Materiali e Tecnologie per la realizzazione di sostituti - FedOA ...

4.4.4 ANALISI POROSIMETRICA
MATERIALI, METODI E STRUMENTAZIONE - 103
a) Analisi qualitativa: metodo gravimetrico e liquid displacement
Nell’ambito delle possibili stime di porosità due diversi metodi sono stati
utilizzati: il metodo gravimetrico ed il metodo liquid displacement.
Il primo consente una stima della porosità dello scaffold mediante la valutazione
del peso e delle dimensioni del campione; in particolare si definisce una densità
dello scaffold come:
m
d = '
V
dove m indica la massa del campione mentre V’ rappresenta il volume del
campione poroso calcolato approssimativamente valutando la sua geometria. Si
definisce quindi un grado di porosità P come:
d
P = 1−
d p
dove dp indica la densità del polimero che ne costituisce lo scheletro. Nel caso in
cui il campione risulta caratterizzato da un sistema composito costituito da due o
più fasi (es. idrossiapatite, fosfati di calcio) la densità del materiale va
opportunamente calcolata tenendo in considerazione le densità delle singole fasi
corrette attraverso le frazioni volumetriche nel modo seguente:
ρ = X 1ρ1
+ X 2ρ
2
dove X1 e X2 indicano rispettivamente le frazioni volumetriche delle singole fasi
costituenti il sistema. Evidentemente il metodo esposto mostra per sua intrinseca
natura molteplici approssimazioni determinate in primo luogo dalla stima
approssimativa del volume dello scaffold. In quest’ottica una soluzione
alternativa al metodo gravimetrico per la valutazione della densità e della porosità
di uno scaffold risulta essere il metodo liquid displacement [ 139 ][ 140 ].
Questo metodo si fonda sull’utilizzo di un fluido (l’etanolo) il quale è in
grado di indurre una separazione termodinamica tra il solvente utilizzato ed il
polimero per il quale risulta essere non solvente, al fine di sostituire il solvente
all’interno della struttura in formazione senza produrre alcun fenomeno di
rigonfiamento e/o ritiro volumetrico. La procedura adottata è la seguente:
Un campione del peso W viene immerso in un cilindro graduato contenente un
volume noto V1 di etanolo. Il campione viene lasciato in etanolo per circa 5
minuti durante i quali rimescolamenti successivi del sistema vengono effettuati al
fine di forzare il fluido all’interno della porosità dello scaffold.
Il volume raggiunto dall’etanolo all’interno del cilindro graduato viene indicato
con V2. La differenza (V2 - V1) indica il volume dello scaffold. Successivamente