發(fā)布時(shí)間：2023-02-18 10:07

　　隨著骨組織工程學(xué)與快速成型技術(shù)的發(fā)展,使得利用種子細(xì)胞、生物因子和仿生支架構(gòu)建的組織工程骨支架,成為了治療大面積骨缺損的最有效途徑,其中建立滿足不同病例需求的個(gè)性化仿生支架是骨組織工程的核心。目前設(shè)計(jì)并制造出具有合適的仿生程度、生物活性、力學(xué)性能的骨支架仍然存在許多難題。本文面向骨組織工程領(lǐng)域,以臨床手術(shù)實(shí)驗(yàn)和策劃中使用的仿生支架作為研究對(duì)象,展開了以力學(xué)性能優(yōu)化為目標(biāo),構(gòu)建仿生支架內(nèi)部微觀結(jié)構(gòu)模型與評(píng)價(jià)支架內(nèi)部微觀結(jié)構(gòu)性能等一系列的研究工作。主要研究?jī)?nèi)容如下:(1)利用約束優(yōu)化與遺傳算法構(gòu)建了仿生支架的內(nèi)部微觀孔隙結(jié)構(gòu)模型。使用旋轉(zhuǎn)橢球體作為基本單元體,建立了支架孔隙結(jié)構(gòu)的負(fù)模型。將求解最優(yōu)化模型的問(wèn)題轉(zhuǎn)換成求解非線性約束優(yōu)化問(wèn)題的數(shù)學(xué)模型,并使用改進(jìn)的遺傳算法對(duì)模型進(jìn)行自動(dòng)求解及優(yōu)化。在收斂性、全局與局部尋優(yōu)性、自適應(yīng)性等方面對(duì)算法進(jìn)行了全面的設(shè)計(jì),提升算法的性能與效率。(2)分析了影響微觀孔結(jié)構(gòu)性能的因素,提出了以支架孔隙率、孔分布均勻性、孔尺寸均勻性、連通率作為評(píng)判支架內(nèi)部結(jié)構(gòu)性能的標(biāo)準(zhǔn)�；谥Ъ芪⒂^孔隙負(fù)模型的幾何特征,設(shè)計(jì)了各評(píng)判指標(biāo)的計(jì)算方式。根據(jù)各項(xiàng)指標(biāo)對(duì)支架綜合性能的...

【文章頁(yè)數(shù)】：75 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
第1章 緒論
    1.1 研究背景及意義
    1.2 國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀
        1.2.1 仿生骨骼支架的研究現(xiàn)狀
        1.2.2 快速成型技術(shù)在醫(yī)學(xué)領(lǐng)域的研究現(xiàn)狀
    1.3 主要研究?jī)?nèi)容
第2章 仿生骨骼內(nèi)部微孔結(jié)構(gòu)的構(gòu)建
    2.1 骨骼微觀結(jié)構(gòu)功能分析
    2.2 微觀孔隙建模方法
    2.3 微觀孔負(fù)模型的建立
        2.3.1 單元體模型
        2.3.2 構(gòu)建微觀結(jié)構(gòu)數(shù)學(xué)模型
    2.4 微觀結(jié)構(gòu)負(fù)模型的求解
        2.4.1 編碼方式
        2.4.2 族群結(jié)構(gòu)
        2.4.3 自適應(yīng)的適應(yīng)度函數(shù)
        2.4.4 初始族群
        2.4.5 選擇算子
        2.4.6 交叉算子
        2.4.7 變異算子
        2.4.8 自適應(yīng)交叉變異概率
        2.4.9 局部尋優(yōu)性能的改善
    2.5 算法的實(shí)現(xiàn)流程
    2.6 本章小結(jié)
第3章 仿生骨骼微孔結(jié)構(gòu)的性能評(píng)價(jià)
    3.1 微孔結(jié)構(gòu)性能影響因素
    3.2 微孔結(jié)構(gòu)性能的評(píng)判標(biāo)準(zhǔn)
        3.2.1 支架的孔隙率
        3.2.2 微觀孔分布的均勻度
        3.2.3 微觀孔的連通性
    3.3 性能評(píng)判標(biāo)準(zhǔn)的計(jì)算
        3.3.1 支架孔隙率的計(jì)算
        3.3.2 微孔均勻度的計(jì)算
        3.3.3 孔道連通率的計(jì)算
    3.4 構(gòu)建目標(biāo)函數(shù)
        3.4.1 指標(biāo)的權(quán)重分配
        3.4.2 支架結(jié)構(gòu)性能指標(biāo)的權(quán)重計(jì)算
    3.5 本章小結(jié)
第4章 仿生骨骼實(shí)體模型的力學(xué)性能測(cè)試與CAE仿真
    4.1 負(fù)模型的輸出
    4.2 負(fù)模型預(yù)處理
    4.3 實(shí)體模型的制備
    4.4 力學(xué)性能測(cè)試分析
        4.4.1 拉伸試驗(yàn)
        4.4.2 壓縮試驗(yàn)
        4.4.3 彎曲試驗(yàn)
    4.5 下顎骨CAE仿真分析
    4.6 本章小結(jié)
第5章 研究總結(jié)與展望
    5.1 研究工作總結(jié)
    5.2 研究工作展望
參考文獻(xiàn)
致謝



本文編號(hào)：3744757