組織損傷修復(fù)是目前組織工程研究的熱點(diǎn),利用組織工程支架完成缺損組織修復(fù)及重建是常用的臨床治療方法之一。與傳統(tǒng)的制造方式相比,生物三維打印具有可以制造復(fù)雜結(jié)構(gòu)組織、個(gè)性化、高精度等優(yōu)點(diǎn)。隨著生物三維打印技術(shù)的不斷進(jìn)步與發(fā)展,精確制造目標(biāo)組織替代物在組織工程的研究領(lǐng)域具有重要意義。本文以實(shí)現(xiàn)目標(biāo)組織的結(jié)構(gòu)-功能一體化制造為目的,設(shè)計(jì)一種基于復(fù)合制造工藝的生物三維打印裝置,并以半月板支架為例進(jìn)行打印實(shí)驗(yàn)及測試,進(jìn)一步驗(yàn)證設(shè)計(jì)的可行性。本文的主要研究如下:首先,確定以某男性志愿者的半月板CT掃描影像作為圖像數(shù)據(jù)來源,在Matlab GUI環(huán)境下對半月板CT圖像進(jìn)行二值化、濾波、邊緣檢測處理,得到輪廓清晰的圖像,再將其導(dǎo)入Mimics三維建模軟件進(jìn)行半月板三維模型重建,并設(shè)計(jì)了三種不同的半月板內(nèi)部結(jié)構(gòu),在Abaqus中進(jìn)行力學(xué)仿真分析,為后期打印實(shí)驗(yàn)提供數(shù)據(jù)來源。其次,為實(shí)現(xiàn)以半月板為例的目標(biāo)生物組織制備,在功能需求分析基礎(chǔ)上,選擇熔融沉積制造工藝與氣動(dòng)擠出相結(jié)合,設(shè)計(jì)一種復(fù)合成型工藝的雙噴頭生物打印裝置。以三軸龍門運(yùn)動(dòng)框架作為機(jī)械框架,配合基于ARM的電氣控制系統(tǒng)等多個(gè)模塊構(gòu)成雙噴頭生物打印裝... 

【文章來源】：南京師范大學(xué)江蘇省 211工程院校

【文章頁數(shù)】：80 頁

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【部分圖文】：

圖１．１?（２０１６－２０２１年）復(fù)合增長率預(yù)測??１．２國內(nèi)外研究現(xiàn)狀??

為有效解決這一問題帶來了希望。??目前生物三維打印主要有以下三種形式：擠出型生物三維打印、噴墨型生物??三維打印和激光輔助型生物三維打印，如圖１．２所示［２４］。??｜?ｙ?９?ｆ??ａ?＊?署響｝?＊??（３）噴墨生物打印?（ｂ）?＊擠壓噴墨打印?（Ｃ）激光輔助生物打印??圖１．２生物三維打印技術(shù)工藝分類??（１）噴墨生物打印??噴墨生物打印是一種非接觸技術(shù)，打印所需生物墨滴主要是通過熱或電的形??式生成，在噴嘴處以微升為單位非接觸式噴出，并根據(jù)打印需要精確到水凝膠基??質(zhì)或者培養(yǎng)皿上的特定位置，如圖１．２（ａ）所示。噴墨式生物打印機(jī)包含２個(gè)打印??的噴頭，分別用來放置生物墨水和打印生物紙。其中，生物墨水主要包含細(xì)胞、??生長因子等生物材料，打印生物紙主要的成分為水凝膠，作為細(xì)胞生長的支架１２５］。??噴墨生物打印技術(shù)能夠以數(shù)字控制、單細(xì)胞操控、高流通量的優(yōu)勢進(jìn)行構(gòu)建三維??生物組織結(jié)構(gòu)，是目前實(shí)現(xiàn)制造高復(fù)雜、高精度的血管組織的最優(yōu)打印方式。??噴墨生物打印技術(shù)一般可分為以下兩種：熱氣泡式和壓電式。其中，熱氣泡??式噴墨生物打印技術(shù)則是通過將打印噴頭的內(nèi)部溫度加熱至２００？３００°Ｃ

（ａ）植入物?（ｂ）體內(nèi)示意圖??圖１．３?ＮＵＳｕｒｆａｃｅ半月板植入物??Ｌｅｅ?等基于用轉(zhuǎn)化生長因子－Ｐ３?（Ｔｒａｎｓｆｏｒｍｉｎｇ?Ｇｒｏｗｔｈ?Ｆａｃｔｏｒ＿ｐ３，?ＴＧＦ０３）與??結(jié)締組織生長因子（Ｃｏｎｎｅｃｔｉｖｅ?Ｔｉｓｓｕｅ?Ｇｒｏｗｔｈ?Ｆａｃｔｏｒ，?ＣＴＧＦ）兩種因子處理ＭＳＣｓ??細(xì)胞研宄細(xì)胞成纖維分化情況實(shí)驗(yàn)結(jié)果為理論基礎(chǔ)，利用半月板ＰＣＬ（聚已內(nèi)酯）??支架進(jìn)行羊動(dòng)物體植入實(shí)驗(yàn)，結(jié)果表明支架的外側(cè)有較多１型膠原表達(dá)，支架內(nèi)??側(cè)有較多ＩＩ型膠原與蛋白聚糖表達(dá)，與羊自身的天然半月板結(jié)構(gòu)相符合，打印??的半板支架如圖１．４所示％１。??ｍｍ??（ａ）三維模型?（ｂ）ＰＣＬ支架??圖１．４羊半月板ＰＣＬ支架??６??

【參考文獻(xiàn)】：
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