:PCL 95:5PLA:PCL 90:10PLA:PCL 85:15

71

72

4.1 การเตรยมวสดเชงประกอบระหวาง PLA/PCL (บทท 4-อนเกา) 4.2.1 ขนาดและการกระจายตวของรพรน

ภาพท 4.1 SEM micrographs ของผวภาคตดขวางของตวอยาง: (a) neat PLA 75%wt NaClขนาดอนภาค 355-250 μm (b)neat PLA 75%wt NaClขนาดอนภาค 250-150 μm

(c) neat PLA 75%wt NaClขนาดอนภาค 150-106 μm

ภาพท 4.2 SEM micrographs ของผวภาคตดขวางของตวอยาง: (a) PLA:PCL 95:5 75%wt NaClขนาดอนภาค 355-250 μm (b)PLA:PCL 95:5 75%wt NaClขนาดอนภาค 250-150 μm

(c) PLA:PCL 95:5 75%wt NaClขนาดอนภาค 150-106 μm

(a) (b) (c)

(a) (b) (c)

73

ภาพท 4.3 SEM micrographs ของผวภาคตดขวางของตวอยาง: (a) PLA:PCL 90:10 75%wt NaClขนาดอนภาค 355-250 μm (b)PLA:PCL 90:10 75%wt NaClขนาดอนภาค 250-150 μm

(c) PLA:PCL 90:10 75%wt NaClขนาดอนภาค 150-106 μm

ภาพท 4.4 SEM micrographs ของผวภาคตดขวางของตวอยาง: (a) PLA:PCL 85:15 75%wt NaClขนาดอนภาค 355-250 μm (b)PLA:PCL 85:15 75%wt NaClขนาดอนภาค 250-150 μm

(c) PLA:PCL 85:15 75%wt NaClขนาดอนภาค 150-106 μm

จากภาพท 4.1-4.4 แสดงรพรนและการกระจายตวของรพรนภายในชนตวอยางทอตราสวนของ PCL และขนาดอนภาค NaClตางๆกนโดยทมปรมาณ NaClเปน 75% โดยนาหนก พบวาภายในชนงานมรพรนการกระจายตวอยอยางสมาเสมอและมการเชอมตอกนของรพรนลกษณะและขนาดของรพรนทไดนนขนอยกบอนภาคของ NaClโดยเมอใช NaClทอนภาคขนาดใหญ จะทาใหรพรนทเกดขนภายในชนงานมขนาดทใหญ จานวนรพรนนอย และมผนงรพรนหนา และเมอใช NaClทอนภาคเลกลง จะทาใหรพรนมขนาดเลก จานวนรพรนมากขน ผนงรพรนบางลง ซงเมอผนงรพรนบางลงสงผลใหเกดความไมเชอมตอกนของผนงรพรนในบางบรเวณทาใหมลกษณะคลายกบมรพรนขนาดเลกรวมอยกบรพรนขนาดใหญ ซงจะเปนผลดตอการถายเทอาหารและออกซเจนสาหรบการประยกตใช

(a) (b) (c)

(a) (b) (c)

74

ในงานวศวกรรมเนอเยอกระดก [2 ,16]นอกจากน เมอพจารณาถงผลของปรมาณ PCL พบวา ตวอยางทเปนวสดเชงประกอบระหวาง PLA/PCL นนมลกษณะพนผวทขรขระมากกวาตวอยางทเปน neat PLA

เนองจาก PCL นนไมสามารถเขากนไดกบ PLA ดงนนจงเกดการแยกเฟสของ PCL บน PLA ทาใหพนผวของชนงานทไดมความขรขระมากกวาแตไมสงผลตอขนาดของรพรน สอดคลองกบงานวจยของ M. Todoและคณะ [15] ซงพบวา PLA และ PCL ไมสามารถเขากนได เมอนามาผสมกนในอตราสวน

PLA/PCL เปน 100/0 95/5 และ 85/15 จะพบเฟสของ PCL กระจายตวอยในวฏภาคของ PLA

ภาพท 4.5 SEM micrographs ของผวภาคตดขวางของตวอยาง: (a) neat PLA 85%wt NaClขนาดอนภาค

355-250 μm (b)neat PLA 85%wt NaClขนาดอนภาค 250-150 μm

(c) neat PLA 85%wt NaClขนาดอนภาค 150-106 μm

ภาพท 4.6 SEM micrographs ของผวภาคตดขวางของตวอยาง: (a) PLA:PCL 95:5 85%wt NaClขนาด

อนภาค 355-250 μm (b)PLA:PCL 95:5 85%wt NaClขนาดอนภาค 250-150 μm

(c) PLA:PCL 95:5 85%wt NaClขนาดอนภาค 150-106 μm

(a) (b) (c)

(a) (b) (c)

75

ภาพท 4.7 SEM micrographs ของผวภาคตดขวางของตวอยาง: (a) PLA:PCL 90:10 85%wt NaClขนาด

อนภาค 355-250 μm (b)PLA:PCL 90:10 85%wt NaClขนาดอนภาค 250-150 μm

(c) PLA:PCL 90:10 85%wt NaClขนาดอนภาค 150-106 μm

ภาพท 4.8 SEM micrographs ของผวภาคตดขวางของตวอยาง: (a) PLA:PCL 85:15 85%wt NaClขนาด

อนภาค 355-250 μm (b)PLA:PCL 85:15 85%wt NaClขนาดอนภาค 250-150 μm

(c) PLA:PCL 85:15 85%wt NaClขนาดอนภาค 150-106 μm

จากภาพท 4.5-4.8 แสดงรพรนและการกระจายตวของรพรนภายในชนตวอยางทอตราสวนของ PCL และขนาดอนภาค NaClตางๆกน โดยทมปรมาณ NaClเปน 85% โดยนาหนก พจารณาถงผลของปรมาณ NaClทใช คอ 75 และ 85 %โดยนาหนก พบวาเมอใช NaClปรมาณมากขนสงผลใหปรมาณรพรนทเกดขนในชนงานเพมมากขน เนองจากปรมาณของ NaClมากขน และการเชอมตอกนของรพรนเพมมากขน ผนงของรพรนบางลง เนองจากสดสวนระหวางเนอพอลเมอรตอปรมาณ NaClนอยลง

เมอพจารณาจากผล SEM พบวาขนาดและปรมาณของรพรนสามารถปรบเปลยนได โดยการเปลยนแปลงขนาดและปรมาณของอนภาคNaClสอดคลองกบงานวจยของ Q. Houและคณะ [4] ซงพบวาปรมาณและขนาดของรพรนสามารถควบคมไดดวยปรมาณและขนาดของอนภาค NaClและเมอ

(a) (b) (c)

(a) (b) (c)

76

พจารณาขนาดและปรมาณของรพรนของตวอยางตางๆ เปรยบเทยบกน พบวา ตวอยางทมขนาดของรพรนเหมาะสมอยในชวง 200-400 μm [2] คอ ตวอยางทใช NaClขนาดอนภาคเปน 250-150μm

4.2.2 ปรมาณรพรน (%)

ภาพท 4.9 ปรมาณรพรน (%) จากการคานวณของneat PLAทมปรมาณและขนาดอนภาค

NaClแตกตางกน

ภาพท 4.9 แสดงปรมาณรพรนของตวอยาง neat PLA ทปรมาณและขนาดอนภาค NaCl

ตางๆ พบวาปรมาณรพรนเพมขนตามปรมาณของ NaClทเตมลงไปในชนงาน เนองจากรพรนในชนงานนนเกดจากการทอนภาค NaClถกชะออกไป ดงนนเมอใชปรมาณของ NaCl เพมมากขน รพรนในชนงานจงเพมมากขนดวย และเมอพจารณาถงขนาดของอนภาค NaClพบวา ขนาดของอนภาค NaClทใชไมสงผลกระทบตอปรมาณรพรนโดยจากภาพท 4.2 จะเหนไดวาปรมาณรพรนทปรมาณ NaClหนงๆมคาใกลเคยงกนเมอใชขนาดอนภาค NaClตางกน สอดคลองกบงานวจยของ Q. Houและคณะ [4] ซง

0

20

40

60

80

100

75 85

Poros

ity (%

)

Amount of NaCl (%wt)

355-250 microns

250-150 microns

150-106 microns

77

พบวาปรมาณรพรนทไดจากการขนรปดวยกระบวนการตกตะกอน รวมกบการกดอดดวยความรอนและ

Salt leaching นนจะไมไดรบผลกระทบจากขนาดของอนภาค NaClแตจะขนอยกบปรมาณของอนภาค NaClทใช และผลทไดมความสอดคลองกบผลการทดสอบดวยเทคนค SEM อกดวย

ภาพท 4.10 ปรมาณรพรน (%) จากการคานวณของตวอยางทอตราสวน PCL แตกตางกน ใชปรมาณ

และขนาดอนภาค NaClเปน 75%โดยนาหนก และ 250-150 μm

จากภาพท 4.14 แสดงปรมาณรพรนของตวอยางทใชปรมาณและขนาดอนภาคของ NaCl

คงทเปน 75%โดยนาหนกและ 250-150 μm แตอตราสวนสวนของ PCL ตางกนพบวา ปรมาณ PCL ไมสงผลตอปรมาณรพรนภายในชนตวอยาง เนองจาก ปรมาณรพรนทเกดขนภายในตวอยางมคาทใกลเคยงกนในแตละอตราสวนของ PCL

เมอพจารณาผลจากการคานวณปรมาณรพรน พบวาปรมาณของรพรนสามารถแปรผนตามปรมาณอนภาค NaClทใช และเมอพจารณาปรมาณของรพรนในตวอยางตางๆ เปรยบเทยบกน

0

20

40

60

80

100

75

Poros

ity (%

)

Amount of NaCl (%wt)

neat PLA

PLA:PCL 95:5

PLA:PCL 90:10

PLA:PCL 85:15

78

พบวา ตวอยางมปรมาณของรพรนอยในชวง 60-80 % ซงเหมาะสมตอการนาไปใชงานเกยวกบวศวกรรมเนอเยอกระดก [2]

4.2.3 ขนาดของรพรน

ภาพท 4.11 ขนาดรพรนโดยเฉลย (μm) ของneat PLAทมปรมาณและขนาดอนภาค NaClแตกตางกน

ภาพท 4.11 แสดงขนาดรพรนเฉลยของตวอยาง neat PLA ทปรมาณและขนาดอนภาค NaClตางๆกน พบวาขนาดรพรนในชนงานนนแปรผนตามขนาดอนภาค NaCl ทใชใน โดยเมอใชอนภาค NaClขนาดใหญกจะทาใหไดรพรนทมขนาดใหญดวย แตเมอพจารณาถงปรมาณ NaClทใช โดยพจารณาทขนาดอนภาคหนงๆ พบวา ปรมาณ NaClนนไมสงผลกระทบตอขนาดของรพรน เนองจากขนาดรพรนเฉลยนนมคาใกลเคยงกน

0

100

200

300

400

500

600

75 85

Avera

ge Po

re siz

e (micr

ons)

Amount of NaCl (%wt)

355-250 microns

250-150 microns

150-106 microns

79

ภาพท 4.12 ขนาดรพรนโดยเฉลย (μm) ตวอยางทอตราสวน PCL แตกตางกน ใชปรมาณและขนาด

อนภาค NaCl เปน 75%โดยนาหนก และ 250-150 μm

ภาพท 4.12 แสดงขนาดรพรนเฉลยของตวอยางทใชปรมาณและขนาดอนภาคของ NaCl

คงทเปน 75%โดยนาหนกและ 250-150 μm แตอตราสวนสวนของ PCL ตางกนพบวา ปรมาณ PCL ไมสงผลตอขนาดของรพรนภายในชนตวอยาง เนองจาก ขนาดของรพรนทเกดขนภายในตวอยางมคาทใกลเคยงกนในแตละอตราสวนของ PCL

เมอพจารณาขนาดรพรนโดยเฉลยพบวา ขนาดของรพรนแปรผนตามขนาดของอนภาค NaCl ทใช และเมอพจารณาปรมาณของรพรนในตวอยางตางๆ เปรยบเทยบกน พบวา ตวอยางทมขนาดของรพรนเหมาะสมอยในชวง 200-400 μm [2] คอ ตวอยางทใช NaCl ขนาดอนภาคเปน 250-150μm

0

100

200

300

400

500

600

75

Avera

ge Po

re siz

e (micr

ons)

Amount of NaCl (%wt)

neat PLA

PLA:PCL 95:5

PLA:PCL 90:10

PLA:PCL 85:15

80

4.2.4 สมบตทางความรอน

4.1.4.1 Thermogravimetric analysis (TGA)

ตารางท 4.1 แสดงอณหภมสลายตวของตวอยางทอตราสวนของ PCLNaClและขนาดอนภาค NaCl

ตางๆกน Sample Onset Temp. (oC) Td (

oC)

PCL PURE 0% NaCl 396.36 426.10

Neat PLA

0% NaCl 349.63 373.54

75% NaCl(1) 325.24 347.17

75% NaCl(2) 320.11 343.04

75% NaCl(3) 324.27 346.58

85% NaCl(1) 319.20 340.60

85% NaCl(2) 316.89 339.28

85% NaCl(3) 314.89 334.01

PLA:PCL 95:5

0% NaCl 345.85 364.46

75% NaCl(1) 319.38 340.64

75% NaCl(2) 321.52 343.19

75% NaCl(3) 319.06 341.73

85% NaCl(1) 320.42 341.46

85% NaCl(2) 306.28 333.17

85% NaCl(3) 312.26 339.77

PLA:PCL 90:10

0% NaCl 343.53 362.46

75% NaCl(1) 310.67 340.64

75% NaCl(2) 312.47 343.19

75% NaCl(3) 312.33 341.73

85% NaCl(1) 304.61 341.46

85% NaCl(2) 300.32 333.17

85% NaCl(3) 304.10 339.77

81

ตารางท 4.1 แสดงอณหภมสลายตวของตวอยางทอตราสวนของ PCLNaClและขนาดอนภาค NaCl

ตางๆกน (ตอ) Sample Onset Temp. (oC) Td (

oC)

PLA:PCL 85:15

0% NaCl 344.76 364.86

75% NaCl(1) 311.80 335.29

75% NaCl(2) 318.20 337.64

75% NaCl(3) 317.40 340.35

85% NaCl(1) 317.45 342.04

85% NaCl(2) 319.17 340.04

85% NaCl(3) 299.13 325.27

* หมายเหต (1) หมายถง ขนาดอนภาค NaClเทากบ 355-250 μm, (2) หมายถง ขนาดอนภาค NaClเทากบ 250-150 μm,(3) หมายถง ขนาด

อนภาค NaClเทากบ 150-106 μm

ตารางท 4.1 ซงแสดงอณหภมสลายตว (degradation temperature) ของตวอยางทอตราสวนของ PCLNaClและขนาดอนภาค NaClตางๆกน เมอพจารณาทอตราสวนของ PCL ตางๆกนแตปรมาณและขนาดอนภาคของ NaCl คงท พบวา อณหภมสลายตวของตวอยางมคาใกลเคยงกนมาก ดงนนการผสมดวย PCL ไมสงผลตออณหภมสลายตวของตวอยาง เนองจาก PLA และ PCL ไมสามารถเขากนได และอตราสวนของ PCL ตวอยางมนอยจงไมสงเกตเหนการสลายตวในสวนของ PCL

เมอพจารณาผลของการเตม NaClพบวา เมอม NaClอณหภมสลายตวของตวอยางมคาลดลงเนองจาก NaClทาใหเกดรพรนในตวอยางซงสงผลความหนาแนนของตวอยางลดลง ดงทแสดงในตารางท 4.2 เมอความหนาแนนของตวอยางลดลงการถายเทความรอนจงเกดไดงายขน สอดคลองกบงานวจยของ Nidal H.และคณะ[17] ซงพบวาการนาความรอน (Thermal conductivity) จะมคาลดลงเมอความหนาแนนของสารประกอบเพมขน

82

ตารางท 4.2แสดงความหนาแนนของตวอยางจากการคานวณทอตราสวนของ PCLNaClและขนาด

อนภาค NaClตางๆกน

Samples Density Samples Density

Neat PLA

0%NaCl 1.0721

PLA:PCL

90:10

0%NaCl 0.9800

75%NaCl(1) 0.4246 75%NaCl(1) 0.3615

75%NaCl(2) 0.3893 75%NaCl(2) 0.3472

75%NaCl(3) 0.4254 75%NaCl(3) 0.3615

85%NaCl(1) 0.2361 85%NaCl(1) 0.2207

85%NaCl(2) 0.2589 85%NaCl(2) 0.2041

85%NaCl(3) 0.2606 85%NaCl(3) 0.1849

PLA:PCL

95:5

0%NaCl 0.9937

PLA:PCL

85:15

0%NaCl 1.0005

75%NaCl(1) 0.4066 75%NaCl(1) 0.3467

75%NaCl(2) 0.4062 75%NaCl(2) 0.3449

75%NaCl(3) 0.3879 75%NaCl(3) 0.3260

85%NaCl(1) 0.2378 85%NaCl(1) 0.2093

85%NaCl(2) 0.2296 85%NaCl(2) 0.2129

85%NaCl(3) 0.2258 85%NaCl(3) 0.1834

* หมายเหต (1) หมายถง ขนาดอนภาค NaClเทากบ 355-250 μm, (2) หมายถง ขนาดอนภาค NaClเทากบ 250-150 μm,(3) หมายถง ขนาด

อนภาค NaClเทากบ 150-106 μm

ตารางท 4.2แสดงความหนาแนนของตวอยางจากการคานวณทอตราสวนของ PCLNaCl

และขนาดอนภาค NaClตางๆกน เมอพจารณาท 0%NaCl แตอตราสวนของ PCL ตางๆกน พบวา การผสมดวย PCL ไมสงผลตอความหนาแนนของชนงานเนองจากความหนาแนนวสดเชงประกอบมคาใกลเคยงกบความหนาแนนของ neat PLA แตเมอพจารณาถงผลของปรมาณ NaClพบวา สงผลตอความหนาแนนของชนงาน โดยเมอเพมปรมาณ NaClความหนาแนนของชนงานจะลดลง เนองจากการเพม

83

ปรมาณ NaClเสมอนการเพมปรมาณรพรนในชนงาน ซงทาใหปรมาณเนอพอลเมอรตอชองวาง(หรอรพรน) ลดลง ความหนาแนนจงมคาลดลง

4.1.4.2 Differential scanning calolimetry (DSC)

ตารางท 4.3แสดงอณหภมเปลยนสถานะคลายแกว (Tg) อณหภมการเกดผลก (Tc) อณหภมหลอมเหลว

(Tm) และปรมาณผลก (crystallinity)ของตวอยางทอตราสวนของ PCLNaClและขนาดอนภาค NaClตางๆกน

Sample Tg(oC) Tc(

oC) Tm(PLA) (oC) Crystallinity of PLA

Neat PLA

0% NaCl 63.35 - 152.96 31.42

75% NaCl(1) 69.94 - 153.06 28.71

75% NaCl(2) 68.18 93.79 155.26 48.28

75% NaCl(3) 68.51 - 153.59 29.40

85% NaCl(1) 68.96 - 152.12 30.55

85% NaCl(2) 75.36 94.63 154.10 40.90

85% NaCl(3) 69.63 - 153.31 30.72

PLA:PCL 95:5

0% NaCl 66.07 113.01 157.88 62.27

75% NaCl(1) 70.30 93.47 153.78 50.65

75% NaCl(2) 69.45 92.97 155.25 46.75

75% NaCl(3) 75.43 92.16 154.12 49.93

85% NaCl(1) 75.86 90.66 153.12 47.83

85% NaCl(2) 67.58 92.65 153.13 49.12

85% NaCl(3) 68.08 91.48 153.78 48.97

84

ตารางท 4.3แสดงอณหภมเปลยนสถานะคลายแกว (Tg) อณหภมการเกดผลก(Tc) อณหภมหลอมเหลว

(Tm) และปรมาณผลก (Xc) ของตวอยางทอตราสวนของ PCLNaClและขนาดอนภาค NaCl

ตางๆกน (ตอ) Sample Tg(

oC) Tc(oC) Tm(PLA) (

oC) Crystallinity of PLA

PLA:PCL 90:10

0% NaCl 65.28 110.74 155.87 54.61

75% NaCl(1) 69.30 95.64 154.30 55.76

75% NaCl(2) 68.57 93.13 154.26 47.01

75% NaCl(3) 68.83 93.99 155.13 54.46

85% NaCl(1) 68.09 96.46 154.43 53.02

85% NaCl(2) 66.59 87.34 154.59 53.67

85% NaCl(3) 66.07 88.35 153.96 58.73

PLA:PCL 85:15

0% NaCl 67.06 113.50 152.08 63.64

75% NaCl(1) 68.78 99.94 154.95 55.79

75% NaCl(2) 69.05 96.96 155.12 61.55

75% NaCl(3) 68.94 94.64 153.63 64.60

85% NaCl(1) 69.18 105.54 155.24 71.44

85% NaCl(2) 68.28 99.29 154.62 58.99

85% NaCl(3) 65.22 91.17 154.63 55.76

* หมายเหต (1) หมายถง ขนาดอนภาค NaClเทากบ 355-250 μm, (2) หมายถง ขนาดอนภาค NaClเทากบ 250-150 μm,(3) หมายถง ขนาด

อนภาค NaClเทากบ 150-106 μm

จากตารางท 4.2 ซงแสดงอณหภมเปลยนสถานะคลายแกว (Tg) อณหภมการเกดผลก

(Tc) อณหภมหลอมเหลว (Tm) และปรมาณผลก (Xc) ของตวอยางทอตราสวนของ PCLNaClและขนาดอนภาค NaClตางๆกนพบวาอตราสวนของ PCLNaClและขนาดอนภาค NaCl ไมสงผลตออณหภม Tg

85

และ Tm ของ PLA แตอาจทาใหอานคา Tgของ PLA คลาดเคลอนไปได เนองจากอณหภม Tmของ PCL

นนอยในชวงอณหภมเดยวกบTgของ PLA

เมอพจารณาอณหภม Tcและปรมาณผลก พบวา neat PLA นนไมปรากฏอณหภม Tcแตเมอผสมดวย PCL จะปรากฏอณหภม Tcรวมทงมปรมาณผลกเพมขน แสดงวา PCL สามารถเหนยวนาให PLA เกดผลกไดมากขน สอดคลองกบ ผลการทดลองจากงานวจยของ M.Todoและคณะ [15]ซงพบวา ปรมาณผลกของ PLA นนสามารถเพมขนไดดวยการผสมกบ PCL รวมกบวธการขนรปวสด

4.2.5 สมบตเชงกล

ภาพท 4.13 คา Compressive modulus (MPa)ของตวอยางทมปรมาณ PCL แตกตางกน

ภาพท 4.13 แสดงคา Compressive modulus ของตวอยางทมปรมาณ PCL แตกตางกน พบวา ปรมาณของ PCL สงผลตอคาCompressive modulus ของชนงาน โดยการผสม PCL ทาใหคาCompressive modulus เนองจากPCL ยงสามารถเหนยวนาให PLA เกดผลกไดมากขน สงผลใหคา Compressive modulus มากขน ซงพบวาชนงานทมอตราสวน PLA:PCL เปน 90:10 มการเพมขนของคา

0

200

400

600

800

1000

1200

Comp

ressiv

e modu

lus (M

Pa)

neat PLA

PLA:PCL 95:5

PLA:PCL 90:10

PLA:PCL 85:15

86

Compressive modulus นอยทสดนนสอดคลองกบผลจากการทดสอบดวยเทคนค DSC พบวา ทอตราสวนนเหนยวนาใหปรมาณผลกของ PLA เพมขนนอยกวาทอตราสวนของPLA:PCL เปน 95:5

และ 85:15 นอกจากนน PLA นนมสมบตแบบเปราะ (brittle) แต PCL มสมบตแบบเหนยว (ductile)

ดงนนการผสมดวย PCL จงทาใหชนงานสามารถรบและกระจายแรงไดดกวา สอดคลองกบงานวจยของ F.Tubaและคณะ [18]ซงพบวากลไกการกระจายพลงงานในการรบแรงของวสดเชงประกอบระหวาง PLA/PCL/LTI นนขนอยกบปรมาณของ PCL มากกวาความแขงแรงของพนธะระหวางเฟส

ภาพท 4.14 คา Compressive modulus (MPa)ของตวอยางทมปรมาณ PCL และ NaClแตกตางกน

(ขนาดอนภาค NaClเปน 250-150 μm)

ภาพท 4.14 แสดงคา Compressive modulus ของตวอยางทมปรมาณ PCL และ NaCl

แตกตางกน พบวาปรมาณของ NaClทใชนนสงผลตอคา Compressive modulus โดยเมอปรมาณของ

0

200

400

600

800

1000

0 5 10 15

Comp

ressiv

e modu

lus (M

Pa)

Amount of PCL (%wt)

0% NaCl

75% NaCl

85% NaCl

87

NaClมากคา Compressive modulus จะตาลง เนองจาก อนภาค NaClนนทาใหเกดรพรนในชนงาน เมอมปรมาณ NaClมากจะทาใหชนงานมปรมาณรพรนมาก และมอตราสวนระหวางพอลเมอรตอ NaCl

ลดลงสงผลใหชนงานนนมสวนของเนอพอลเมอรททาหนาทในการรบแรงลดลง รวมทงการมรพรนทาใหสามารถรบและสงผานแรงไดนอยลง คา Compressive modulus จงลดลง สอดคลองกบงานวจยของ Ma PX [19] ซงพบวาโครงสรางรพรนทเปนแบบ heterogeneous นนปรมาณและขนาดของรพรนจะลงผลตอคา compressive modulus โดยพบวาเมอปรมาณรพรนมากคา compressive modulus จะลดลง

เมอพจารณาจากผลการทดลองดวยเทคนคตางๆ พบวา อตราสวนของวสดเชงประกอบทเหมาะสมในการนาไปศกษาเพมเตมในสวนของการเตม Bioglass® คอ วสดเชงประกอบทใชปรมาณ NaClเปน 75%โดยนาหนกเนองจากสามารถทาใหชนงานเกดรพรนไดอยในชวงทเหมาะสม คอ 60-80

% และใหความแขงแรงสงกวาวสดเชงประกอบทใชปรมาณ NaClเปน 85%โดยนาหนกและใชขนาดอนภาคของ NaCl อยในชวง 250-150 μm เนองจากใหขนาดของรพรนทเหมาะสมอยในชวง 200-400

μm

4.2 การเตรยมวสดเชงประกอบระหวาง PLA/PCL/Bioglass®

4.2.1 ขนาด ปรมาณ และการกระจายตวของรพรน

ภาพท 4.15 SEM micrographs ของผวภาคตดขวางของตวอยาง: (a) neat PLA 75%wt NaClขนาดอนภาค 250-150 μm 5%Bioglass® (b)neat PLA 75%wt NaClขนาดอนภาค 250-150 μm

10%Bioglass® (c) neat PLA 75%wt NaClขนาดอนภาค 250-150 μm 15%Bioglass®

(a) (b) (c)

88

ภาพท 4.16 SEM micrographs ของผวภาคตดขวางของตวอยาง: (a) PLA:PCL 95:5 75%wt NaClขนาดอนภาค 250-150 μm 5%Bioglass® (b)PLA:PCL 95:5 75%wt NaClขนาดอนภาค 250-150 μm

10%Bioglass® (c) PLA:PCL 95:5 75%wt NaClขนาดอนภาค 250-150 μm 15%Bioglass®

ภาพท 4.17 SEM micrographs ของผวภาคตดขวางของตวอยาง: (a) PLA:PCL 90:10 75%wt NaCl

ขนาดอนภาค 250-150 μm 5%Bioglass® (b)PLA:PCL 90:10 75%wt NaClขนาดอนภาค 250-150 μm

10%Bioglass® (c) PLA:PCL 90:10 75%wt NaClขนาดอนภาค 250-150 μm 15%Bioglass®

ภาพท 4.18 SEM micrographs ของผวภาคตดขวางของตวอยาง: (a) PLA:PCL 85:15 75%wt NaCl

ขนาดอนภาค 250-150 μm 5%Bioglass® (b)PLA:PCL 85:15 75%wt NaClขนาดอนภาค 250-150 μm

10%Bioglass® (c) PLA:PCL 85:15 75%wt NaClขนาดอนภาค 250-150 μm 15%Bioglass®

(a) (b) (c)

(a) (b) (c)

(a) (b) (c)

89

จากภาพท 4.15-4.18 แสดงรพรนและกระจายตวของรพรนภายในชนตวอยางทอตราสวนของ PCL

และ Bioglass® ตางๆกน แตใชปรมาณและของ NaCl คงทท 75%โดยนาหนกและ 250-150 μm ตามลาดบ พบวา การเตม Bioglass® ทาใหผนงของรพรนบางลง เนองจากพอลเมอรตองแทรกผานชองวางระหวางอนภาคของทง NaClและ Bioglass® นอกจากนนยงทาใหผวของรพรนมความขรขระมากขนเนองจากมอนภาคของ Bioglassกระจายอยบนผวของรพรน เมอพจารณาเปรยบเทยบอตราสวนตางๆของ Bioglass® คอ 5 10 และ 15 %โดยนาหนก พบวา Bioglas®s จะสามารถกระจายตวในเนอชนงานไดดขน เมอปรมาณมากขน โดยจะสงเกตเหน Bioglass® เปนลกษณะจดสขาวในเนอชนงาน สอดคลองกบงานวจยของ V.Maquet และคณะ [6] ซงพบวา เมอใชปรมาณ Bioglass® นอยๆ จะไมสงผลกระทบตอลกษณะของรพรน และการกระจายตวของอนภาค Bioglass® จะดขนปรมาณเพมมากขน เนองจากมแรงยดเกาะระหวางอนภาค Bioglass® และพอลเมอรมากขน

90

4.2.2 ปรมาณรพรน (%)

ภาพท 4.19 ปรมาณรพรน (%) จากการคานวณของตวอยางทมปรมาณ PCL และ Bioglass® แตกตาง

กนและมปรมาณ NaCl75%โดยนาหนก ขนาดอนภาค 250-150 μm

ภาพท 4.19 แสดงปรมาณรพรนจากการคานวณของตวอยางทมปรมาณ PCL และ Bioglass® แตกตางกนและมปรมาณ NaCl75%โดยนาหนก ขนาดอนภาค 250-150 μm เมอพจารณาทอตราสวนของ PCL หนงๆ พบวาปรมาณของ Bioglass® นน ไมสงผลตอปรมาณรพรน เนองจากปรมาณรพรนมคาทใกลเคยงกน สอดคลองกบงานวจยของ P.Fabbri และคณะ [17] ซงไดทาการเตรยมวสดเชงประกอบระหวาง PCL และ Bioglass® ในอตราสวน 0 25 และ 50 %โดยนาหนก และพบวาทอตราสวนเหลานปรมาณรพรนทไดมคาใกลเคยงกน

0

20

40

60

80

100

0 5 10 15

Poros

uty (%

)

Amount of Bioglass (%wt)

neat PLA

PLA:PCL 95:5

PLA:PCL 90:10

PLA:PCL 85:15

91

4.2.3 ขนาดรพรน

ภาพท 4.20 ขนาดรพรนโดยเฉลยของตวอยางทมปรมาณ PCL และ Bioglass® แตกตางกนและมปรมาณ NaCl75%โดยนาหนก ขนาดอนภาค 250-150 μm

ภาพท 4.20 แสดงขนาดรพรนโดยเฉลยของตวอยางทมปรมาณ PCL และ Bioglass®

แตกตางกนและมปรมาณ NaCl75%โดยนาหนก ขนาดอนภาค 250-150 μmพบวาการเตม Bioglass ®

สงผลตอขนาดรพรนของชนงานเพยงเลกนอย โดยขนาดรพรนของชนงานทเตม Bioglass® มคาใกลเคยงกบขนาดรพรนของชนงานทไมเตม Bioglass® สงเกตไดวาทปรมาณ Bioglass® เปน 10 และ 15 %โดยนาหนกนนมขนาดของรพรนของชนงานทเตม Bioglass® มคาใกลเคยงกบขนาดรพรนของชนงานทไมเตม Bioglass® มากกวาท 5%โดยนาหนกเนองจากการกระจายตวของBioglass® มความสมาเสมอมากกวาสอดคลองกบผลการทดสอบดวยเทคนค SEM และผลการคานวณปรมาณรพรน [6,17]

0

50

100

150

200

250

300

350

400

0 5 10 15

Avera

ge por

e size

(micr

ons)

Amount of Bioglass (%wt)

neat PLA

PLA:PCL 95:5

PLA:PCL 90:10

PLA:PCL 85:15

92

4.2.4 สมบตทางความรอน

4.2.4.1 Thermogravimetric analysis (TGA)

ตารางท 4.4แสดงอณหภมสลายตวของตวอยางทอตราสวนปรมาณ PCL และ Bioglass®แตกตางกน

และมปรมาณ NaCl75%โดยนาหนก ขนาดอนภาค 250-150 μm Sample Onset Temp. (oC) Td(

oC)

PCL PURE 0% NaCl 0% Bioglass 396.36 426.10

PLA PURE

0% NaCl 0% Bioglass 349.63 373.54

75% NaCl

Particle size 250-150 microns

0% Bioglass 320.11 343.04

5% Bioglass 266.70 294.62

10% Bioglass 263.99 293.62

15% Bioglass 244.10 276.97

PLA:PCL 95:5

0% NaCl 0% Bioglass 345.85 364.46

75% NaCl

Particle size 250-150 microns

0% Bioglass 321.52 343.19

5% Bioglass 264.51 294.90

10% Bioglass 248.81 273.88

15% Bioglass 259.41 290.79

PLA:PCL 90:10

0% NaCl 0% Bioglass 343.53 362.46

75% NaCl

Particle size 250-150 microns

0% Bioglass 312.47 343.19

5% Bioglass 265.49 330.96

10% Bioglass 259.32 295.86

15% Bioglass 304.99 290.59

PLA:PCL 85:15

0% NaCl 0% Bioglass 344.76 364.86

75% NaCl

Particle size 250-150 microns

0% Bioglass 318.20 337.64

5% Bioglass 264.96 305.30

10% Bioglass 256.42 292.49

15% Bioglass 303.42 288.62

93

ตารางท 4.4 แสดงอณหภมสลายตว (degradation temperature) ของตวอยางทอตราสวนปรมาณ PCL และ Bioglass® แตกตางกนและมปรมาณ NaCl75%โดยนาหนก ขนาดอนภาค 250-150

μm เมอพจารณาทอตราสวนของ Bioglass® ตางๆกน เมอเตม Bioglassอณหภมสลายตวของตวอยางมคาลดลง เนองจาก Bioglass® ไมเกดการสลายตวชวงอณหภมททาการทดสอบ ดงนนสดสวนของเนอพอลเมอรตอชองวางจงลดลง สงผลใหอณหภมสลายตวของตวอยางมคาลดลงดวย

ตารางท 4.5แสดงความหนาแนนของตวอยางจากการคานวณทอตราสวนปรมาณ PCL และ Bioglass®

แตกตางกนและมปรมาณ NaCl75%โดยนาหนก ขนาดอนภาค 250-150 μm

Samples Density

neat PLA

0%NaCl 0% Bioglass 1.0721

75% NaCl

Particle size 250-150 microns

0% Bioglass 0.3893

5% Bioglass 0.4280 10% Bioglass 0.3556 15% Bioglass 0.3960

PLA:PCL 95:5

0%NaCl 0% Bioglass 0.9937

75% NaCl

Particle size 250-150 microns

0% Bioglass 0.4062

5% Bioglass 0.3851 10% Bioglass 0.3589 15% Bioglass 0.2970

PLA:PCL 90:10

0%NaCl 0% Bioglass 0.9800

75% NaCl

Particle size 250-150 microns

0% Bioglass 0.3472

5% Bioglass 0.3647 10% Bioglass 0.3183 15% Bioglass 0.3073

94

ตารางท 4.5แสดงความหนาแนนของตวอยางจากการคานวณทอตราสวนปรมาณ PCL และ Bioglass®

แตกตางกนและมปรมาณ NaCl75%โดยนาหนก ขนาดอนภาค 250-150 μm (ตอ)

Samples Density

PLA:PCL 85:15

0%NaCl 0% Bioglass 1.0005

75% NaCl

Particle size 250-150 microns

0% Bioglass 0.3449

5% Bioglass 0.4179 10% Bioglass 0.2919 15% Bioglass 0.3517

ตารางท 4.5แสดงความหนาแนนของตวอยางจากการคานวณทอตราสวนปรมาณ PCL และ Bioglassแตกตางกนและมปรมาณ NaCl 75%โดยนาหนก ขนาดอนภาค 250-150 μm เมอพจารณาท อตราสวนของ Bioglass® ตางๆกน พบวา การผสมดวย Bioglass®ไมสงผลตอความหนาแนนของชนงานโดยความหนาแนนของชนงานทเตม Bioglass® มคาใกลเคยงกบความหนาแนนของชนงานทไมเตม Bioglass® แสดงถงวา Bioglass® นนสามารถกระจายตวอยในเนอพอลเมอรได สอดคลองกบภาพทไดจากการทดสอบดวยเทคนค SEM

4.2.4.2 Differential scanning calolimetry (DSC)

ตารางท 4.6 แสดงอณหภมเปลยนสถานะคลายแกว (Tg) อณหภมการเกดผลก (Tc) อณหภมหลอมเหลว

(Tm) และปรมาณผลก (crystallinity)ของตวอยางทมอตราสวนปรมาณ PCL และ Bioglass® แตกตางกนและมปรมาณ NaCl75%โดยนาหนก ขนาดอนภาค 250-150 μm

Sample Tg(oC) Tc(

oC) Tm(PLA)

(oC)

Crystallinity

of PLA

PLA

PURE

0% NaCl 0% Bioglass 63.35 - 152.96 31.42

75% NaCl

Particle size

250-150 microns

0% Bioglass 68.18 93.80 155.26 48.28

5% Bioglass 70.95 90.98 154.77 34.79

10% Bioglass 72.42 90.83 154.61 39.56

15% Bioglass 55.81 94.15 149.81 24.32

95

ตารางท 4.6แสดงอณหภมเปลยนสถานะคลายแกว (Tg) อณหภมการเกดผลก (Tc) อณหภมหลอมเหลว

(Tm) และปรมาณผลก (crystallinity)ของตวอยางทมอตราสวนปรมาณ PCL และ Bioglass®แตกตางกนและมปรมาณ NaCl75%โดยนาหนก ขนาดอนภาค 250-150 μm

(ตอ)

Sample Tg(oC) Tc(

oC) Tm(PLA)

(oC)

Crystallinity

of PLA

PLA:PCL

95:5

0% NaCl 0% Bioglass 66.07 113.02 157.88 62.27

75% NaCl

Particle size

250-150 microns

0% Bioglass 69.45 92.97 155.25 46.75

5% Bioglass 63.33 90.01 154.78 38.82

10% Bioglass 63.71 90.96 154.40 37.76

15% Bioglass 59.51 91.68 148.68 31.62

PLA:PCL

90:10

0% NaCl 0% Bioglass 65.28 110.74 155.87 54.61

75% NaCl

Particle size

250-150 microns

0% Bioglass 68.57 93.13 154.26 47.01

5% Bioglass 64.22 90.35 154.96 43.12

10% Bioglass 61.89 88.67 153.27 42.27

15% Bioglass 62.82 93.14 150.30 32.50

PLA:PCL

85:15

0% NaCl 0% Bioglass 67.06 113.51 152.08 63.64

75% NaCl

Particle size

250-150 microns

0% Bioglass 69.05 96.96 155.12 61.55

5% Bioglass 72.10 89.68 154.13 39.20

10% Bioglass 63.06 89.50 153.11 43.93

15% Bioglass 62.03 91.85 150.67 35.36

ตารางท 4.2 แสดงอณหภมเปลยนสถานะคลายแกว (Tg) อณหภมการเกดผลก (Tc) อณหภมหลอมเหลว (Tm) และปรมาณผลก (Xc) ของตวอยางทอตราสวนของ PCL NaClและขนาดอนภาค NaClตางๆกนพบวาการเตม Bioglass®ไมสงผลตออณหภม TgTcและ Tm ของ PLA แตสงผลตอ

96

ปรมาณผลกของ PLA เนองจากการ Bioglass® ขดขวางการเคลอนทของสายโซของ PLA ในระหวางกลไกการเกดผลกสงผลให PLA เกดผลกไดนอยลง ปรมาณผลกจงตาลง

4.2.5 สมบตเชงกล

ภาพท 4.21 คา Compressive modulus (MPa) ของตวอยางทมอตราสวนปรมาณ PCL และ Bioglass®

แตกตางกนและมปรมาณ NaCl 75%โดยนาหนก ขนาดอนภาค 250-150 μm

ภาพท 4.21 แสดงคา Compressive modulus (MPa) ของตวอยางทมอตราสวนปรมาณ PCL

และ Bioglass® แตกตางกนและมปรมาณ NaCl 75%โดยนาหนก ขนาดอนภาค 250-150 μm โดยเมอปรมาณของ Bioglass® มากขนคา Compressive modulus จะตาลง เนองจากเมอปรมาณของ Bioglass®

มากขนทาใหอตราสวนของเนอพอลเมอรซงเปนสวนททาใหทรบและกระจายแรงในชนงานลดลง ทาใหชนงานสามารถรบแรงไดนอยลง นอกจากนนการกระจายตวของ Bioglass® ในเนอพอลเมอรนนทาใหเฟสของพอลเมอรบางสวนไมเชอมตอกน ซงเปนการขดขวางการถายเทหรอการกระจายแรงในสวนของเนอพอลเมอร เปนสวนหนงททาใหเมอเพมปรมาณของ Bioglass® แลวทาใหคาCompressive

modulus ตาลง

01020304050607080

0 5 10 15

Comp

ressiv

e modu

lus (M

Pa)

Amount of Bioglass (%wt)

neat PLA

PLA:PCL 95:5

PLA:PCL 90:10

PLA:PCL 85:15

1

บทท 5

สรปผลการทดลองและขอเสนอแนะ

5.1 สรปผลการทดลอง

งานวจยนทาการศกษาวสดเชงประกอบระหวางพอลแลคตกแอซด (PLA) พอลคาโปรแลคโตน (PCL) และ Bioglass® ดวยกระบวนการตกตะกอน รวมกบการอดขนรปดวยความรอน และกระบวนการชะลางเกลอ (Salt leaching) เพอใหไดวสดทมความเปนรพรนสงสาหรบการนามาประยกตใชในงานเกยวกบวศวกรรมเนอเยอกระดก โดยแบงงานวจยออกเปนเปนสองขนตอน ขนตอนทหนงคอการหาอตราสวนระหวาง PLA/PCL รวมถงปรมาณและขนาดอนภาคของ NaCl (leachable agent) ทเหมาะสมเพอนาไปใชตอในขนตอนทสองคอการนาเอาอตราสวนของ PLA/PCL และปรมาณการใช NaCl ทเหมาะสมทสดไปศกษาตอในสวนของการเตม Bioglass®

ในขนตอนแรกของมการใชอตราสวนระหวาง PLA/PCL เปน 3 อตราสวน คอ 95/5 90/10 และ 85/15 ใชปรมาณ NaCl (leachable agent) เปน75 และ 85 %โดยนาหนก ขนาดอนภาค NaCl เปน 355-250 250-150 และ 150-106 ไมครอน จากการศกษาพบวาวสดทไดเปนวสดทมรพรนสง ลกษณะและขนาดของรพรนนนขนอยกบลกษณะและขนาดของอนภาค NaCl ปรมาณรพรน (Porosity) ขนอยกบปรมาณ NaCl แตปรมาณของรพรนนนสงผลตอคาของวสดดวย โดยคาโมดลสและความแขงแรงของวสดทมรพรนจะลดลงอยางมากเมอเปรยบเทยบกบวสดทไมมรพรน และเมอเปรยบเทยบระหวางปรมาณ NaCl 75% และ 85% พบวานนคาโมดลสและความแขงแรงท 85% มคานอยกวา นอกจากนนสมบตเชงกลของวสดยงไดรบผลจากปรมาณ PCL ดวย พบวาพอลเมอรผสมระหวาง PLA/PCL นนมคาโมดลสสงกวาแตความแขงแรงตากวา neat PLA เมอพจารณาสมบตทางความรอนพบวาพอลเมอรผสมจะมอณหภมการสลายตวและปรมาณผลกทตากวา neat PLA อตราสวนททความเหมาะสมนน

72

พจารณาจากความเหมาะสมในการนาไปใชในงานวศวกรรมเนอเยอกระดก (สมบตเทยบเทากระดกสวนใน) คอ มปรมาณรพรนอยในชวง 30-90 % ขนาดรพรนอยในชวง 200-400 μm และคาโมดลสอยในชวง 2-20 เมกะพาสคาล ดงนน อตราสวนทมความเหมาะสมในการนาไปศกษาในสวนตอไป คอ neat PLA และ PLA/PCL ปรมาณ NaCl 75% และขนาดอนภาค NaClเปน 250-150 μm และจากการศกษาความเปนพษตอเซลล พบวาวสดไมเปนพษตอเซลลสามารถนาไปใชในงานเกยวกบวศวกรรมเนอเยอกระดกได

ในขนตอนทสองใชปรมาณ Bioglass® เปน 5 10 และ 15 %โดยนาหนก ผสมเพมเตมลงในอตราสวนทเลอกในขนตอนแรก พบวา Bioglass® สามารถกระจายตวในวสดไดดเมอปรมาณBioglass® เพมมากขน โดยปรมาณBioglass®ไมสงผลตอขนาดและปรมาณของรพรน แตจะสงผลใหคาโมดลสและความแขงแรงลดลง เมอพจารณาสมบตทางความรอนพบวาพอลเมอรผสมจะมอณหภมการสลายตวตาลง แตปรมาณผลกสงขน จากการศกษาความเปนพษตอเซลล พบวาวสดทมปรมาณ Bioglass® 10 และ 15 %โดยนาหนก นนแสดงความเปนพษตอเซลลไมเหมาะสมตอการนาไปประยกตใชงาน แตวสดทมปรมาณ Bioglass® เปน 5%โดยนาหนกนนไมแสดงความเปนพษตอเซลลสามารถนาไปใชในงานเกยวกบวศวกรรมเนอเยอกระดกได

5.2 ขอเสนอแนะ ศกษาเพมเตมในสวนของการใช leachable agent ชนดอนๆทสามารถปรบเปลยนรปรางไดงายกวา NaCl เพอใหสามารถควบคมลกษณะของรพรนไดงายขน

ศกษาเพมเตมในสวนของการปรบปรงพนผวของ Bioglass® เพอใหแรงยดเหนยวระหวางเฟสของ Bioglass® และพอลเมอรมากขน

73

บรรณานกรม

1. อ.พญ. จฑาทพย คนทรกษ. เอกสารประกอบการสอนรายวชา พศ. 214 โครงสรางและหนาทของระบบกลามเนอกระดก เรอง พยาธวทยาของกระดก ขอ และ soft tissue. 2552.

2. P. X. Ma, J.W. Choi. Biodegradable polymer scaffolds with well-defined interconnected speherical pore network. Tissue Eng. 2001. 7: p. 23-33.

3. S. Bose, M.Roy, A. Bandyopadhyay. Recent advances in bone tissue engineering scaffolds. Trends in Biotechnology. 2012. 30: p. 2-6.

4. Q. Hou, D.W.Grijpma, J. Feijen. Porous polymeric structures for tissue engineering prepared by a coagulation, compression moulding and salt leaching technique. Biomaterials. 2003. 24: p. 1937-1947.

5. Bioglass. [cited; Available from: http://en.wikipedia.org/wiki/Bioglass]

6. V.Maquet, A.R. Boccaccini, L. Pravata, I. Notingher, R. Jérôme. Porous poly(α-hydroxyacid)/Bioglass® composite scaffold for bone tissue engineering. I: preparation and in vitro characterization. Biomaterials. 2004. 25: p. 4185-4194.

7. ศนยสารสนเทศวทยาศาสตรและเทคโนโลย สานกหอสมดและศนยสารสนเทศวทยาศาสตรและเทคโนโลย. ประมวลสารสนเทศพรอมใช พลาสตกยอยสลายไดทางชวภาพ

8. Y. Gong, Q. Zhou, C. Gao, J. Shen. In vitro and in vivo degradability and cytocompatibility of poly(L-lactic acid) scaffold fabricated by a gelatin particle leaching method. Acta Biomaterialia. 2007. 3: p. 531-540.

9. M. Navarroa, M.P Ginebra, J.A. Planell, C.C. Barrias, M.A. Barbosa. In vitro degradation behavior of a novel bioresorbable composite material based on PLA and a soluble CaP glass. Acta Biomaterialia. 2005. 1: p. 411-419.

10. Y. Jung, S.S. Kim, Y.H. Kim, S.H. Kim, B.S. Kim, S. Kim, C.YongChoi, S. H. Kim. A poly(lactic acid)/calcium metaphosphate composite for bone tissue engineering.

Biomaterials. 2005. 26: p. 6314-6322.

74

11. A.R. Boccaccini, M.Erol, W. J. Strack, D. Monh, Z. Hong, J.F. Mano. Polymer/bioactive glass nanocomposite for biomedical application: A review. Composite Science and

Technology. 2010. 70: p. 1764-1776

12. Polycaprolactone. [cited; Available from:

http://en.wikipedia.org/wiki/Polycaprolactone.]

13. M. Labet, W. Thielemans. Synthesis of polycaprolactone: a review. Chemical Society

Reviews. 2009. 38: p. 3484-3504.

14. A.Reazeal, M.R. Mohammadi, In vitro study of hydroxyapatite/polycaprolactone (HA/PCL) nanocomposite synthesized by in situ sol-gel process. Materials Science and

Engineering C. 2012. 33: p.390-396

15. V. Cannillo, F. Chiellini, P. Fabbri, A. Sola. Production of Bioglass 45S5 - Polycaprolactone composite scaffolds via salt-leaching. Composite Structures. 2010. 92:

p. 1823-183

16. V. Guarino, F. Causa, P.Taddei, M. Foggia, G. Ciapetti, D. Martini, C. Fagnano, N.

Baldini, L. Ambrosio. Polylactic acid fibre-reinforced polycaprolactone scaffolds for bone tissue engineering. Biomaterials. 2008. 29: p. 3662-3670.

17. Patrício T., Domingos M., Gloria A., Bártolo P. Characterisation of PCL and PCL/PLA scaffold for tissue engineering. SciVerse ScienceDirect. 2013. 5: p. 110-114

18. M. Todo, S.-D. Park, T. Takayama, K. Arakawa. Fracture micromechanisms of bioabsorbable PLLA/PCL polymer blends. Engineering Fracture Mechanics. 2007. 74: p.

1872-1883.

19. P. Sarazin, R. Xavier, F. Basil. Controlled preparation and properties of porous poly(l-lactide) obtained from a co-continuous blend of two biodegradable polymers. Biomaterials. 2004. 25: p. 5965-5978.

20. F. Tuba, L. Oláh, P. Nagy. Characterization of reactively compatibilized poly(D,L-lactide)/poly(e-caprolactone) biodegradable blends by essential work of fracture method.Engineering Fracture Mechanics. 2011. 78:p.3123-3133.

75

21. P. Fabbri, V. Cannillo, A. Sola, A. Dorigato, F. Chiellini. Highly porous polycaprolactone-45S5 Bioglass scaffolds for bone tissue engineering. Composites

Science and Technolog. 2010. 70: p. 1869-1878.

22. F. Wu, C. Liu, B. O’Neill, J. Wei, Y. Ngothai. Fabrication and properties of porous scaffold of magnesium phosphate/polycaprolactone biocomposite for bone tissue engineering. Applied Surface Science. 2012. 258; p. 7589-7595

23. R.C.Thomson, A.K. Shung, M.J. Yazemski, A.G. Mikos. Polymer scaffold processing.

Principle of tissue engineering. 2000. p. 259-262.

24. Biodegradable plastic. [cited; Available from:

http://siweb.dss.go.th/repack/fulltext/IR12.pdf.]

25. H.-T. Liao, C.-S. Wu. Preparation and characterization of ternary blends composed of polylactides, poly( -caprolactone) and starch. Materials Science and Engineering A.

2009. 515; p. 207-214

26. Compressive strength. [cited; Available from:

http://en.wikipedia.org/wiki/Compressive_strength]

27. Department of Chemistry Faculty of Science Burapha University. DSC. [cited; Available

from: http://www.sci.buu.ac.th/~chemistry/staff/thanida/Polymer_Chemistry/image_files/

chapter5_2.html.]

28. National Nanotechnology Center (NANOTEC) National Science and Technology

Development Agency THAILAND. DSC. [cited; Available from:

http://www.nanotec.or.th/lab/viewTool.php?toolId=17.]

29. DSC. [cited; Available from:

http://en.wikivisual.com/index.php/Differential_scanning_calorimetry.]

30. ดนย กจชยนกล. เรองนารของกลองจลทรรศนอเลกตรอนแบบสองกราด (Scanning Electron Microscope , SEM). 2004. p. 1-3.

31. Microplate reader. [cited; Available from: http://en.wikipedia.org/wiki/Plate_reader.]

32. ความแตกตางระหวางเครอง Microplate reader กบ เครอง Spectophotometry. [cited;

Available from: http://share.psu.ac.th/blog/ua5/5678.]

76

ภาคผนวก

77

ภาคผนวก ก

เครองมอทใชในงานวจย

78

. การขนรปชนงาน 1.1 Compression molding

รปท ก-1 เครอง Compression molding

การขนรปแบบกดอดเปนกรรมวธการผลตแบบทงายและธรรมดาทสด ผลตไดไมรวดเรวนกพลาสตกทใชสวนมากเปนเทอรโมเซตตงชนดผง ไมนยมใชชนดเมดเพราะหลอมละลายชากวา โดยมตวอยางขนตอนการผลต ดงน

1. นาผงพลาสตกไปเขาเครองอบแหง (Preheating) ดวยระบบ High Frequency หรอระบบอนๆ ในปรมาณทตองการ เพออบใหผงพลาสตกแหงไลความชนออก และเปนการเพมอณหภมใหใกลเคยงกบจดหลอมเหลวเพอชวยลดเวลาในเครองอด (ผงพลาสตกบางชนดไมตองผานการอบ) ทอณหภมประมาณ 90-115 องศาเซลเซยส เวลาไมควรเกน 60 วนาท

2. เทกอนผงพลาสตกทอบแลวเขาแมแบบในเครองอด ซงมอณหภมประมาณ 150-165 องศาเซลเซยสหรอแลวแตชนดของพลาสตก

3. กดแมแบบตวผซงอยตอนบนลงชาๆ (หรอดนแมแบบตวเมยหรอตวลางขน) แตไมสดดวยแรงอดประมาณ 120 กโลกรม/ตารางเซนตเมตร ความรอนและแรงอดจะทาใหผงพลาสตกหลอมละลายและไหลไปตามสวนตางๆของแมแบบ

79

4. กดแมแบบลงสดดวยแรงอดประมาณ 175-200 กโลกรม/ตารางเซนตเมตร นานประมาณ 60-

80 วนาท หรอแลวแตขนาดของชนงานและชนดเมดพลาสตก

5. เปดแมแบบออก แลวนาเอาชนงานไปขดตกแตงขอบใหเรยบดวยกระดาษทรายหรอตะไบแลวขดมนดวยลอผาขดมนกบดนขด

. การทดสอบสมบตเชงกล [21] 2.1 เครอง Universal Testing machine

รปท ก-2 เครอง Universal testing machine

คา Compressive strength เปนคาความจในการตานทานแรงกดตามแนวแกนของวสด เมอถงคาของ Compressive strength แลววสดจะถกกดจนแตกหกโดยสวนใหญแลว Compressive strength จะถกวดโดยเครอง Universal testing machine โดยใชโหมด Compressive test ซงวธและสภาวะในการทดสอบหาคา Compressive strength จะสงผลตอคา Compressive strength ทได เมอชนงานของวสดถกใหแรงทาใหมนยดออกไปวสดนนจะมแรงดงยดหรอ Tension แตในทางกลบกนถาวสดถกบบอดและหดลง วสดนนกจะมแรงกด หรอ Compression

80

ขอแตกตางระหวางการใหแรงทง 2 ชนดคอ Strain ซงสาหรบแรงดง คา Strain จะมคาเปนบวกเนองจากมนยดออก แตหากใหแรงกดอด คา Strain จะมคาเปนลบเนองจากมนจะหดตวลง ขอแตกตางอกอยางคอ แรงดงจะทาใหเกดการจดเรยงตว แตแรงกดอดจะทาใหเกดการยบตวจนแตกหก

ตามนยามแลว Compressive strength ของวสดคอคา Compressive stress ในทศทางเดยวซงหาไดเมอวสดทดสอบมการแตกหกอยางสมบรณคา Compressive strength นปกตจากหาไดจากการทดลองโดยเรยกวา Compressive test อปกรณทใชในการทดลองอปกรณจะคลายอปกรณในการทดสอบ Tensile

โดยแทนทจะใหแรงดงในทศทางเดยวกจะเปลยนเปนแรงกดอดในทศทางเดยวแทน ซงตวเชนงาน (ปกตเปนทรงกระบอก) กจะหดลงอกทงจะขยายออกดานขาง ซงจะได Stress strain curve ดงรปท ก-4

รปท ก-4 แสดง stress strain curveของ Compressive test[21]

Compressive strength จะตรงกบจดแดงในกราฟ ในการทดสอบ Compression จะมสวนทเปนเชงเสนซงจะเปนไปตามกฎของฮค (Hooke’s law) ในบรเวณน σ = Eεโดยท E คอYoung's Modulus

สาหรบแรงกดอด สวนทมความเปนเชงเสนซงสมพนธกบกฎของฮคนจะสนสดทจด Yield point ซงถาเลยจดนไปแลว วสดจะมพฤตกรรมเปนพลาสตก และจะไมกลบไปสขนาดเดมเมอหยดใหแรง

81

. การทดสอบสมบตทางความรอน

3.1 Differential scanning calorimetry(DSC)

รปท ก-5 เครอง DSC

รปท ก-6 สวนประกอบหลกของเครอง DSC [22]

โดยปกตแลว DSC จะใชในการวดอณหภมและ Heat flow จากการเปลยนแปลงความรอนของวสด เปรยบเทยบกบอณหภมหรอเวลาทาใหไดขอมลทงทางดานเชงคณภาพและเชงปรมาณทเกดจากการเปลยน แปลงทางกายภาพและทางเคม การเปลยนแปลงนจะเกยวของกบกระบวนการดดหรอ

82

กระบวนการคายความรอน(Endothermic or Exothermic processes)หรอการเปลยนแปลงความจความรอน(Heat capacity changes)จงนามาใชเพอศกษาสมบตทเปนลกษณะพเศษของวสดตางๆ ไดแก พอลเมอร ยา อาหาร และตวอยางทางชววทยา ซงโดยปกตแลวการเปลยนแปลงทวดไดจากเครอง DSC จะไดแก Glass transition temperature (Tg) , Melting temperature (Tm) , ปรมาณผลก(%Crystalline) และความจความรอน เปนตน

ในปจจบน DSC มการใชงานอย 2 ชนด ดงรายละเอยดตอไปน

1. Heat flux DSC เปน DSC ทนยมใชกนมากทสด เพราะมขอดคอ มความสมาเสมอของเสน Base line และ Cell ทคงทน

2. Power compensation DSC ใหความละเอยดของ DSC curve ทดและมอตราการเพมความรอนและการเยนตวทรวดเรว

3.1.1 Heat flux DSC [23]

รปท ก-7 แสดง Heat flux DSC [24]

สารตวอยางจะถกใสอยใน Aluminum pan ซงเรยกวา Sample pan และสารอางองจะใชเปน Aluminum pan เปลาๆ ซงเรยกวา Reference pan โดย Pan ทง 2 นจะถกวางอยบน Heater หรอ Furnace

ตวเดยวกน และถกใหความรอนเทากน เมอสารตวอยางมการเปลยนแปลงอณหภมของสารตวอยางกบสารอางองจะตางกนซงจะถกวดโดย Thermocouple และเมอทาการวดความแตกตางอตราการไหลของความรอนกสามารถคานวณเปนพลงงานได

83

3.1.2 Power Compensated DSC [23]

รปท ก-8 แสดง Power compensated DSC[24]

สารตวอยางและสารอางองอยคนละ Heater หรอ Furnace ซง DSC แบบนจะมการเพมอณหภมเพอใหอณหภมสดทายของทง Pan ทงสองตวเทากนอยเสมอ ดงนนอตราการใหความรอนระหวางสารตวอยางกบสารอางองจงแตกตางกน ซงสามารถคานวณเปนพลงงานทใชได

. การศกษาขนาดและการกระจายตวของรพรน 4.1 Scanning electron microscope (SEM) [25]

84

รปท ก-9 เครอง Scanning electron microscope (SEM)

การศกษาสงซงมขนาดเลก ๆ หรอทเรยกวา จลทรรศน (Microscopy) นน นบวาเปนศาสตรหนง ทมความสาคญอยางมากในวทยาการหลายสาขา ในปจจบน เราอาจขยายภาพวตถในระดบ 10 เทา โดยใชแวนขยาย ระดบ 10 – 1,000 เทา โดยใชกลองจลทรรศนแบบแสง ( OM , Optical microscope ) และระดบ10 – 1,000,000 เทา โดยใชกลองจลทรรศนอเลกตรอน ( EM , Electron microscope ) ขอแตกตางระหวาง OM และ SEM กลองจลทรรศนแบบแสง (OM) และกลองจลทรรศนอเลกตรอนแบบสองกราด ( Scanning electron microscope ) ตางเปนเครองมอทงานดานวทยาศาสตรแทบทกสาขา จาเปนตองมไวใชงาน แตถงแมวาเครองมอทงสองจะใชเพอการขยายภาพวตถตาง ๆ เชนเดยวกน แตหลกการทางานตางกนอยางมากOM นน เปนเครองมอทมการใชงานมากกวา เนองจากใชงานงาย สามารถศกษาวตถ หรอตวอยางในบรรยากาศปกต หรอในของเหลว เชนนา หรอนามนได ภาพขยายของตวอยางทได จะใหสจรงตามธรรมชาตและสามารถขยายภาพของตวอยางไดตงแต 10 – 1,000 เทา ซงปจจบน สามารถดภาพผานจอทว หรอคอมพวเตอรได ทาใหพมพภาพ หรอเกบขอมลเพอใชประมวลผล เชน การวดขนาดอนภาค ไดสะดวกขน แตOM กมขอจากดท ความชดลก (Depth of field ) ของภาพขยาย ยงกาลงขยายมากขน ระยะชดลกยงนอยลง

85

SEM มจดเดนคอมระยะชดลกมากกวาและมอานาจแยกแยะเชงระยะ (Spatial resolution) สงกวา OM ทงนเพราะอปกรณทงสองใชแหลงกาเนดคลนซงมความยาวคลนตางกนเปนตวสรางภาพ OM ใชคลนแสง ( แสงทตามนษยมองเหน ) ซงมความยาวคลนอยในชวง 400-700 นาโนเมตรทาให OM ไมสามารถขยายวตถทเลกกวา 0.2 ไมครอนไดสวน SEM จะใชคณสมบตคลนของอเลกตรอนซงมความยาวคลนสนกวาทาให SEM มอานาจแยกแยะเชงระยะไดมากถง 0.2 นาโนเมตรและดวยความสามารถในการบบลาอเลกตรอนใหเปนมมแคบๆไดทาใหไดภาพทมความชดลกสงนอกจากน SEM ยงสามารถใชรวมกบเทคนคอนเชน Energy dispersive spectrometry (EDS) และ wavelength dispersive

spectrometry (WDS) เพอใหขอมลดานองคประกอบทางเคมของตวอยางไดอกดวย

. . การทางานของ SEM [25]

สวนประกอบและหลกการทางานโดยสงเขปของ SEM แสดงในภาพท 1 สวนบนสดเปนแหลงกาเนดอเลกตรอนทเรยกวาปนอเลกตรอน (Electron gun) อเลกตรอนจากแหลงกาเนดจะถกเรงใหเคลอนทลงมาตามคอลมนซงมสภาพสญญากาศดวยความตางศกยเรง (Accelerating

voltage) ในชวง 0 – 30 kV (บางเครองอาจทาไดสงถง 50 kV) โดยทศทางการเคลอนทจะถกควบคมดวยเลนสแมเหลกไฟฟา (Electromagnetic lens)2 ชดหรอมากกวาและปรมาณของอเลกตรอนจะถกควบคมโดยแอพเพอรเจอร (Aperture) หรอชองเปดซงมขนาดตางๆกนตามลกษณะการใชงาน

รปท ก-10 แสดงการทางานของ SEM [25]

เลนสแมเหลกไฟฟาชดแรกทเรยกวาเลนสคอนเดนเซอร (Condenser lens) นบวาเปนอปกรณทมความสาคญทสดตอการควบคมทศนศาสตรอเลกตรอน (Electron optics) เพราะเปนเลนสททาหนาทบบ

86

อเลกตรอนทวงลงมาจากแหลงกาเนดใหเปนลาทมขนาดพนทหนาตดเลกลงสวนเลนสวตถ (Objective

lens)ซงเปนเลนสชดสดทายจะทาหนาทโฟกสลาอเลกตรอน (Electron beam) ใหไปตกบนผวของตวอยางโดยมสแกนคอยล (Scan coil) ทาหนาทกราดลาอเลกตรอนใหไปบนผวของตวอยางภายในกรอบพนทสเหลยมเลกๆ ซงพนทผวของตวอยางบรเวณทถกยงดวยลาอเลกตรอนน จะเกดสญญาณ (Signal) ตาง ๆ ขนหลายชนดในเวลาเดยวกน และ SEM จะมอปกรณสาหรบตรวจจบสญญาณ (Detector) ชนดตาง ๆ เหลานน แลวสงไปประมวลผลเปนภาพแสดงบนจอภาพตอไป ตวอยางสญญาณทเกดขนนน ไดแก

อเลกตรอนทตยภม (Secondary electrons, SE) สญญาณชนดน จะใหขอมล เกยวกบลกษณะพนผวของตวอยาง เปนสญญาณทถกนามาใชในการสรางภาพมากทสด ภาพทไดจากสญญาณชนดน เรยกวาภาพอเลกตรอนทตยภม (Secondary electron image, SEI)

อเลกตรอนกระเจงกลบ (Back scattered electrons, BSE) ใหขอมลเกยวกบสวนประกอบทางเคมบนผวของตวอยาง และแสดงใหเหนลกษณะความสงตาของพนผวนอกเหนอจากสญญาณเหลานแลว ยงมสญญาณอกหลายชนดทเกดขน เชน เอกซเรย (X-Ray)

4.2 การตรวจสอบชนดและปรมาณธาตดวยเทคนคการกระจายพลงงานของรงสเอกซ[xx]

การตรวจสอบชนดและปรมาณธาตดวยเทคนคการกระจายพลงงานของรงสเอกซ (Energy

dispersive X-ray analysis; EDX) มหลกการจากการกระเจงของอเลกตรอนในชนงาน แลวปลดปลอยรงสเอกซออกมาซงรงสเอกซทปลอยออกมานน เปนลกษณะเฉพาะของแตละธาตทปลอยออกมา ซงในอะตอมประกอบดวยนวเคลยสทมประจบวก และอเลกตรอนทมประจลบอยรอบๆ ทาใหเกดความแตกตางระหวางประจภายในอะตอม แตประจทงสองจะตองสมดลกนในแตละธาต การเรยงตวของอเลกตรอนรอบนวเคลยสของอะตอมนน เปนทเขาใจกนมาเปนเวลานานแลววาจะเปนลกษณะของวงอเลกตรอน (Electron shells) โดยอเลกตรอนชนในสดจะมพลงงานตาสด แตมพลงงานพนธะทแขงแรงทสด และอเลกตรอนชนนอกนนจะมพลงงานศกยสงแตพลงงานพนธะตา และระดบชนพลงงานชนตางๆ ของอเลกตรอนจะเรยงจากวงในออกไปนอกได ดงน K, L, M, N, O, P และQ

ตามลาดบ และเนองจากความแตกตางของระดบพลงงานยดเหนยวของอเลกตรอนรอบๆนวเคลยส ทาใหอเลกตรอนตงตน (Primary electron) ทมพลงงานศกยมากกวา จงมกจะไปแทนทในระดบพลงงานชนK มากกวาชน L

87

รปท ก-11 หลกการเกดรงสเอกซ [xx]

การชนของอเลกตรอนตงตน จะเขาไปชนอเลกตรอนภายในวงใหหลดออกไปจากอะตอมจงเกดสภาวะทถกกระตน คอ ไม เสถยร จงมความพยายามทาให เกดการเสถยร โดยการทอเลกตรอนในระดบชนพลงงานวงนอกจะเข าไปแทนท โดยกระโดดลงไปแทนทชองว างทอเลกตรอนวงในหลดออกไป แล วทาให เกดการปลดปล อยพลงงานส วนเกนออกมาในรปของรงสเอกซ

(X-ray photon) ซงมพลงงานเท ากบความแตกตตางของอเลกตรอนจากระดบชนพลงงานทเขามาแทนทกนดงรป ก- และตวรบสญญาณ จะรบรงสเอกซ ทถกปลดปล อยออกมานบจานวนและพลงงานทปล อยออกมาแลวนาเสนอในรปของกราฟระหวางระดบพลงงานและจานวนทปลดปล อยออกมาซง อเลกตรอนในแต ละชนของธาตตางๆ กจะมพลงงานแตกต างกนไป ซงเป

นลกษณะเฉพาะตวดงนน เราสามารถวเคราะห ชนงานไดว า มองค ประกอบของธาตใดบาง และมปรมาณเปนสดสวนเท าใด

88

. การทดสอบความเปนพษโดยวธ MTT assay

. เครอง Micro plate reader [26]

รปท ก-12 เครอง Microplate reader

เครอง Microplate readers เปนอปกรณทถกออกแบบมาเพอตรวจวดปรากฏการณทางชวะ เคม หรอ ฟสกส ของตวอยางใน Microtiter plates เครอง Microplate reader จะถกนามาใชอยางกวางขวางในงานวจย และในอตสาหกรรมเทคโนโลยชวภาพ ในการใชในการทดสอบ MTT assay จะใชโหมด Absorbance ซงหลกการของโหมดนคอจะใชแหลงกาเนดแสงสองไปทสารตวอยางโดยใชความยาวคลนทเฉพาะ (คดแยกโดยใช Monochromatorหรอ Optical filter) และมตวตรวจวดแสงวดปรมาณแสงทสองผานสารตวอยาง ซงปรมาณแสงทสองผานจะสมพนธกบความเขมขนของโมเลกลทสนใจ กลาวงายๆ คอเครอง Microplate reader มหลกการทางานแบบ Spectophotometry

ตารางท ก-1 ความแตกตางระหวางเครอง Microplate reader กบ เครองSpectophotometry[27]

รายการ เครอง Microplate reader เครอง Spectophotometry

ภาชนะใสตวอยาง 96 wells plate Cuvette

จานวนตวอยางตอครงทวดได 96 ตวอยาง 1 ตวอยาง

ปรมาณตวอยาง 5-300 μL 1 mL ขนไป

ทศทางทแสงสองผานตวอยาง แนวตง แนวนอน

89

รปท ก-13 หลกการทางานของMicroplate readers [ 7]

90

ภาคผนวก ข

สตรการคานวณ

91

1. Young's modulus ของ Compressive test [21]

E = =Fl0

A l , =

F

Aและ =

l-l0

l0=

l

l0

โดย E คอ Young's modulus ของ Compressive test

คอ Compressive stress

คอ Compressive strain

คอ แรงทให (N)

คอ พนททรบแรง (m2)

คอ ความหนาของชนงานหลงจากไดรบแรงกด (m)

คอ ความหนาเรมตนของชนงาน (m)

3. %Porosity [14]

%Porosity=(papp-pbulk

papp

)×100

โดย pappคอ คาความหนาแนนของชนงานทคานวณไดจากเครองชงอารคมดส pbulk คอ คาความหนาแนนของชนงานทไดจากการคานวณปกต

4. %Crystallinity [28]

%Crystallinity =Hm- Hc

Hm*

×100

โดย Hm คอ พนทใตกราฟของ Peak Tm

Hcคอ พนทใตกราฟของ Peak Tc

Hm* คอ คาความรอนจาเพาะของการหลอมเหลว ซงของ PLA จะมคาเทากบ 93.7 J/g

92

5. % ความมชวตของเซลล

Optical density of experimental group

Optical density of control group×100%

โดย Experimental group คอ เซลลทเลยงโดยใชอาหารเลยงเซลลทมสารทไดจากการ

ระเหยผสมอย Control group คอ เซลลทเลยงโดยใชอาหารเลยงเซลลมาตรฐาน

93

ภาคผนวก ค ขอมลการทดสอบชนงานตวอยางในงานวจย

1. การศกษาขนาดและการกระจายของรพรน

(a) (b) (c)

94

ภาพท ค-1 SEM micrographs ของผวภาคตดขวางของตวอยาง:

(a), (b), (c) neat PLA 75%wt NaClขนาดอนภาค 355-250 μm ทกาลงขยาย 15X, 30X, 100X

(d), (e), (f) neat PLA 75%wt NaClขนาดอนภาค 250-150 μm ทกาลงขยาย 15X, 30X, 100X

(g), (h), (i) neat PLA 75%wt NaClขนาดอนภาค 150-106 μm ทกาลงขยาย 15X, 30X, 100X

(c)

(d) (e) (f)

(g) (h) (i)

(a) (b) (c)

95

ภาพท ค-2 SEM micrographs ของผวภาคตดขวางของตวอยาง:

(a), (b), (c) neat PLA 85%wt NaClขนาดอนภาค 355-250 μm ทกาลงขยาย 15X, 30X, 100X

(d), (e), (f) neat PLA 85%wt NaClขนาดอนภาค 250-150 μm ทกาลงขยาย 15X, 30X, 100X

(g), (h), (i) neat PLA 85%wt NaClขนาดอนภาค 150-106 μm ทกาลงขยาย 15X, 30X, 100X

(d) (e) (f)

(g) (h) (i)

(a) (b) (c)

96

ภาพท ค-3 SEM micrographs ของผวภาคตดขวางของตวอยาง:

(a), (b), (c) PLA:PCL 95:5 75%wt NaClขนาดอนภาค 355-250 μm ทกาลงขยาย 15X, 30X, 100X

(d), (e), (f) PLA:PCL 95:5 75%wt NaClขนาดอนภาค 250-150 μm ทกาลงขยาย 15X, 30X, 100X

(g), (h), (i) PLA:PCL 95:5 75%wt NaClขนาดอนภาค 150-106 μm ทกาลงขยาย 15X, 30X, 100X

(d) (e) (f)

(g) (h) (i)

(a) (b) (c)

97

ภาพท ค-4 SEM micrographs ของผวภาคตดขวางของตวอยาง:

(a), (b), (c) PLA:PCL 95:5 85%wt NaClขนาดอนภาค 355-250 μm ทกาลงขยาย 15X, 30X, 100X

(d), (e), (f) PLA:PCL 95:5 85%wt NaClขนาดอนภาค 250-150 μm ทกาลงขยาย 15X, 30X, 100X

(g), (h), (i) PLA:PCL 95:5 85%wt NaClขนาดอนภาค 150-106 μm ทกาลงขยาย 15X, 30X, 100X

(d) (e) (f)

(g) (h) (i)

(a) (b) (c)

(f)

98

ภาพท ค-5 SEM micrographs ของผวภาคตดขวางของตวอยาง:

(a), (b), (c) PLA:PCL 90:10 75%wt NaClขนาดอนภาค 355-250 μm ทกาลงขยาย 15X, 30X, 100X

(d), (e), (f) PLA:PCL 90:10 75%wt NaClขนาดอนภาค 250-150 μm ทกาลงขยาย 15X, 30X, 100X

(g), (h), (i) PLA:PCL 90:10 75%wt NaClขนาดอนภาค 150-106 μm ทกาลงขยาย 15X, 30X, 100X

(d) (e)

(g) (i)

(a) (b) (c)

99

ภาพท ค-6 SEM micrographs ของผวภาคตดขวางของตวอยาง:

(a), (b), (c) PLA:PCL 90:10 85%wt NaClขนาดอนภาค 355-250 μm ทกาลงขยาย 15X, 30X, 100X

(d), (e), (f) PLA:PCL 90:10 85%wt NaClขนาดอนภาค 250-150 μm ทกาลงขยาย 15X, 30X, 100X

(g), (h), (i) PLA:PCL 90:10 85%wt NaClขนาดอนภาค 150-106 μm ทกาลงขยาย 15X, 30X, 100X

(d) (e) (f)

(g) (h) (i)

(a) (b) (c)

100

ภาพท ค-7 SEM micrographs ของผวภาคตดขวางของตวอยาง:

(a), (b), (c) PLA:PCL 85:15 75%wt NaClขนาดอนภาค 355-250 μm ทกาลงขยาย 15X, 30X, 100X

(d), (e), (f) PLA:PCL 85:15 75%wt NaClขนาดอนภาค 250-150 μm ทกาลงขยาย 15X, 30X, 100X

(g), (h), (i) PLA:PCL 85:15 75%wt NaClขนาดอนภาค 150-106 μm ทกาลงขยาย 15X, 30X, 100X

(d) (e) (f)

(g) (h) (i)

(a) (b) (c)

101

ภาพท ค-8 SEM micrographs ของผวภาคตดขวางของตวอยาง:

(a), (b), (c) PLA:PCL 85:15 85%wt NaClขนาดอนภาค 355-250 μm ทกาลงขยาย 15X, 30X, 100X

(d), (e), (f) PLA:PCL 85:15 85%wt NaClขนาดอนภาค 250-150 μm ทกาลงขยาย 15X, 30X, 100X

(g), (h), (i) PLA:PCL 85:15 85%wt NaClขนาดอนภาค 150-106 μm ทกาลงขยาย 15X, 30X, 100X

(d) (e) (f)

(g) (h) (i)

(a) (b) (c)

102

ภาพท ค-9 SEM micrographs ของผวภาคตดขวางของตวอยาง:

(a), (b), (c) neat PLA 75%wt NaClขนาดอนภาค 250-150 μm 5%Bioglass®

ทกาลงขยาย 15X, 30X, 100X

(d), (e), (f) neat PLA 75%wt NaClขนาดอนภาค 250-150 μm 10%Bioglass®

ทกาลงขยาย 15X, 30X, 100X

(g), (h), (i) neat PLA 75%wt NaClขนาดอนภาค 250-150 μm 15%Bioglass®

ทกาลงขยาย 15X, 30X, 100X

(a) (b) (c) (a)

(d) (e) (f)

(g) (h) (i)

103

ภาพท ค-10 SEM micrographs ของผวภาคตดขวางของตวอยาง:

(a), (b), (c) PLA:PCL 95:5 75%wt NaClขนาดอนภาค 250-150 μm 5%Bioglass®

ทกาลงขยาย 15X, 30X, 100X

(d), (e), (f) PLA:PCL 95:5 75%wt NaClขนาดอนภาค 250-150 μm 10%Bioglass®

ทกาลงขยาย 15X, 30X, 100X

(g), (h), (i) PLA:PCL 95:5 75%wt NaClขนาดอนภาค 250-150 μm 15%Bioglass®

ทกาลงขยาย 15X, 30X, 100X

(d) (e) (f)

(g) (h) (i)

(b) (c) (a)

104

ภาพท ค-11 SEM micrographs ของผวภาคตดขวางของตวอยาง:

(a), (b), (c) PLA:PCL 90:10 75%wt NaClขนาดอนภาค 250-150 μm 5%Bioglass®

ทกาลงขยาย 15X, 30X, 100X

(d), (e), (f) PLA:PCL 90:10 75%wt NaClขนาดอนภาค 250-150 μm 10%Bioglass®

ทกาลงขยาย 15X, 30X, 100X

(g), (h), (i) PLA:PCL 90:10 75%wt NaClขนาดอนภาค 250-150 μm 15%Bioglass®

ทกาลงขยาย 15X, 30X, 100X

(d) (e) (f)

(g) (h) (i)

(b) (c) (a)

105

ภาพท ค-12 SEM micrographs ของผวภาคตดขวางของตวอยาง:

(a), (b), (c) PLA:PCL 85:15 75%wt NaClขนาดอนภาค 250-150 μm 5%Bioglass®

ทกาลงขยาย 15X, 30X, 100X

(d), (e), (f) PLA:PCL 85:15 75%wt NaClขนาดอนภาค 250-150 μm 10%Bioglass®

ทกาลงขยาย 15X, 30X, 100X

(g), (h), (i) PLA:PCL 85:15 75%wt NaClขนาดอนภาค 250-150 μm 15%Bioglass®

ทกาลงขยาย 15X, 30X, 100X

(d) (e) (f)

(g) (h) (i)

106

ภาพท ค-1 EDX spectrum ของ neat PLA 75%wt NaCl ขนาดอนภาค 250-150 μm 5%Bioglass®

ภาพท ค-1 EDX spectrum ของ neat PLA 75%wt NaCl ขนาดอนภาค 250-150 μm %Bioglass®

107

ภาพท ค-1 EDX spectrum ของ neat PLA 75%wt NaCl ขนาดอนภาค 250-150 μm %Bioglass®

ภาพท ค-16 EDX spectrum ของ PLA:PCL 95:5 75%wt NaCl ขนาดอนภาค 250-150 μm

%Bioglass®

108

ภาพท ค-17 EDX spectrum ของ PLA:PCL 95:5 75%wt NaCl ขนาดอนภาค 250-150 μm

10%Bioglass®

ภาพท ค-18 EDX spectrum ของ PLA:PCL 95:5 75%wt NaCl ขนาดอนภาค 250-150 μm

15%Bioglass®

109

ภาพท ค-19 EDX spectrum ของ PLA:PCL 90:10 75%wt NaCl ขนาดอนภาค 250-150 μm

5%Bioglass®

ภาพท ค-20 EDX spectrum ของ PLA:PCL 90:10 75%wt NaCl ขนาดอนภาค 250-150 μm

10%Bioglass®

110

ภาพท ค-21 EDX spectrum ของ PLA:PCL 90:10 75%wt NaCl ขนาดอนภาค 250-150 μm

15%Bioglass®

ภาพท ค-22 EDX spectrum ของ PLA:PCL 85:15 75%wt NaCl ขนาดอนภาค 250-150 μm

5%Bioglass®

111

ภาพท ค-23 EDX spectrum ของ PLA:PCL 85:15 75%wt NaCl ขนาดอนภาค 250-150 μm

10%Bioglass®

ภาพท ค-24 EDX spectrum ของ PLA:PCL 85:15 75%wt NaCl ขนาดอนภาค 250-150 μm

15%Bioglass®

112

2. ความหนาแนน และ ปรมาณรพรน

ตารางท ค-1 ความหนาแนนของ neat PLA

ชนท Anvil height : h (cm) Diameter (cm) Radius : r (cm) Volume : V (cm-3) Mass : m (g) Density : d (g/cm-2)

1 0.85 1.7 0.85 1.93 2.14 1.1087

2 0.87 1.69 0.845 1.95 2.14 1.0961

3 0.88 1.69 0.845 1.96 2.07 1.0542

4 0.87 1.69 0.845 1.94 1.99 1.0252

5 0.86 1.69 0.845 1.92 1.96 1.0215

6 0.86 1.69 0.845 1.92 2.10 1.0945

7 0.87 1.69 0.845 1.95 2.06 1.0551

8 0.84 1.7 0.85 1.91 2.08 1.0905

9 0.87 1.69 0.845 1.94 2.09 1.0767

10 0.87 1.69 0.845 1.94 2.19 1.1282

11 0.88 1.695 0.8475 1.99 2.07 1.0420

Av. 1.0721

113

ตารางท ค-2 ความหนาแนนของ PLA:PCL อตราสวน 95:5

ชนท Anvil height : h (cm) Diameter (cm) Radius : r (cm) Volume : V (cm-3) Mass : m (g) Density : d (g/cm-2)

1 0.94 1.69 0.845 2.11 1.92 0.9102

2 0.90 1.69 0.845 2.02 1.97 0.9754

3 0.90 1.685 0.8425 2.01 2.06 1.0260

4 0.92 1.69 0.845 2.05 2.03 0.9886

5 0.94 1.685 0.8425 2.09 2.12 1.0164

6 0.89 1.685 0.8425 1.99 1.98 0.9973

7 0.92 1.66 0.83 1.99 2.00 1.0041

8 0.91 1.69 0.845 2.03 2.13 1.0488

9 0.92 1.69 0.845 2.06 2.02 0.9784

10 0.89 1.69 0.845 1.99 1.92 0.9668

11 0.96 1.69 0.845 2.14 2.06 0.9612

12 0.91 1.695 0.8475 2.05 2.16 1.0515

Av. 0.9937

114

ตารางท ค-3 ความหนาแนนของ PLA:PCL อตราสวน 90:10

ชนท Anvil height : h (cm) Diameter (cm) Radius : r (cm) Volume : V (cm-3) Mass : m (g) Density : d (g/cm-2)

1 1.03 1.67 0.8350 2.26 2.06 0.9127

2 0.98 1.68 0.8400 2.17 2.15 0.9893

3 1.01 1.67 0.8325 2.20 2.14 0.9727

4 0.99 1.69 0.8450 2.21 2.08 0.9410

5 0.99 1.67 0.8350 2.16 2.15 0.9961

6 0.96 1.67 0.8350 2.09 2.21 1.0561

7 0.97 1.69 0.8425 2.15 2.20 1.0220

8 0.98 1.68 0.8375 2.16 2.19 1.0137

9 0.96 1.68 0.8400 2.13 2.00 0.9395

10 0.98 1.68 0.8400 2.17 2.08 0.9571

Av. 0.9800

115

ตารางท ค-4 ความหนาแนนของ PLA:PCL อตราสวน 85:15

ชนท Anvil height : h (cm) Diameter (cm) Radius : r (cm) Volume : V (cm-3) Mass : m (g) Density : d (g/cm-2)

1 0.89 1.69 0.8450 1.99 1.98 0.9970

2 0.89 1.69 0.8450 2.00 1.88 0.9413

3 0.86 1.69 0.8450 1.93 1.97 1.0208

4 0.89 1.69 0.8450 1.99 1.96 0.9869

5 0.88 1.69 0.8450 1.97 2.06 1.0431

6 0.87 1.69 0.8450 1.94 2.01 1.0355

7 0.87 1.70 0.8500 1.96 1.98 1.0081

8 0.87 1.70 0.8500 1.98 1.96 0.9921

9 0.87 1.70 0.8475 1.95 1.95 0.9987

10 0.89 1.70 0.8475 2.00 1.96 0.9811

Av. 1.0005

116

ตารางท ค-5 ความหนาแนนของ PLA 75%NaCl 355-250 μm

ชนท

Anvil height :

h (cm)

Diameter

(cm)

Radius : r

(cm)

Volume : V

(cm-3)

Mass : m

(g)

Density : d

(g/cm-2)

Dense. Of non-porous :

dp (g/cm-2)

Porosity

(Po)

%

Porosit

y

1 0.89 1.68 0.8400 1.96 0.81 0.4127 1.0721 0.6150 61.50

2 0.91 1.69 0.8425 2.02 0.84 0.4161 1.0721 0.6119 61.19

3 0.90 1.67 0.8325 1.96 0.76 0.3877 1.0721 0.6384 63.84

4 0.92 1.68 0.8400 2.03 0.81 0.3992 1.0721 0.6276 62.76

5 0.91 1.67 0.8350 1.98 0.91 0.4589 1.0721 0.5720 57.20

6 0.90 1.67 0.8350 1.97 0.88 0.4462 1.0721 0.5838 58.38

7 0.89 1.67 0.8350 1.95 0.81 0.4153 1.0721 0.6126 61.26

8 0.89 1.68 0.8400 1.97 0.91 0.4611 1.0721 0.5699 56.99

9 0.90 1.67 0.8350 1.96 0.80 0.4079 1.0721 0.6195 61.95

10 0.91 1.67 0.8350 1.99 0.88 0.4413 1.0721 0.5884 58.84

Av. 0.4246 Av. 60.39

117

ตารางท ค-6 ความหนาแนนของ PLA 75%NaCl 250-150 μm

ชนท

Anvil height :

h (cm)

Diameter

(cm)

Radius : r

(cm)

Volume : V

(cm-3)

Mass : m

(g)

Density : d

(g/cm-2)

Dense. Of non-porous :

dp (g/cm-2)

Porosity

(Po)

%

Porosit

y

1 0.88 1.68 0.8400 1.95 0.71 0.3638 1.0721 0.6606 66.06

2 0.89 1.66 0.8300 1.93 0.73 0.3788 1.0721 0.6466 64.66

3 0.89 1.65 0.8250 1.90 0.72 0.3782 1.0721 0.6472 64.72

4 0.76 1.71 0.8550 1.75 0.58 0.3322 1.0721 0.6902 69.02

5 0.89 1.66 0.8275 1.90 0.66 0.3465 1.0721 0.6768 67.68

6 0.89 1.69 0.8425 1.99 1.22 0.6145 1.0721 0.4268 42.68

7 0.88 1.67 0.8325 1.92 0.69 0.3600 1.0721 0.6642 66.42

8 0.84 1.62 0.8100 1.73 0.62 0.3579 1.0721 0.6661 66.61

9 0.86 1.64 0.8175 1.81 0.69 0.3820 1.0721 0.6437 64.37

10 0.72 1.65 0.8250 1.53 0.58 0.3792 1.0721 0.6463 64.63

Av. 0.3893 Av. 63.69

118

ตารางท ค-7 ความหนาแนนของ PLA 75%NaCl 150-106 μm

ชนท

Anvil height :

h (cm)

Diameter

(cm)

Radius : r

(cm)

Volume : V

(cm-3)

Mass : m

(g)

Density : d

(g/cm-2)

Dense. Of non-porous :

dp (g/cm-2)

Porosity

(Po)

%

Porosit

y

1 0.93 1.66 0.8300 2.01 0.85 0.4221 1.0721 0.6062 60.62

2 0.95 1.67 0.8350 2.07 0.87 0.4201 1.0721 0.6081 60.81

3 0.92 1.66 0.8300 1.99 0.85 0.4267 1.0721 0.6020 60.20

4 0.92 1.67 0.8325 2.00 0.91 0.4541 1.0721 0.5764 57.64

5 0.92 1.66 0.8300 1.99 0.83 0.4167 1.0721 0.6113 61.13

6 0.98 1.66 0.8300 2.11 0.86 0.4074 1.0721 0.6200 62.00

7 0.95 1.68 0.8375 2.09 0.90 0.4298 1.0721 0.5991 59.91

8 0.94 1.67 0.8325 2.05 0.86 0.4200 1.0721 0.6082 60.82

9 0.91 1.65 0.8250 1.95 0.85 0.4367 1.0721 0.5927 59.27

10 0.94 1.66 0.8275 2.02 0.85 0.4202 1.0721 0.6081 60.81

Av. 0.4254 Av. 60.32

119

ตารางท ค-8 ความหนาแนนของ PLA 85%NaCl 355-250 μm

ชนท

Anvil height :

h (cm)

Diameter

(cm)

Radius : r

(cm)

Volume : V

(cm-3)

Mass : m

(g)

Density : d

(g/cm-2)

Dense. Of non-porous :

dp (g/cm-2)

Porosity

(Po)

%

Porosit

y

1 0.93 1.65 0.8225 1.98 0.47 0.2377 1.0721 0.7783 77.83

2 0.97 1.66 0.8300 2.10 0.46 0.2190 1.0721 0.7957 79.57

3 0.96 1.64 0.8200 2.03 0.44 0.2169 1.0721 0.7977 79.77

4 0.92 1.66 0.8300 1.98 0.49 0.2473 1.0721 0.7693 76.93

5 0.99 1.65 0.8250 2.12 0.50 0.2361 1.0721 0.7798 77.98

6 0.99 1.66 0.8300 2.13 0.46 0.2157 1.0721 0.7988 79.88

7 1.01 1.65 0.8250 2.15 0.50 0.2326 1.0721 0.7831 78.31

8 0.93 1.67 0.8325 2.03 0.49 0.2419 1.0721 0.7744 77.44

9 0.94 1.66 0.8300 2.04 0.52 0.2555 1.0721 0.7617 76.17

10 1.00 1.66 0.8300 2.17 0.56 0.2586 1.0721 0.7587 75.87

Av. 0.2361 Av. 77.97

120

ตารางท ค-9 ความหนาแนนของ PLA 85%NaCl 250-150 μm

ชนท

Anvil height :

h (cm)

Diameter

(cm)

Radius : r

(cm)

Volume : V

(cm-3)

Mass : m

(g)

Density : d

(g/cm-2)

Dense. Of non-porous :

dp (g/cm-2)

Porosity

(Po)

%

Porosit

y

1 0.99 1.68 0.8375 2.17 0.52 0.2395 1.0721 0.7766 77.66

2 0.97 1.69 0.8425 2.16 0.53 0.2449 1.0721 0.7715 77.15

3 0.96 1.61 0.8050 1.95 0.5 0.2571 1.0721 0.7602 76.02

4 0.95 1.64 0.8200 2.00 0.57 0.2854 1.0721 0.7338 73.38

5 0.98 1.66 0.8300 2.12 0.55 0.2592 1.0721 0.7582 75.82

6 1.01 1.68 0.8400 2.24 0.59 0.2634 1.0721 0.7543 75.43

7 0.99 1.68 0.8400 2.18 0.57 0.2609 1.0721 0.7566 75.66

8 0.94 1.66 0.8300 2.04 0.53 0.2604 1.0721 0.7571 75.71

9 0.96 1.65 0.8225 2.04 0.51 0.2499 1.0721 0.7669 76.69

10 1.00 1.66 0.8300 2.17 0.58 0.2679 1.0721 0.7501 75.01

Av. 0.2589 Av. 75.85

121

ตารางท ค-10 ความหนาแนนของ PLA 85%NaCl 150-106 μm

ชนท

Anvil height :

h (cm)

Diameter

(cm)

Radius : r

(cm)

Volume : V

(cm-3)

Mass : m

(g)

Density : d

(g/cm-2)

Dense. Of non-porous :

dp (g/cm-2)

Porosity

(Po)

%

Porosit

y

1 0.97 1.62 0.8100 2.00 0.52 0.2600 1.0721 0.7575 75.75

2 0.98 1.65 0.8225 2.07 0.54 0.2605 1.0721 0.7570 75.70

3 0.96 1.64 0.8200 2.02 0.52 0.2577 1.0721 0.7597 75.97

4 1.01 1.66 0.8300 2.18 0.58 0.2666 1.0721 0.7514 75.14

5 0.97 1.66 0.8300 2.10 0.54 0.2571 1.0721 0.7602 76.02

6 0.93 1.60 0.8000 1.87 0.5 0.2673 1.0721 0.7507 75.07

7 1.00 1.66 0.8300 2.15 0.52 0.2414 1.0721 0.7748 77.48

8 0.96 1.65 0.8250 2.05 0.53 0.2581 1.0721 0.7593 75.93

9 0.98 1.64 0.8175 2.06 0.52 0.2526 1.0721 0.7644 76.44

10 0.98 1.66 0.8275 2.11 0.6 0.2845 1.0721 0.7346 73.46

Av. 0.2606 Av. 75.70

122

ตารางท ค-11 ความหนาแนนของ PLA:PCL 95:5 75%NaCl 355-250 μm

ชนท

Anvil height :

h (cm)

Diameter

(cm)

Radius : r

(cm)

Volume : V

(cm-3)

Mass : m

(g)

Density : d

(g/cm-2)

Dense. Of non-porous :

dp (g/cm-2)

Porosity

(Po)

%

Porosit

y

1 0.89 1.69 0.8450 2.00 0.89 0.4456 0.9937 0.5516 55.16

2 0.80 1.70 0.8475 1.81 0.80 0.4430 0.9937 0.5542 55.42

3 0.95 1.68 0.8400 2.10 0.80 0.3817 0.9937 0.6158 61.58

4 0.93 1.69 0.8450 2.08 0.79 0.3806 0.9937 0.6170 61.70

5 0.89 1.68 0.8400 1.97 0.78 0.3952 0.9937 0.6023 60.23

6 0.90 1.69 0.8425 2.01 0.82 0.4084 0.9937 0.5890 58.90

7 0.90 1.68 0.8400 1.98 0.77 0.3880 0.9937 0.6096 60.96

8 0.96 1.69 0.8450 2.15 0.85 0.3946 0.9937 0.6030 60.30

9 0.92 1.69 0.8425 2.05 0.83 0.4044 0.9937 0.5930 59.30

10 0.94 1.69 0.8450 2.10 0.89 0.4242 0.9937 0.5732 57.32

Av. 0.4066 Av. 59.09

123

ตารางท ค-12 ความหนาแนนของ PLA:PCL 95:5 75%NaCl 250-150 μm

ชนท

Anvil height :

h (cm)

Diameter

(cm)

Radius : r

(cm)

Volume : V

(cm-3)

Mass : m

(g)

Density : d

(g/cm-2)

Dense. Of non-porous :

dp (g/cm-2)

Porosity

(Po)

%

Porosit

y

1 0.94 1.66 0.8300 2.04 0.86 0.4226 0.9937 0.5748 57.48

2 0.96 1.67 0.8350 2.10 0.87 0.4136 0.9937 0.5838 58.38

3 0.92 1.66 0.8275 1.97 0.85 0.4317 0.9937 0.5656 56.56

4 0.96 1.67 0.8350 2.10 0.85 0.4041 0.9937 0.5934 59.34

5 0.92 1.66 0.8300 1.99 0.80 0.4016 0.9937 0.5958 59.58

6 0.92 1.66 0.8300 1.99 0.76 0.3815 0.9937 0.6160 61.60

7 0.91 1.68 0.8375 1.99 0.82 0.4110 0.9937 0.5864 58.64

8 0.90 1.69 0.8425 2.01 0.81 0.4034 0.9937 0.5940 59.40

9 0.90 1.66 0.8300 1.95 0.73 0.3746 0.9937 0.6230 62.30

10 0.94 1.66 0.8300 2.04 0.85 0.4176 0.9937 0.5797 57.97

Av. 0.4062 Av. 59.13

124

ตารางท ค-13 ความหนาแนนของ PLA:PCL 95:5 75%NaCl 150-106 μm

ชนท

Anvil height :

h (cm)

Diameter

(cm)

Radius : r

(cm)

Volume : V

(cm-3)

Mass : m

(g)

Density : d

(g/cm-2)

Dense. Of non-porous :

dp (g/cm-2)

Porosity

(Po)

%

Porosit

y

1 0.91 1.67 0.8350 1.99 0.83 0.4162 0.9937 0.5811 58.11

2 0.99 1.66 0.8300 2.14 0.83 0.3872 0.9937 0.6103 61.03

3 0.94 1.68 0.8400 2.08 0.80 0.3838 0.9937 0.6138 61.38

4 0.96 1.69 0.8425 2.14 0.86 0.4016 0.9937 0.5959 59.59

5 0.90 1.68 0.8400 2.00 0.79 0.3958 0.9937 0.6017 60.17

6 0.92 1.67 0.8325 1.99 0.76 0.3813 0.9937 0.6163 61.63

7 0.90 1.66 0.8300 1.95 0.73 0.3746 0.9937 0.6230 62.30

8 0.97 1.66 0.8300 2.10 0.71 0.3381 0.9937 0.6598 65.98

9 0.96 1.68 0.8375 2.12 0.84 0.3969 0.9937 0.6006 60.06

10 0.91 1.67 0.8325 1.98 0.80 0.4036 0.9937 0.5938 59.38

Av. 0.3879 Av. 60.96

125

ารางท ค-14 ความหนาแนนของ PLA:PCL 95:5 85%NaCl 355-250 μm

ชนท

Anvil height :

h (cm)

Diameter

(cm)

Radius : r

(cm)

Volume : V

(cm-3)

Mass : m

(g)

Density : d

(g/cm-2)

Dense. Of non-porous :

dp (g/cm-2)

Porosity

(Po)

%

Porosit

y

1 0.94 1.68 0.8400 2.08 0.52 0.2495 0.9937 0.7490 74.90

2 0.98 1.68 0.8400 2.17 0.60 0.2761 0.9937 0.7222 72.22

3 0.98 1.67 0.8350 2.15 0.51 0.2375 0.9937 0.7610 76.10

4 0.93 1.67 0.8325 2.03 0.45 0.2221 0.9937 0.7765 77.65

5 0.96 1.68 0.8400 2.12 0.42 0.1983 0.9937 0.8004 80.04

6 0.93 1.72 0.8575 2.15 0.55 0.2559 0.9937 0.7425 74.25

7 0.94 1.71 0.8525 2.15 0.53 0.2469 0.9937 0.7516 75.16

8 0.97 1.67 0.8350 2.11 0.48 0.2270 0.9937 0.7716 77.16

9 0.96 1.70 0.8500 2.17 0.49 0.2260 0.9937 0.7726 77.26

10 0.94 1.72 0.8600 2.17 0.52 0.2393 0.9937 0.7592 75.92

Av. 0.2378 Av. 76.07

126

ตารางท ค-15 ความหนาแนนของ PLA:PCL 95:5 85%NaCl 250-150 μm

ชนท

Anvil height :

h (cm)

Diameter

(cm)

Radius : r

(cm)

Volume : V

(cm-3)

Mass : m

(g)

Density : d

(g/cm-2)

Dense. Of non-porous :

dp (g/cm-2)

Porosity

(Po)

%

Porosit

y

1 0.92 1.68 0.8400 2.03 0.48 0.2366 0.9937 0.7619 76.19

2 0.95 1.67 0.8350 2.08 0.52 0.2498 0.9937 0.7486 74.86

3 0.95 1.69 0.8450 2.13 0.46 0.2158 0.9937 0.7829 78.29

4 0.93 1.66 0.8275 2.00 0.40 0.1999 0.9937 0.7989 79.89

5 0.91 1.65 0.8225 1.92 0.45 0.2339 0.9937 0.7647 76.47

6 0.97 1.68 0.8400 2.15 0.54 0.2510 0.9937 0.7474 74.74

7 1.02 1.70 0.8500 2.30 0.55 0.2386 0.9937 0.7599 75.99

8 0.94 1.69 0.8450 2.10 0.46 0.2192 0.9937 0.7794 77.94

9 0.95 1.66 0.8300 2.05 0.45 0.2199 0.9937 0.7787 77.87

10 0.95 1.70 0.8500 2.16 0.50 0.2318 0.9937 0.7668 76.68

Av. 0.2296 Av. 76.89

127

ตารางท ค-16 ความหนาแนนของ PLA:PCL 95:5 85%NaCl 150-106 μm

ชนท

Anvil height :

h (cm)

Diameter

(cm)

Radius : r

(cm)

Volume : V

(cm-3)

Mass : m

(g)

Density : d

(g/cm-2)

Dense. Of non-porous :

dp (g/cm-2)

Porosity

(Po)

%

Porosit

y

1 1.03 1.65 0.8250 2.19 0.49 0.2235 0.9937 0.7751 77.51

2 1.00 1.66 0.8300 2.15 0.49 0.2275 0.9937 0.7711 77.11

3 1.03 1.69 0.8425 2.30 0.46 0.2002 0.9937 0.7985 79.85

4 0.93 1.69 0.8425 2.06 0.46 0.2229 0.9937 0.7757 77.57

5 0.97 1.66 0.8300 2.10 0.51 0.2428 0.9937 0.7556 75.56

6 1.00 1.64 0.8200 2.10 0.52 0.2473 0.9937 0.7511 75.11

7 1.03 1.68 0.8400 2.28 0.49 0.2145 0.9937 0.7841 78.41

8 0.99 1.68 0.8400 2.20 0.51 0.2323 0.9937 0.7662 76.62

9 1.01 1.68 0.8400 2.24 0.50 0.2232 0.9937 0.7754 77.54

10 1.01 1.66 0.8300 2.19 0.49 0.2241 0.9937 0.7745 77.45

Av. 0.2258 Av. 77.27

128

ตารางท ค-17 ความหนาแนนของ PLA:PCL 90:10 75%NaCl 355-250 μm

ชนท

Anvil height : h

(cm)

Diameter

(cm)

Radius : r

(cm)

Volume : V

(cm-3)

Mass : m

(g)

Density : d

(g/cm-2)

Dense. Of non-porous : dp

(g/cm-2)

Porosity

(Po)

%

Porosity

1 0.92 1.72 0.8575 2.13 0.73 0.3434 0.9800 0.6496 64.96

2 0.96 1.72 0.8575 2.21 0.80 0.3625 0.9800 0.6301 63.01

3 0.93 1.71 0.8525 2.11 0.73 0.3455 0.9800 0.6474 64.74

4 0.92 1.71 0.8550 2.11 0.88 0.4163 0.9800 0.5752 57.52

5 0.97 1.70 0.8500 2.19 0.79 0.3605 0.9800 0.6321 63.21

6 0.95 1.72 0.8600 2.20 0.77 0.3505 0.9800 0.6423 64.23

7 0.92 1.72 0.8575 2.11 0.71 0.3358 0.9800 0.6574 65.74

8 0.98 1.73 0.8625 2.29 0.79 0.3448 0.9800 0.6482 64.82

9 0.93 1.72 0.8575 2.14 0.78 0.3649 0.9800 0.6277 62.77

10 0.93 1.72 0.8575 2.15 0.84 0.3908 0.9800 0.6012 60.12

Av. 0.3615 Av. 63.11

129

ตารางท ค-18 ความหนาแนนของ PLA:PCL 90:10 75%NaCl 250-150 μm

ชนท

Anvil height : h

(cm)

Diameter

(cm)

Radius : r

(cm)

Volume : V

(cm-3)

Mass : m

(g)

Density : d

(g/cm-2)

Dense. Of non-porous : dp

(g/cm-2)

Porosit

y (Po)

%

Porosit

y

1 0.97 1.72 0.8575 2.23 0.77 0.3453 0.9800 0.6477 64.77

2 0.97 1.72 0.8600 2.25 0.73 0.3238 0.9800 0.6696 66.96

3 0.97 1.72 0.8575 2.23 0.85 0.3812 0.9800 0.6111 61.11

4 0.95 1.74 0.8700 2.26 0.80 0.3540 0.9800 0.6388 63.88

5 0.98 1.72 0.8600 2.28 0.78 0.3424 0.9800 0.6506 65.06

6 0.93 1.72 0.8600 2.16 0.75 0.3469 0.9800 0.6460 64.60

7 0.94 1.72 0.8575 2.16 0.75 0.3471 0.9800 0.6458 64.58

8 0.97 1.72 0.8600 2.25 0.73 0.3238 0.9800 0.6696 66.96

9 0.93 1.72 0.8575 2.15 0.74 0.3443 0.9800 0.6487 64.87

10 0.94 1.72 0.8600 2.17 0.79 0.3635 0.9800 0.6291 62.91

Av. 0.3472 Av. 64.57

130

ตารางท ค-19 ความหนาแนนของ PLA:PCL 90:10 75%NaCl 150-106 μm

ชนท

Anvil height : h

(cm)

Diameter

(cm)

Radius : r

(cm)

Volume : V

(cm-3)

Mass : m

(g)

Density : d

(g/cm-2)

Dense. Of non-porous : dp

(g/cm-2)

Porosit

y (Po)

%

Porosit

y

1 0.93 1.71 0.8550 2.13 0.81 0.3811 0.9800 0.6111 61.11

2 0.92 1.71 0.8550 2.11 0.80 0.3785 0.9800 0.6138 61.38

3 0.95 1.71 0.8550 2.18 0.76 0.3482 0.9800 0.6447 64.47

4 0.93 1.70 0.8500 2.11 0.78 0.3694 0.9800 0.6231 62.31

5 0.90 1.72 0.8575 2.08 0.72 0.3462 0.9800 0.6468 64.68

6 0.93 1.72 0.8600 2.15 0.75 0.3488 0.9800 0.6441 64.41

7 0.90 1.73 0.8625 2.10 0.78 0.3707 0.9800 0.6218 62.18

8 0.91 1.72 0.8575 2.10 0.74 0.3519 0.9800 0.6409 64.09

9 0.95 1.70 0.8500 2.16 0.78 0.3616 0.9800 0.6310 63.10

10 0.90 1.72 0.8600 2.09 0.75 0.3585 0.9800 0.6342 63.42

Av. 0.3615 Av. 63.11

131

ตารางท ค-20 ความหนาแนนของ PLA:PCL 90:10 85%NaCl 355-250 μm

ชนท

Anvil height : h

(cm)

Diameter

(cm)

Radius : r

(cm)

Volume : V

(cm-3)

Mass : m

(g)

Density : d

(g/cm-2)

Dense. Of non-porous : dp

(g/cm-2)

Porosity

(Po)

%

Porosit

y

1 0.99 1.69 0.8450 2.22 0.48 0.2161 0.9800 0.7795 77.95

2 1.01 1.70 0.8500 2.29 0.52 0.2267 0.9800 0.7686 76.86

3 0.96 1.69 0.8450 2.14 0.52 0.2426 0.9800 0.7524 75.24

4 0.97 1.70 0.8475 2.18 0.51 0.2341 0.9800 0.7611 76.11

5 0.98 1.70 0.8500 2.23 0.44 0.1977 0.9800 0.7982 79.82

6 0.99 1.71 0.8550 2.27 0.49 0.2154 0.9800 0.7802 78.02

7 0.95 1.70 0.8500 2.15 0.48 0.2237 0.9800 0.7717 77.17

8 0.95 1.70 0.8500 2.16 0.50 0.2318 0.9800 0.7635 76.35

9 0.95 1.70 0.8500 2.16 0.50 0.2318 0.9800 0.7635 76.35

10 0.97 1.70 0.8500 2.19 0.41 0.1871 0.9800 0.8091 80.91

Av. 0.2207 Av. 77.48

132

ตารางท ค-21 ความหนาแนนของ PLA:PCL 90:10 85%NaCl 250-150 μm

ชนท

Anvil height : h

(cm)

Diameter

(cm)

Radius : r

(cm)

Volume : V

(cm-3)

Mass : m

(g)

Density : d

(g/cm-2)

Dense. Of non-porous : dp

(g/cm-2)

Porosit

y (Po)

%

Porosit

y

1 0.99 1.69 0.8450 2.22 0.38 0.1710 0.9800 0.8255 82.55

2 0.94 1.68 0.8400 2.08 0.47 0.2255 0.9800 0.7699 76.99

3 0.96 1.70 0.8500 2.18 0.52 0.2385 0.9800 0.7566 75.66

4 0.98 1.70 0.8475 2.21 0.43 0.1944 0.9800 0.8017 80.17

5 0.96 1.70 0.8500 2.18 0.40 0.1835 0.9800 0.8128 81.28

6 1.00 1.66 0.8300 2.17 0.36 0.1663 0.9800 0.8303 83.03

7 0.98 1.70 0.8475 2.20 0.45 0.2045 0.9800 0.7914 79.14

8 0.93 1.68 0.8375 2.05 0.45 0.2195 0.9800 0.7760 77.60

9 0.95 1.67 0.8350 2.08 0.46 0.2210 0.9800 0.7745 77.45

10 0.98 1.67 0.8325 2.12 0.46 0.2166 0.9800 0.7790 77.90

Av. 0.2041 Av. 79.18

133

ตารางท ค-22 ความหนาแนนของ PLA:PCL 90:10 85%NaCl 150-106 μm

ชนท

Anvil height :

h (cm)

Diameter

(cm)

Radius : r

(cm)

Volume : V

(cm-3)

Mass : m

(g)

Density : d

(g/cm-2)

Dense. Of non-porous : dp

(g/cm-2)

Porosit

y (Po)

%

Porosity

1 0.98 1.72 0.8575 2.26 0.46 0.2031 0.9800 0.7927 79.27

2 0.97 1.70 0.8500 2.20 0.42 0.1907 0.9800 0.8054 80.54

3 0.99 1.69 0.8450 2.22 0.38 0.1710 0.9800 0.8255 82.55

4 0.97 1.66 0.8275 2.09 0.36 0.1725 0.9800 0.8240 82.40

5 1.01 1.66 0.8300 2.19 0.34 0.1555 0.9800 0.8413 84.13

6 0.98 1.69 0.8450 2.20 0.49 0.2228 0.9800 0.7726 77.26

7 0.95 1.70 0.8500 2.16 0.42 0.1947 0.9800 0.8013 80.13

8 0.99 1.69 0.8450 2.22 0.39 0.1755 0.9800 0.8209 82.09

9 0.98 1.67 0.8350 2.14 0.39 0.1825 0.9800 0.8137 81.37

10 1.01 1.65 0.8250 2.16 0.39 0.1805 0.9800 0.8158 81.58

Av. 0.1849 Av. 81.13

134

ตารางท ค-23 ความหนาแนนของ PLA:PCL 85:15 75%NaCl 355-250 μm

ชนท

Anvil height : h

(cm)

Diameter

(cm)

Radius : r

(cm)

Volume : V

(cm-3)

Mass : m

(g)

Density : d

(g/cm-2)

Dense. Of non-porous : dp

(g/cm-2)

Porosit

y (Po)

%

Porosit

y

1 0.95 1.70 0.8500 2.15 0.75 0.3495 1.0005 0.6506 65.06

2 0.95 1.72 0.8575 2.20 0.72 0.3280 1.0005 0.6722 67.22

3 0.93 1.70 0.8500 2.11 0.74 0.3504 1.0005 0.6497 64.97

4 0.95 1.70 0.8500 2.15 0.73 0.3402 1.0005 0.6600 66.00

5 0.94 1.72 0.8575 2.16 0.73 0.3378 1.0005 0.6623 66.23

6 0.97 1.71 0.8525 2.20 0.73 0.3312 1.0005 0.6690 66.90

7 0.93 1.69 0.8450 2.09 0.74 0.3546 1.0005 0.6456 64.56

8 0.93 1.70 0.8500 2.10 0.76 0.3618 1.0005 0.6383 63.83

9 0.93 1.71 0.8525 2.11 0.73 0.3455 1.0005 0.6546 65.46

10 0.95 1.70 0.8500 2.15 0.79 0.3682 1.0005 0.6320 63.20

Av. 0.3467 Av. 65.34

135

ตารางท ค-24 ความหนาแนนของ PLA:PCL 85:15 75%NaCl 250-150 μm

ชนท

Anvil height : h

(cm)

Diameter

(cm)

Radius : r

(cm)

Volume : V

(cm-3)

Mass : m

(g)

Density : d

(g/cm-2)

Dense. Of non-porous : dp

(g/cm-2)

Porosit

y (Po)

%

Porosit

y

1 0.98 1.69 0.8450 2.20 0.78 0.3547 1.0005 0.6455 64.55

2 0.98 1.70 0.8500 2.23 0.73 0.3280 1.0005 0.6721 67.21

3 0.99 1.69 0.8450 2.21 0.82 0.3710 1.0005 0.6292 62.92

4 0.95 1.69 0.8450 2.13 0.76 0.3565 1.0005 0.6437 64.37

5 0.97 1.69 0.8450 2.18 0.77 0.3537 1.0005 0.6464 64.64

6 0.99 1.69 0.8450 2.21 0.77 0.3484 1.0005 0.6518 65.18

7 0.98 1.69 0.8450 2.20 0.71 0.3228 1.0005 0.6773 67.73

8 0.95 1.69 0.8450 2.13 0.77 0.3612 1.0005 0.6390 63.90

9 1.00 1.69 0.8425 2.23 0.71 0.3183 1.0005 0.6819 68.19

10 0.96 1.69 0.8450 2.15 0.72 0.3342 1.0005 0.6659 66.59

Av. 0.3449 Av. 65.53

136

ตารางท ค-25 ความหนาแนนของ PLA:PCL 85:15 75%NaCl 150-106 μm

ชนท

Anvil height : h

(cm)

Diameter

(cm)

Radius : r

(cm)

Volume : V

(cm-3)

Mass : m

(g)

Density : d

(g/cm-2)

Dense. Of non-porous : dp

(g/cm-2)

Porosit

y (Po)

%

Porosit

y

1 0.97 1.70 0.8500 2.20 0.78 0.3541 1.0005 0.6460 64.60

2 0.98 1.69 0.8450 2.19 0.72 0.3291 1.0005 0.6711 67.11

3 0.96 1.70 0.8500 2.18 0.76 0.3486 1.0005 0.6515 65.15

4 1.00 1.70 0.8475 2.26 0.69 0.3057 1.0005 0.6945 69.45

5 0.98 1.70 0.8500 2.21 0.69 0.3117 1.0005 0.6885 68.85

6 0.96 1.69 0.8450 2.14 0.67 0.3126 1.0005 0.6875 68.75

7 1.01 1.70 0.8500 2.29 0.70 0.3052 1.0005 0.6949 69.49

8 0.95 1.70 0.8500 2.16 0.74 0.3430 1.0005 0.6571 65.71

9 0.96 1.70 0.8500 2.18 0.68 0.3119 1.0005 0.6882 68.82

10 0.97 1.70 0.8500 2.19 0.74 0.3377 1.0005 0.6624 66.24

Av. 0.3260 Av. 67.42

137

ตารางท ค-26 ความหนาแนนของ PLA:PCL 85:15 85%NaCl 355-250 μm

ชนท

Anvil height : h

(cm)

Diameter

(cm)

Radius : r

(cm)

Volume : V

(cm-3)

Mass : m

(g)

Density : d

(g/cm-2)

Dense. Of non-porous : dp

(g/cm-2)

Porosit

y (Po)

%

Porosit

y

1 0.93 1.68 0.8375 2.04 0.40 0.1962 1.0005 0.8039 80.39

2 0.93 1.69 0.8425 2.06 0.39 0.1890 1.0005 0.8111 81.11

3 0.93 1.70 0.8475 2.10 0.48 0.2286 1.0005 0.7715 77.15

4 0.97 1.67 0.8350 2.13 0.45 0.2117 1.0005 0.7884 78.84

5 0.92 1.70 0.8500 2.09 0.48 0.2298 1.0005 0.7703 77.03

6 0.96 1.69 0.8450 2.15 0.42 0.1950 1.0005 0.8051 80.51

7 0.94 1.69 0.8450 2.10 0.42 0.2002 1.0005 0.7999 79.99

8 0.92 1.68 0.8400 2.04 0.43 0.2108 1.0005 0.7893 78.93

9 0.96 1.68 0.8375 2.12 0.45 0.2126 1.0005 0.7875 78.75

10 0.93 1.70 0.8475 2.10 0.46 0.2191 1.0005 0.7810 78.10

Av. 0.2093 Av. 79.08

138

ตารางท ค-27 ความหนาแนนของ PLA:PCL 85:15 85%NaCl 250-150 μm

ชนท

Anvil height : h

(cm)

Diameter

(cm)

Radius : r

(cm)

Volume : V

(cm-3)

Mass : m

(g)

Density : d

(g/cm-2)

Dense. Of non-porous : dp

(g/cm-2)

Porosit

y (Po)

%

Porosit

y

1 0.96 1.69 0.8425 2.13 0.45 0.2112 1.0005 0.7889 78.89

2 0.96 1.68 0.8375 2.12 0.43 0.2032 1.0005 0.7969 79.69

3 0.95 1.70 0.8475 2.14 0.49 0.2285 1.0005 0.7716 77.16

4 0.96 1.70 0.8500 2.17 0.48 0.2213 1.0005 0.7788 77.88

5 0.95 1.68 0.8400 2.11 0.42 0.1994 1.0005 0.8007 80.07

6 0.97 1.69 0.8450 2.17 0.45 0.2078 1.0005 0.7923 79.23

7 0.96 1.69 0.8450 2.15 0.46 0.2135 1.0005 0.7866 78.66

8 0.98 1.69 0.8425 2.18 0.47 0.2161 1.0005 0.7840 78.40

9 0.98 1.66 0.8275 2.11 0.42 0.1991 1.0005 0.8009 80.09

10 0.95 1.68 0.8375 2.09 0.48 0.2292 1.0005 0.7709 77.09

Av. 0.2129 Av. 78.72

139

ตารางท ค-28 ความหนาแนนของ PLA:PCL 85:15 85%NaCl 150-106 μm

ชนท

Anvil height : h

(cm)

Diameter

(cm)

Radius : r

(cm)

Volume : V

(cm-3)

Mass : m

(g)

Density : d

(g/cm-2)

Dense. Of non-porous : dp

(g/cm-2)

Porosity

(Po)

%

Porosity

1 0.99 1.66 0.8300 2.14 0.39 0.1819 1.0005 0.8181 81.81

2 1.00 1.68 0.8375 2.19 0.38 0.1732 1.0005 0.8268 82.68

3 0.97 1.68 0.8400 2.15 0.39 0.1813 1.0005 0.8188 81.88

4 0.97 1.69 0.8425 2.16 0.37 0.1710 1.0005 0.8291 82.91

5 1.00 1.68 0.8400 2.22 0.40 0.1804 1.0005 0.8197 81.97

6 0.97 1.70 0.8475 2.18 0.38 0.1744 1.0005 0.8256 82.56

7 0.98 1.72 0.8575 2.25 0.46 0.2042 1.0005 0.7959 79.59

8 0.95 1.69 0.8425 2.12 0.42 0.1982 1.0005 0.8019 80.19

9 0.95 1.70 0.8475 2.14 0.41 0.1912 1.0005 0.8089 80.89

10 0.96 1.67 0.8325 2.08 0.37 0.1779 1.0005 0.8222 82.22

Av. 0.1834 Av. 81.67

140

ตารางท ค-29 ความหนาแนนของ PLA 75%NaCl 250-150 μm 5%Bioglass®

ชนท

Anvil height :

h (cm)

Diameter

(cm)

Radius : r

(cm)

Volume : V

(cm-3)

Mass : m

(g)

Density : d

(g/cm-2)

Dense. Of non-porous :

dp (g/cm-2)

Porosity

(Po)

%

Porosit

y

1 0.85 1.65 0.8250 1.82 0.72 0.3960 1.0721 0.6306 63.06

2 0.83 1.65 0.8250 1.78 0.79 0.4450 1.0721 0.5850 58.50

3 0.87 1.65 0.8250 1.85 0.82 0.4432 1.0721 0.5866 58.66

Av. 0.4280 Av. 60.07

ตารางท ค-30 ความหนาแนนของ PLA:PCL 95:5 75%NaCl 250-150 μm 5%Bioglass®

ชนท

Anvil height :

h (cm)

Diameter

(cm)

Radius : r

(cm)

Volume : V

(cm-3)

Mass : m

(g)

Density : d

(g/cm-2)

Dense. Of non-porous :

dp (g/cm-2)

Porosity

(Po)

%

Porosit

y

1 0.85 1.68 0.8400 1.87 0.70 0.3736 0.9937 0.6241 62.41

2 0.85 1.70 0.8475 1.92 0.80 0.4169 0.9937 0.5804 58.04

3 0.85 1.70 0.8475 1.92 0.70 0.3648 0.9937 0.6329 63.29

Av. 0.3851 Av. 61.25

141

ตารางท ค-31 ความหนาแนนของ PLA:PCL 90:1075%NaCl 250-150 μm 5%Bioglass®

ชนท

Anvil height :

h (cm)

Diameter

(cm)

Radius : r

(cm)

Volume : V

(cm-3)

Mass : m

(g)

Density : d

(g/cm-2)

Dense. Of non-porous :

dp (g/cm-2)

Porosity

(Po)

%

Porosit

y

1 0.89 1.66 0.8300 1.92 0.70 0.3653 0.9800 0.6272 62.72

2 0.89 1.65 0.8225 1.89 0.69 0.3646 0.9800 0.6279 62.79

3 0.91 1.64 0.8200 1.92 0.70 0.3640 0.9800 0.6286 62.86

Av. 0.3647 Av. 62.79

ตารางท ค-32 ความหนาแนนของ PLA:PCL 85:1575%NaCl 250-150 μm 5%Bioglass®

ชนท

Anvil height :

h (cm)

Diameter

(cm)

Radius : r

(cm)

Volume : V

(cm-3)

Mass : m

(g)

Density : d

(g/cm-2)

Dense. Of non-porous :

dp (g/cm-2)

Porosity

(Po)

%

Porosit

y

1 0.85 1.60 0.8000 1.71 0.79 0.4621 1.0005 0.5381 53.81

2 0.83 1.65 0.8250 1.78 0.74 0.4168 1.0005 0.5834 58.34

3 0.90 1.63 0.8125 1.87 0.70 0.3749 1.0005 0.6253 62.53

Av. 0.4179 Av. 58.23

142

ตารางท ค-33 ความหนาแนนของ PLA 75%NaCl 250-150 μm 10%Bioglass®

ชนท

Anvil height :

h (cm)

Diameter

(cm)

Radius : r

(cm)

Volume : V

(cm-3)

Mass : m

(g)

Density : d

(g/cm-2)

Dense. Of non-porous :

dp (g/cm-2)

Porosity

(Po)

%

Porosit

y

1 0.90 1.62 0.8075 1.84 0.70 0.3795 1.0721 0.6460 64.60

2 0.88 1.63 0.8150 1.84 0.65 0.3538 1.0721 0.6700 67.00

3 0.88 1.64 0.8200 1.86 0.62 0.3334 1.0721 0.6890 68.90

Av. 0.3556 Av. 66.83

ตารางท ค-34 ความหนาแนนของ PLA:PCL 95:5 75%NaCl 250-150 μm 10%Bioglass®

ชนท

Anvil height :

h (cm)

Diameter

(cm)

Radius : r

(cm)

Volume : V

(cm-3)

Mass : m

(g)

Density : d

(g/cm-2)

Dense. Of non-porous :

dp (g/cm-2)

Porosity

(Po)

%

Porosit

y

1 0.85 1.60 0.8000 1.70 0.58 0.3412 0.9937 0.6566 65.66

2 0.80 1.56 0.7775 1.52 0.57 0.3750 0.9937 0.6226 62.26

3 0.80 1.60 0.8000 1.61 0.58 0.3604 0.9937 0.6373 63.73

Av. 0.3589 Av. 63.88

143

ตารางท ค-35 ความหนาแนนของ PLA:PCL 90:1075%NaCl 250-150 μm 10%Bioglass®

ชนท

Anvil height :

h (cm)

Diameter

(cm)

Radius : r

(cm)

Volume : V

(cm-3)

Mass : m

(g)

Density : d

(g/cm-2)

Dense. Of non-porous :

dp (g/cm-2)

Porosity

(Po)

%

Porosit

y

1 0.89 1.65 0.8250 1.89 0.57 0.3011 0.9800 0.6928 69.28

2 0.85 1.58 0.7875 1.65 0.59 0.3582 0.9800 0.6345 63.45

3 0.92 1.68 0.8400 2.03 0.60 0.2957 0.9800 0.6983 69.83

Av. 0.3183 Av. 67.52

ตารางท ค-36 ความหนาแนนของ PLA:PCL 85:1575%NaCl 250-150 μm 10%Bioglass®

ชนท

Anvil height :

h (cm)

Diameter

(cm)

Radius : r

(cm)

Volume : V

(cm-3)

Mass : m

(g)

Density : d

(g/cm-2)

Dense. Of non-porous :

dp (g/cm-2)

Porosity

(Po)

%

Porosit

y

1 0.97 1.63 0.8125 2.00 0.39 0.1948 1.0005 0.8053 80.53

2 0.80 1.65 0.8250 1.71 0.42 0.2454 1.0005 0.7547 75.47

3 0.85 1.60 0.7975 1.70 0.74 0.4355 1.0005 0.5647 56.47

Av. 0.2919 Av. 70.82

144

ตารางท ค-37 ความหนาแนนของ neat PLA 75%NaCl 250-150 μm 15%Bioglass®

ชนท

Anvil height :

h (cm)

Diameter

(cm)

Radius : r

(cm)

Volume : V

(cm-3)

Mass : m

(g)

Density : d

(g/cm-2)

Dense. Of non-porous :

dp (g/cm-2)

Porosity

(Po)

%

Porosit

y

1 0.80 1.60 0.7975 1.60 0.68 0.4252 1.0721 0.6034 60.34

2 0.78 1.65 0.8250 1.66 0.60 0.3619 1.0721 0.6624 66.24

3 0.83 1.52 0.7575 1.50 0.60 0.4009 1.0721 0.6261 62.61

Av. 0.3960 Av. 63.06

ตารางท ค-38 ความหนาแนนของ neat PLA:PCL 95:5 75%NaCl 250-150 μm 15%Bioglass®

ชนท

Anvil height :

h (cm)

Diameter

(cm)

Radius : r

(cm)

Volume : V

(cm-3)

Mass : m

(g)

Density : d

(g/cm-2)

Dense. Of non-porous :

dp (g/cm-2)

Porosity

(Po)

%

Porosit

y

1 0.90 1.58 0.7875 1.75 0.56 0.3192 0.9937 0.6787 67.87

2 0.90 1.57 0.7825 1.73 0.54 0.3118 0.9937 0.6862 68.62

3 0.90 1.57 0.7825 1.73 0.45 0.2598 0.9937 0.7385 73.85

Av. 0.2970 Av. 70.12

145

ตารางท ค-39 ความหนาแนนของ neat PLA:PCL 90:1075%NaCl 250-150 μm 15%Bioglass®

ชนท

Anvil height :

h (cm)

Diameter

(cm)

Radius : r

(cm)

Volume : V

(cm-3)

Mass : m

(g)

Density : d

(g/cm-2)

Dense. Of non-porous :

dp (g/cm-2)

Porosity

(Po)

%

Porosit

y

1 0.70 1.55 0.7750 1.32 0.42 0.3179 0.9800 0.6757 67.57

2 0.85 1.63 0.8150 1.77 0.52 0.2931 0.9800 0.7010 70.10

3 0.80 1.50 0.7500 1.41 0.44 0.3111 0.9800 0.6825 68.25

Av. 0.3073 Av. 68.64

ตารางท ค-40 ความหนาแนนของ neat PLA:PCL 85:1575%NaCl 250-150 μm 15%Bioglass®

ชนท

Anvil height :

h (cm)

Diameter

(cm)

Radius : r

(cm)

Volume : V

(cm-3)

Mass : m

(g)

Density : d

(g/cm-2)

Dense. Of non-porous :

dp (g/cm-2)

Porosity

(Po)

%

Porosit

y

1 0.75 1.43 0.7150 1.21 0.49 0.4066 1.0005 0.5936 59.36

2 0.85 1.56 0.7800 1.62 0.50 0.3095 1.0005 0.6907 69.07

3 0.83 1.62 0.8100 1.71 0.58 0.3389 1.0005 0.6613 66.13

Av. 0.3517 Av. 64.85

146

3. สมบตเชงกล

ตารางท ค-41 คา compressive modulus ของ neat PLA

Sample no. compressive modulus (MPa)

1 596.41

2 427.54

3 316.91

4 356.76

5 493.07

6 600.08

7 463.76

8 585.87

9 537.85

Average 486.4722222

SD 104.3561371

ตารางท ค-42 คา compressive modulus ของ PLA:PCL 95:5

Sample no. compressive modulus (MPa)

1 583.43

2 1258.20

3 483.98

4 912.98

5 830.99

6 709.63

11 363.30

12 657.00

Average 724.93875

SD 278.9501755

147

ตารางท ค-43 คา compressive modulus ของ PLA:PCL 90:10

Sample no. compressive modulus (MPa)

1 476.58

2 544.58

3 399.57

4 336.23

5 444.73

6 589.27

7 626.58

8 413.21

9 521.76

10 603.81

Average 527.565

SD 77.72309732

.

ตารางท ค-44 คา compressive modulus ของ PLA:PCL 85:15

Sample no. compressive modulus (MPa)

1 971.29

2 912.52

3 1216.60

4 877.30

5 1190.30

6 1248.30

7 1404.60

8 1176.30

9 1224.20

10 1155.50

Average 1137.69

SD 165.9837575

148

ตารางท ค-44 คา compressive modulus ของ neat PLA 75%NaCl 355-250 μm

Sample no. compressive modulus (MPa)

1 97.33

2 52.58

3 81.54

4 67.72

5 118.12

6 77.08

7 87.68

8 124.86

9 78.79

10 112.93

Average 89.863

SD 23.21752071

ตารางท ค-45 คา compressive modulus ของneat PLA 75%NaCl 250-150 μm

Sample no. compressive modulus (MPa) 1 63.72 2 53.49 3 31.24 4 41.96 5 56.7 6 70.99 7 58.51 8 59.54 9 58.34 10 61.96

Average 55.645 SD 11.35212388

149

ตารางท ค-46 คา compressive modulus ของ neat PLA 75%NaCl 150-106 μm

Sample no. compressive modulus (MPa) 1 76.63

2 85.25

3 81.82

4 94.6

5 102.8

6 75.97

7 80.91

8 79.39

9 82.71

10 77.51

Average 83.759

SD 8.595323599

ตารางท ค-47 คา compressive modulus ของ neat PLA 85%NaCl 355-250 μm

Sample no. compressive modulus (MPa)

1 11.45

2 5.15

3 11.93

4 16.75

5 11.56

6 5.29

7 20.05

8 19.07

9 20.04

10 11.1

Average 13.239

SD 5.576716378

150

ตารางท ค-48 คา compressive modulus ของ neat PLA 85%NaCl 250-150 μm

Sample no. compressive modulus (MPa)

1 21.81

2 29.52

3 22.56

4 45.17

5 30.12

6 30.15

7 21.81

8 26.86

9 12.42

10 -

Average 26.71333333

SD 8.955434104

ตารางท ค-49 คา compressive modulus ของ neat PLA 85%NaCl 150-106 μm

Sample no. compressive modulus (MPa)

1 13.51

2 26.76

3 24.83

4 26.53

5 32.6

6 16.57

7 19.7

8 29.06

9 30.38

10 40.07

Average 26.001

SD 7.866351

151

ตารางท ค-50 คา compressive modulus ของ

PLA:PCL 95:5 75%NaCl 355-250 μm

Sample no. compressive modulus (MPa)

1 124.87

2 74.94

3 80.83

4 62.88

5 74.21

6 77.1

7 79.84

8 49.44

9 82.77

10 74.89

Average 78.177

SD 19.17501

ตารางท ค-51 คา compressive modulus ของ PLA:PCL 95:5 75%NaCl 250-150 μm

Sample no. compressive modulus (MPa)

1 81.2

2 72.5

3 94.79

4 69.75

5 51.8

6 69.49

7 71.9

8 56.63

9 33.76

10 77.38

Average 67.92

SD 16.94665

152

ตารางท ค-52 คา compressive modulus ของ

PLA:PCL 95:5 75%NaCl 150-106 μm

Sample no. compressive modulus (MPa)

1 85.02

2 38.29

3 55.89

4 74.65

5 75.32

6 54.2

7 44.65

8 39.35

9 87.38

10 88.84

Average 64.359

SD 20.14014

ตารางท ค-53 คา compressive modulus ของ PLA:PCL 95:5 85%NaCl 355-250 μm

Sample no. compressive modulus (MPa)

1 20.67

2 13.17

3 7.63

4 3.77

5 6.8

6 27.6

7 19.05

8 8.09

9 11

10 11

Average 17.08167

SD 6.582709

153

ตารางท ค-54 คา compressive modulus ของ PLA:PCL 95:5 85%NaCl 250-150 μm

Sample no. compressive modulus (MPa)

1 23

2 17.69

3 15.16

4 6.94

5 18.29

6 22.61

7 23.18

8 15.77

9 13.15

10 18.66

Average 18.61222

SD 3.655269

ตารางท ค-55 คา compressive modulus ของ PLA:PCL 95:5 85%NaCl 150-106 μm

Sample no. compressive modulus (MPa)

1 12.89

2 12.13

3 6.96

4 -

5 17.12

6 15.46

7 7.34

8 23

9 11.14

10 13.4

Average 12.055

SD 3.561452

154

ตารางท ค-56 คา compressive modulus ของ PLA:PCL 90:10 75%NaCl 355-250 μm

Sample no. compressive modulus (MPa)

1 63.62

2 76.11

3 42.98

4 96.71

5 71.55

6 70.04

7 69.56

8 46.02

9 72.48

10 70.16

Average 67.923

SD 15.13721

ตารางท ค-57 คา compressive modulus ของ PLA:PCL 90:10 75%NaCl 250-150 μm

Sample no. compressive modulus (MPa)

1 53.56

2 52.46

3 50.63

4 59.13

5 66.74

6 65.38

7 69.22

8 53.17

9 68.57

10 52.13

Average 59.099

SD 7.602427

155

ตารางท ค-58 คา compressive modulus ของ PLA:PCL 90:10 75%NaCl 150-106 μm

Sample no. compressive modulus (MPa)

1 73.04

2 63.14

3 53.25

4 58.21

5 48.26

6 53.66

7 66.43

8 68.06

9 78.93

10 81.21

Average 64.419

SD 11.18497

ตารางท ค-59 คา compressive modulus ของ PLA:PCL 90:10 85%NaCl 355-250 μm

Sample no. compressive modulus (MPa)

1 19.07

2 24.64

3 33.75

4 29.23

5 11.38

6 29.93

7 15.4

8 24.8

9 28.36

10 8.15

Average 24.06222

SD 7.375076

156

ตารางท ค-60 คา compressive modulus ของPLA:PCL 90:10 85%NaCl 250-150 μm

Sample no. compressive modulus (MPa)

1 4.24

2 17.45

3 18.72

4 -

5 14.46

6 3.49

7 9.4

8 29.92

9 15.02

10 9.92

Average 14.16167

SD 3.823153

ตารางท ค-61 คา compressive modulus ของ PLA:PCL 90:10 85%NaCl 150-106 μm

Sample no. compressive modulus (MPa)

1 25.73

2 13.06

3 5.29

4 6.63

5 5.86

6 9.74

7 9.02

8 7.02

9 3.4

10 4.81

Average 7.203333

SD 2.959236

157

ตารางท ค-62 คา compressive modulus ของ PLA:PCL 85:15 75%NaCl 355-250 μm

Sample no. compressive modulus (MPa)

1 80.87

2 27.25

3 84.67

4 51.24

5 84.41

6 63.71

7 86.89

8 83.96

9 73.66

10 73.23

Average 70.989

SD 19.01543

ตารางท ค-63 คา compressive modulus ของ PLA:PCL 85:15 75%NaCl 250-150 μm

Sample no. compressive modulus (MPa)

1 53.43

2 50.18

3 51.33

4 66.29

5 50.48

6 51.84

7 51.53

8 74.42

9 48.3

10 70.9

Average 56.87

SD 9.712275

158

ตารางท ค-64 คา compressive modulus ของ PLA:PCL 85:15 75%NaCl 150-106 μm

Sample no. compressive modulus (MPa)

1 83.1

2 46.2

3 59.44

4 -

5 48.05

6 46.68

7 47.44

8 72.26

9 45.83

10 56.79

Average 56.19889

SD 13.38706

ตารางท ค-65 คา compressive modulus ของ PLA:PCL 85:15 85%NaCl 355-250 μm

Sample no. compressive modulus (MPa)

1 8.62

2 4.98

3 20.64

4 13.7

5 18.19

6 3.23

7 5.75

8 13.17

9 18.12

10 20.92

Average 12.732

SD 6.712901

159

ตารางท ค-66 คา compressive modulus ของ PLA:PCL 85:15 85%NaCl 250-150 μm

Sample no. compressive modulus (MPa)

1 7.94

2 6.63

3 20.28

4 13.06

5 5.45

6 10.38

7 13.97

8 8.99

9 2.68

10 23.37

Average 11.275

SD 6.534978

ตารางท ค-67คา compressive modulus ของ PLA:PCL 85:15 85%NaCl 150-106 μm

Sample no. compressive modulus (MPa)

1 2.98

2 3.73

3 5.71

4 4.07

5 13.41

6 6.83

7 9.78

8 9.44

9 4.77

10 6.38

Average 6.71

SD 3.273082

160

ตารางท ค-68 คา compressive modulus ของ neat PLA 75%NaCl 250-150 μm

5%Bioglass®

Sample no. compressive modulus (MPa)

1 28.53

2 13.56

3 21.53

4 23.38

5 26.77

Average 22.75

SD 3.175325443

ตารางท ค-69 คา compressive modulus ของ neat PLA 75%NaCl 250-150 μm

10%Bioglass®

Sample no. compressive modulus (MPa)

1 40.10

2 8.68

3 31.03

4 4.33

5 21.77

Average 30.97

SD 9.17

161

ตารางท ค-70 คา compressive modulus ของ neat PLA 75%NaCl 250-150 μm

15%Bioglass®

Sample no. compressive modulus (MPa)

1 2.02

2 4.05

3 3.80

4 3.53

5 0.47

Average 3.35

SD 0.91173827

ตารางท ค-71 คา compressive modulus ของ

PLA:PCL 95:5 75%NaCl 250-150 μm

5%Bioglass®

Sample no. compressive modulus (MPa)

1 46.94

2 36.34

3 51.14

4 42.75

5 28.02

Average 41.04

SD 9.101572392

162

ตารางท ค-72 คา compressive modulus ของ

PLA:PCL 95:5 75%NaCl 250-150 μm

10%Bioglass®

Sample no. compressive modulus (MPa)

1 20.61

2 18.60

3 22.46

4 18.01

5 14.08

Average 18.75

SD 3.146533013

ตารางท ค-73 คา compressive modulus ของ

PLA:PCL 95:5 75%NaCl 250-150 μm

15%Bioglass®

Sample no. compressive modulus (MPa)

1 1.75

2 1.86

3 1.72

4 2.96

5 1.83

Average 1.79

SD 0.065828059

163

ตารางท ค-74 คา compressive modulus ของ

PLA:PCL 90:10 75%NaCl 250-150 μm

5%Bioglass®

Sample no. compressive modulus (MPa)

1 17.25

2 38.24

3 30.55

4 8.87

5 10.88

Average 28.68

SD 10.6192137

ตารางท ค-75 คา compressive modulus ของ

PLA:PCL 90:10 75%NaCl 250-150 μm

10%Bioglass®

Sample no. compressive modulus (MPa)

1 12.88

2 9.74

3 13.66

4 14.53

5 9.45

Average 12.05

SD 2.31988577

164

ตารางท ค-76 คา compressive modulus ของ

PLA:PCL 90:10 75%NaCl 250-150 μm

15%Bioglass®

Sample no. Young's Modulus (MPa)

1 1.88

2 2.12

3 0.52

4 0.60

5 2.88

Average 2.29

SD 0.52204725

.

ตารางท ค-77คา compressive modulus ของ

PLA:PCL 85:15 75%NaCl 250-150 μm

5%Bioglass®

Sample no. Young's Modulus (MPa)

1 19.46

2 11.09

3 6.48

4 11.61

5 22.61

Average 16.19

SD 5.74153507

165

ตารางท ค-78 คา compressive modulus ของ

PLA:PCL 85:15 75%NaCl 250-150 μm

10%Bioglass®

Sample no. Young's Modulus (MPa)

1 4.57

2 2.87

3 1.39

4 1.36

5 3.05

Average 3.50

SD 0.933880792

ตารางท ค-79 คา compressive modulus ของ

PLA:PCL 85:15 75%NaCl 250-150 μm

10%Bioglass®

Sample no. Young's Modulus (MPa)

1 1.02

2 -

3 2.54

4 2.12

5 0.54

Average 1.89

SD 0.78494161

166

.Thermogravimatric analysis

ภาพท ค-13 ผลจากการวเคราะหดวยเทคนค TGA ของตวอยาง PLA:PCL อตราสวน 95:5

ภาพท ค-14ผลจากการวเคราะหดวยเทคนค TGA ของตวอยาง PLA:PCL อตราสวน 90:10

167

ภาพท ค-15 ผลจากการวเคราะหดวยเทคนค TGA ของตวอยาง PLA:PCL อตราสวน 85:15

ภาพท ค-16 ผลจากการวเคราะหดวยเทคนค TGA ของตวอยาง neat PLA 75%NaCl 355-250 μm

168

ภาพท ค-17 ผลจากการวเคราะหดวยเทคนค TGA ของตวอยาง neat PLA 75%NaCl 250-150 μm

ภาพท ค-18 ผลจากการวเคราะหดวยเทคนค TGA ของตวอยาง neat PLA 75%NaCl 150-106 μm

169

ภาพท ค-19 ผลจากการวเคราะหดวยเทคนค TGA ของตวอยาง neat PLA 85%NaCl 355-250 μm

ภาพท ค-20 ผลจากการวเคราะหดวยเทคนค TGA ของตวอยาง neat PLA 85%NaCl 250-150 μm

170

ภาพท ค-21 ผลจากการวเคราะหดวยเทคนค TGA ของตวอยาง neat PLA 85%NaCl 150-106 μm

ภาพท ค-22 ผลจากการวเคราะหดวยเทคนค TGA ของตวอยาง PLA:PCL 95:5 75%NaCl 355-250 μm

171

ภาพท ค-23 ผลจากการวเคราะหดวยเทคนค TGA ของตวอยาง PLA:PCL 95:5 75%NaCl 250-150 μm

ภาพท ค-24 ผลจากการวเคราะหดวยเทคนค TGA ของตวอยาง PLA:PCL 95:5 75%NaCl 150-106 μm

172

ภาพท ค-25 ผลจากการวเคราะหดวยเทคนค TGA ของตวอยาง PLA:PCL 95:5 85%NaCl 355-250μm

ภาพท ค-26 ผลจากการวเคราะหดวยเทคนค TGA ของตวอยาง PLA:PCL 95:5 85%NaCl 250-150 μm

173

ภาพท ค-27 ผลจากการวเคราะหดวยเทคนค TGA ของตวอยาง PLA:PCL 95:5 85%NaCl 150-106 μm

ภาพท ค-28 ผลจากการวเคราะหดวยเทคนค TGA ของตวอยาง PLA:PCL 90:10 75%NaCl 355-250 μm

174

ภาพท ค-29 ผลจากการวเคราะหดวยเทคนค TGA ของตวอยาง PLA:PCL 90:10 75%NaCl 250-150 μm

ภาพท ค-30 ผลจากการวเคราะหดวยเทคนค TGA ของตวอยาง PLA:PCL 90:10 75%NaCl 150-106 μm

175

ภาพท ค-31 ผลจากการวเคราะหดวยเทคนค TGA ของตวอยาง PLA:PCL 90:10 85%NaCl 355-250 μm

ภาพท ค-32 ผลจากการวเคราะหดวยเทคนค TGA ของตวอยาง PLA:PCL 90:10 85%NaCl 250-150 μm

176

ภาพท ค-33 ผลจากการวเคราะหดวยเทคนค TGA ของตวอยาง PLA:PCL 90:10 85%NaCl 150-106 μm

ภาพท ค-34 ผลจากการวเคราะหดวยเทคนค TGA ของตวอยาง PLA:PCL 85:15 75%NaCl 355-250 μm

177

ภาพท ค-35 ผลจากการวเคราะหดวยเทคนค TGA ของตวอยาง PLA:PCL 85:15 75%NaCl 250-150 μm

ภาพท ค-36 ผลจากการวเคราะหดวยเทคนค TGA ของตวอยาง PLA:PCL 85:15 75%NaCl 150-106 μm

178

ภาพท ค-37 ผลจากการวเคราะหดวยเทคนค TGA ของตวอยาง PLA:PCL 85:15 85%NaCl 355-250 μm

ภาพท ค-38 ผลจากการวเคราะหดวยเทคนค TGA ของตวอยาง PLA:PCL 85:15 85%NaCl 250-150 μm

179

ภาพท ค-39 ผลจากการวเคราะหดวยเทคนค TGA ของตวอยาง PLA:PCL 85:15 85%NaCl 150-106 μm

180

ภาพท ค-40 ผลจากการวเคราะหดวยเทคนค TGA ของตวอยาง Neat PLA 75%NaCl 250-150 μm 5%Bioglass®

ภาพท ค-41 ผลจากการวเคราะหดวยเทคนค TGA ของตวอยาง

Neat PLA 75%NaCl 250-150 μm 10%Bioglass®

181

ภาพท ค-42 ผลจากการวเคราะหดวยเทคนค TGA ของตวอยาง

Neat PLA 75%NaCl 250-150 μm 15%Bioglass®

ภาพท ค-43 ผลจากการวเคราะหดวยเทคนค TGA ของตวอยาง

PLA:PCL 95:5 75%NaCl 250-150 μm 5%Bioglass®

182

ภาพท ค-44 ผลจากการวเคราะหดวยเทคนค TGA ของตวอยาง

PLA:PCL 95:5 75%NaCl 250-150 μm 10%Bioglass®

ภาพท ค-45 ผลจากการวเคราะหดวยเทคนค TGA ของตวอยาง

PLA:PCL 95:5 75%NaCl 250-150 μm 15%Bioglass®

183

ภาพท ค-46 ผลจากการวเคราะหดวยเทคนค TGA ของตวอยาง

PLA:PCL 90:10 75%NaCl 250-150 μm 5%Bioglass®

ภาพท ค-47 ผลจากการวเคราะหดวยเทคนค TGA ของตวอยาง

PLA:PCL 90:10 75%NaCl 250-150 μm 10%Bioglass®

184

ภาพท ค-48 ผลจากการวเคราะหดวยเทคนค TGA ของตวอยาง

PLA:PCL 90:10 75%NaCl 250-150 μm 15%Bioglass®

ภาพท ค-49 ผลจากการวเคราะหดวยเทคนค TGA ของตวอยาง

PLA:PCL 85:15 75%NaCl 250-150 μm 5%Bioglass®

185

ภาพท ค-50 ผลจากการวเคราะหดวยเทคนค TGA ของตวอยาง

PLA:PCL 85:15 75%NaCl 250-150 μm 10%Bioglass®

ภาพท ค-51 ผลจากการวเคราะหดวยเทคนค TGA ของตวอยาง

PLA:PCL 85:15 75%NaCl 250-150 μm 15%Bioglass®

5. Differential scanning calolimetry (DSC)

186

ภาพท ค-51 ผลจากการวเคราะหดวยเทคนค DSC ของตวอยาง neat PLA

ภาพท ค-52 ผลจากการวเคราะหดวยเทคนค DSC ของตวอยาง neat PCL

187

ภาพท ค-53 ผลจากการวเคราะหดวยเทคนค DSC ของตวอยาง PLA:PCL อตราสวน 95:5

ภาพท ค-54 ผลจากการวเคราะหดวยเทคนค DSC ของตวอยาง PLA:PCL อตราสวน 90:10

188

ภาพท ค-55 ผลจากการวเคราะหดวยเทคนค DSC ของตวอยาง PLA:PCL อตราสวน 85:15

ภาพท ค-56 ผลจากการวเคราะหดวยเทคนค DSC ของตวอยาง neat PLA 75%NaCl 355-250 μm

189

ภาพท ค-57 ผลจากการวเคราะหดวยเทคนค DSC ของตวอยาง neat PLA 75%NaCl 250-150 μm

ภาพท ค-58 ผลจากการวเคราะหดวยเทคนค DSC ของตวอยาง neat PLA 75%NaCl 150-106 μm

190

ภาพท ค-59 ผลจากการวเคราะหดวยเทคนค DSC ของตวอยาง neat PLA 85%NaCl 355-250 μm

ภาพท ค-60 ผลจากการวเคราะหดวยเทคนค DSC ของตวอยาง neat PLA 85%NaCl 250-150 μm

191

ภาพท ค-61 ผลจากการวเคราะหดวยเทคนค DSC ของตวอยาง neat PLA 85%NaCl 150-106 μm

ภาพท ค-62 ผลจากการวเคราะหดวยเทคนค DSC ของตวอยาง PLA:PCL 95:5 75%NaCl 355-250 μm

192

ภาพท ค-63 ผลจากการวเคราะหดวยเทคนค DSC ของตวอยาง PLA:PCL 95:5 75%NaCl 250-150 μm

ภาพท ค-64 ผลจากการวเคราะหดวยเทคนค DSC ของตวอยาง PLA:PCL 95:5 75%NaCl 150-106 μm

193

ภาพท ค-65 ผลจากการวเคราะหดวยเทคนค DSC ของตวอยาง PLA:PCL 95:5 85%NaCl 355-250 μm

ภาพท ค-66 ผลจากการวเคราะหดวยเทคนค DSC ของตวอยาง PLA:PCL 95:5 85%NaCl 250-150 μm

194

ภาพท ค-67 ผลจากการวเคราะหดวยเทคนค DSC ของตวอยาง PLA:PCL 95:5 85%NaCl 150-106 μm

ภาพท ค-68 ผลจากการวเคราะหดวยเทคนค DSC ของตวอยาง PLA:PCL 90:10 75%NaCl 355-250 μm

195

ภาพท ค-69 ผลจากการวเคราะหดวยเทคนค DSC ของตวอยาง PLA:PCL 90:10 75%NaCl 250-150 μm

ภาพท ค-70 ผลจากการวเคราะหดวยเทคนค DSC ของตวอยาง PLA:PCL 90:10 75%NaCl 150-106 μm

196

ภาพท ค-71 ผลจากการวเคราะหดวยเทคนค DSC ของตวอยาง PLA:PCL 90:10 85%NaCl 355-250 μm

ภาพท ค-72 ผลจากการวเคราะหดวยเทคนค DSC ของตวอยาง PLA:PCL 90:10 85%NaCl 250-150 μm

197

ภาพท ค-73 ผลจากการวเคราะหดวยเทคนค DSC ของตวอยาง PLA:PCL 90:10 85%NaCl 150-106 μm

ภาพท ค-74 ผลจากการวเคราะหดวยเทคนค DSC ของตวอยาง PLA:PCL 85:15 75%NaCl 355-250 μm

198

ภาพท ค-75 ผลจากการวเคราะหดวยเทคนค DSC ของตวอยาง PLA:PCL 85:15 75%NaCl 250-150 μm

ภาพท ค-76 ผลจากการวเคราะหดวยเทคนค DSC ของตวอยาง PLA:PCL 85:15 75%NaCl 150-106 μm

199

ภาพท ค-77 ผลจากการวเคราะหดวยเทคนค DSC ของตวอยาง PLA:PCL 85:15 85%NaCl 355-250 μm

ภาพท ค-78 ผลจากการวเคราะหดวยเทคนค DSC ของตวอยาง PLA:PCL 85:15 85%NaCl 250-150 μm

200

ภาพท ค-79 ผลจากการวเคราะหดวยเทคนค DSC ของตวอยาง PLA:PCL 85:15 85%NaCl 150-106 μm

ภาพท ค-80 ผลจากการวเคราะหดวยเทคนค DSC ของตวอยาง

neat PLA 75%NaCl 250-150 μm 5%Bioglass®

201

ภาพท ค-81 ผลจากการวเคราะหดวยเทคนค DSC ของตวอยาง

neat PLA 75%NaCl 250-150 μm 10%Bioglass®

ภาพท ค-82 ผลจากการวเคราะหดวยเทคนค DSC ของตวอยาง

neat PLA 75%NaCl 250-150 μm 15%Bioglass®

202

ภาพท ค-83 ผลจากการวเคราะหดวยเทคนค DSC ของตวอยาง

PLA:PCL 95:5 75%NaCl 250-150 μm 5%Bioglass®

ภาพท ค-84 ผลจากการวเคราะหดวยเทคนค DSC ของตวอยาง

PLA:PCL 95:5 75%NaCl 250-150 μm 10%Bioglass®

203

ภาพท ค-85 ผลจากการวเคราะหดวยเทคนค DSC ของตวอยาง

PLA:PCL 95:5 75%NaCl 250-150 μm 15%Bioglass®

ภาพท ค-86 ผลจากการวเคราะหดวยเทคนค DSC ของตวอยาง

PLA:PCL 90:10 75%NaCl 250-150 μm 5%Bioglass®

204

ภาพท ค-87 ผลจากการวเคราะหดวยเทคนค DSC ของตวอยาง

PLA:PCL 90:10 75%NaCl 250-150 μm 10%Bioglass®

ภาพท ค-88 ผลจากการวเคราะหดวยเทคนค DSC ของตวอยาง

PLA:PCL 90:10 75%NaCl 250-150 μm 15%Bioglass®

205

ภาพท ค-89 ผลจากการวเคราะหดวยเทคนค DSC ของตวอยาง

PLA:PCL 85:15 75%NaCl 250-150 μm 5%Bioglass®

ภาพท ค-90 ผลจากการวเคราะหดวยเทคนค DSC ของตวอยาง

PLA:PCL 90:10 75%NaCl 250-150 μm 10%Bioglass®

206

ภาพท ค-91 ผลจากการวเคราะหดวยเทคนค DSC ของตวอยาง

PLA:PCL 90:10 75%NaCl 250-150 μm 15%Bioglass®

207

6.ปรมาณรพรน

ตารางท ค-80 ปรมาณรพรนโดยเฉลยของตวอยางทอตราสวน PCL NaClBioglassและขนาดอนภาค NaClแตกตางกน

Sample %Porosity (Av.)

PLA PURE

75%NaCl 355-250 μm 60.39

75%NaCl 250-150 μm 63.69

75%NaCl 150-106 μm 60.32

85%NaCl 355-250 μm 77.97

85%NaCl 250-150 μm 75.85

85%NaCl 150-106 μm 75.70

75%NaCl 250-150 μm 5%Bioglass 60.07

75%NaCl 250-150 μm 10%Bioglass 66.83

75%NaCl 250-150 μm 15%Bioglass 63.06

PLA:PCL 95:5

75%NaCl 355-250 μm 59.09

75%NaCl 250-150 μm 59.13

75%NaCl 150-106 μm 60.96

85%NaCl 355-250 μm 76.07

85%NaCl 250-150 μm 76.89

85%NaCl 150-106 μm 77.27

75%NaCl 250-150 μm 5%Bioglass 61.25

75%NaCl 250-150 μm 10%Bioglass 63.88

75%NaCl 250-150 μm 15%Bioglass 70.72

208

ตารางท ค-80 ปรมาณรพรนโดยเฉลยของตวอยางทอตราสวน PCL NaClBioglassและขนาดอนภาค NaClแตกตางกน (ตอ)

Sample %Porosity (Av.)

PLA:PCL 90:10

75%NaCl 355-250 μm 63.11

75%NaCl 250-150 μm 64.57

75%NaCl 150-106 μm 63.11

85%NaCl 355-250 μm 77.48

85%NaCl 250-150 μm 79.18

85%NaCl 150-106 μm 81.13

75%NaCl 250-150 μm 5%Bioglass 62.75

75%NaCl 250-150 μm 10%Bioglass 67.52

75%NaCl 250-150 μm 15%Bioglass 68.64

PLA:PCL 85:15

75%NaCl 355-250 μm 65.34

75%NaCl 250-150 μm 65.53

75%NaCl 150-106 μm 67.42

85%NaCl 355-250 μm 79.08

85%NaCl 250-150 μm 78.72

85%NaCl 150-106 μm 81.67

75%NaCl 250-150 μm 5%Bioglass 58.23

75%NaCl 250-150 μm 10%Bioglass 70.82

75%NaCl 250-150 μm 15%Bioglass 64.88

209

7. ขนาดของรพรน

ตารางท ค-81 ขนาดของรพรนโดยเฉลยของตวอยางทอตราสวน PCL NaClBioglassและขนาดอนภาค NaClแตกตางกน

Sample Average pore size (microns) SD

PLA PURE 75%NaCl 355-250 μm 458.19 87.20

75%NaCl 250-150 μm 254.91 53.66

75%NaCl 150-106 μm 194.44 36.93

85%NaCl 355-250 μm 476.51 139.49

85%NaCl 250-150 μm 307.35 69.92

85%NaCl 150-106 μm 181.95 46.26

75%NaCl 250-150 μm 5%Bioglass 289.45 45.14

75%NaCl 250-150 μm 10%Bioglass 278.85 78.22

75%NaCl 250-150 μm 15%Bioglass 248.45 63.94

PLA:PCL 95:5 75%NaCl 355-250 μm 431.03 142.82

75%NaCl 250-150 μm 286.05 32.93

75%NaCl 150-106 μm 189.18 40.33

85%NaCl 355-250 μm 560.71 130.92

85%NaCl 250-150 μm 298.82 56.28

85%NaCl 150-106 μm 225.46 51.33

75%NaCl 250-150 μm 5%Bioglass 297.85 84.99

75%NaCl 250-150 μm 10%Bioglass 241.99 73.24

75%NaCl 250-150 μm 15%Bioglass 262.64 85.75

210

ตารางท ค-81 ขนาดของรพรนโดยเฉลยของตวอยางทอตราสวน PCL NaClBioglassและขนาดอนภาค NaClแตกตางกน (ตอ)

Sample Average pore size (microns) SD

PLA:PCL 90:10

75%NaCl 355-250 μm 488.28 142.54

75%NaCl 250-150 μm 323.70 77.31

75%NaCl 150-106 μm 190.92 40.08

85%NaCl 355-250 μm 454.20 101.58

85%NaCl 250-150 μm 352.51 95.94

85%NaCl 150-106 μm 252.58 40.03

75%NaCl 250-150 μm 5%Bioglass 342.17 74.72

75%NaCl 250-150 μm 10%Bioglass 267.60 61.96

75%NaCl 250-150 μm 15%Bioglass 260.09 80.86

PLA:PCL 85:15

75%NaCl 355-250 μm 521.82 74.32

75%NaCl 250-150 μm 285.69 57.48

75%NaCl 150-106 μm 199.66 47.10

85%NaCl 355-250 μm 415.15 110.27

85%NaCl 250-150 μm 285.02 64.76

85%NaCl 150-106 μm 202.14 43.00

75%NaCl 250-150 μm 5%Bioglass 246.66 33.04

75%NaCl 250-150 μm 10%Bioglass 250.20 92.71

75%NaCl 250-150 μm 15%Bioglass 251.93 64.25

211

ประวตผทาวจย

ชอ-สกล นางสาวไผ ทมาศาสตร ทอย 171/102 ถนนพหลโยธน แขวงคลองถนน เขตสายไหม กรงเทพฯ 10220 โทรศพท ( 87) 517-5118 E-mail address p.timasart@hotmail.com ประวตการศกษา พ.ศ. 8 สาเรจการศกษาระดบมธยมศกษาตอนตน-ตอนปลาย โรงเรยนนวมนทราชนทศ หอวง นนทบร พ.ศ. 2 สาเรจการศกษาปรญญาวศวกรรมศาสตรบณฑต สาขาวชาปโตรเคมและ วสดพอลเมอร ภาควชาวทยาการและวศวกรรมวสด คณะวศวกรรมศาสตร และเทคโนโลยอตสาหกรรม มหาวทยาลย ศลปากร พ.ศ. 2 ศกษาตอในระดบปรญญาวศวกรรมศาสตรมหาบณฑต สาขาวชา วทยาการและวศวกรรมพอลเมอร บณฑตวทยาลย มหาวทยาลยศลปากร ประวตการทางาน

พ.ศ. 2- 4 ตาแหนงผชวยอาจารย ภาควชาวทยาการและวศวกรรมวสด คณะวศวกรรมศาสตรและเทคโนโลยอตสาหกรรม มหาวทยาลยศลปากร วทยาเขตพระราชวงสนามจนทร นครปฐม ผลงานทางวชาการ 1. Pai Timasart, Nattawut Chaiyut, “Preparation of PLA/PCL composite for bone tissue engineering application”.