基于Micro-CT不同多孔結(jié)構(gòu)陶瓷支架的建模及其貫通性與液流分布分析
本文關(guān)鍵詞: 組織工程支架 結(jié)構(gòu)圖像重建 孔隙貫通性 計(jì)算機(jī)建模 流速分布 出處:《無機(jī)材料學(xué)報(bào)》2015年01期 論文類型:期刊論文
【摘要】:貫通性是骨組織工程支架的重要參數(shù),決定包含蛋白和細(xì)胞的體液滲入和組織生長。本研究采用Micro-CT技術(shù)對三種不同工藝(球粒堆積、蠟球造孔、纖維堆積)構(gòu)建的羥基磷灰石多孔支架進(jìn)行斷層掃描,并從三方面研究支架的貫通性:(1)通過影像重建定量分析支架孔隙的三維貫通結(jié)構(gòu);(2)統(tǒng)計(jì)分析比較三種支架在貫流方向上的孔隙率變化;(3)有限元模擬支架的內(nèi)部液流分布情況。結(jié)果表明,球粒堆積支架與蠟球造孔支架孔隙率分布較均勻,而纖維堆積支架孔隙分布較雜亂。液流模擬(流速分布)發(fā)現(xiàn),球粒堆積支架與蠟球造孔支架中液體流動均勻,但是蠟球造孔支架孔壁近表面區(qū)域存在大量"漩渦流",不利于支架內(nèi)細(xì)胞與液流之間的物質(zhì)交換,該結(jié)果有可能解釋球粒堆積支架體內(nèi)成骨性優(yōu)于蠟球造孔支架的動物體內(nèi)實(shí)驗(yàn)結(jié)果。
[Abstract]:Transfixibility is an important parameter of bone tissue engineering scaffolds, which determines the body fluid infiltration and tissue growth including protein and cells. In this study, three different techniques (globular accumulation and wax ball pore making) were studied by using Micro-CT technique. The porous hydroxyapatite scaffolds were scanned by tomography, and the transfixibility of scaffolds was studied from three aspects. (2) the porosity changes of the three scaffolds in the flow direction were analyzed and compared statistically. The results show that the porosity distribution of spherical stacking scaffolds and waxy spheres scaffolds is more uniform. However, the pore distribution of fiber packing scaffolds is more chaotic. Liquid flow simulation (velocity distribution) shows that the liquid flow is uniform between spherical packing scaffolds and waxy sphere scaffolds. However, there is a large number of "swirl flow" in the near surface of the hole wall of the wax ball hole scaffold, which is not conducive to the material exchange between the cells and the liquid flow in the scaffold. The results may explain that the osseogenesis of spherical stents is better than that of paraffin pellet scaffolds in vivo.
【作者單位】: 西南交通大學(xué) 材料先進(jìn)技術(shù)教育部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室 材料科學(xué)與工程學(xué)院;淮陰工學(xué)院 江蘇省介入醫(yī)療器械研究重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室;
【基金】:國家重點(diǎn)基礎(chǔ)研究發(fā)展計(jì)劃(973計(jì)劃,2012CB933600) 國家自然科學(xué)基金(51172188) 四川省科技支撐計(jì)劃(2010FZ0048)~~
【分類號】:R318.08
【正文快照】: National Basic Research Program of China(973 Program,2012CB933600);National Nature Science Foundation ofChina(51172188);Science and Technology Pillar Project of Sichuan(2010FZ0048)(1.Key Laboratory of Advanced Technologies of Materials,Ministry of Educat
【共引文獻(xiàn)】
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本文編號:1480786
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