【摘要】：本文應(yīng)用活塞式沉積擠出快速成型技術(shù)制備組織工程骨支架,由于材料混合種類影響骨支架力學(xué)性能,并且骨支架制備過程中工藝參數(shù)設(shè)置需要經(jīng)過大量實驗,為了能夠完善組織工程骨支架控形控性制備,減少實驗過程中材料多樣性的實驗量,避免制備過程中參數(shù)設(shè)置的隨機(jī)性,本文通過微介宏觀多尺度模擬分析研究,模擬計算混合材料力學(xué)性能參數(shù)及流體分布狀態(tài),為骨支架制備優(yōu)化提供理論基礎(chǔ)。本文骨支架的制備主要應(yīng)用生物材料羥基磷灰石、聚乙烯醇和絲素蛋白。在微介觀層面,通過分子動力學(xué)模擬軟件Materials Studio模擬計算聚乙烯醇/羥基磷灰石/絲素蛋白的力學(xué)性能參數(shù),證明三者相互作用具有良好黏結(jié)性,混合材料力學(xué)性能能夠滿足骨組織要求,同時通過模擬分析的方式證明其他多種材料混合力學(xué)性能的可行性,從而減少實驗過程中材料多樣性的實驗量。在宏觀層面,通過FLUENT軟件對單軸和同軸流道模擬分析的方式,考慮流體存在的脹大效應(yīng),模擬計算流體分布狀態(tài),分析不同溫度、速度下流道內(nèi)流體分布狀態(tài),通過制備參數(shù)模擬計算,實現(xiàn)噴頭裝置速度與運動平臺速度的相互匹配,制備出絲材整齊、孔隙可控的骨支架。3D打印裝置進(jìn)行改進(jìn),噴頭裝置的優(yōu)化,加熱裝置和制冷裝置的添加,為保證支架成型質(zhì)量,針對羥基磷灰石、聚乙烯醇和絲素蛋白三種生物材料,分析材料粘度、脹大效應(yīng)、不同混合比例及制備過程中打印高度、速度、溫度對于支架成型的影響,選擇出最佳制備參數(shù),高效完成骨支架制備。最后對支架進(jìn)行材料性能及生物性能分析,證明支架力學(xué)性能、孔隙率滿足骨骼要求,植入新西蘭大白兔體內(nèi)12周后,觀察到生物材料骨支架的制備有效促進(jìn)骨骼損傷部位的生長。
【圖文】：

新疆大學(xué)碩士研究生畢業(yè)論文技術(shù)主要應(yīng)用于醫(yī)療、裝備制造、建筑、教企業(yè)包括美國 3D Systems 公司、Stratasys 公對生物 3D 打印技術(shù)研究主要包括可降解組器械和活體組織打印[11]。不論是在國內(nèi)外，架可植入生物體內(nèi)，多種生物材料的混合可支架具有良好的力學(xué)性能，提供骨骼修復(fù)所良好相容，同時支架內(nèi)部可載有消炎藥物，部位的作用。應(yīng)用 3D 打印技術(shù)構(gòu)建制備生良好的組織工程骨支架，在未來發(fā)展中具有有極深潛力（如圖 1-1 所示）。

新疆大學(xué)碩士研究生畢業(yè)論文，，解決了脹大效應(yīng)存在時對支架孔隙率影響的問題[23]。Saif Khalil 和 Wei S據(jù)流體力學(xué)理論及實驗研究海藻酸鈉和氯化鈣制備組織工程骨支架[24]。1.3.3 制備組織工程骨支架的材料、結(jié)構(gòu)和方法3D 打印技術(shù)又稱為增材制造技術(shù)，是快速成型技術(shù)的一種，工作原理是離散、堆積成型理論結(jié)合計算機(jī)輔助設(shè)計、數(shù)控技術(shù)等，分層制造、逐層疊原理將材料精確、快速制造的數(shù)字化成型技術(shù)[25]。組織工程中生物材料的選接決定骨支架的機(jī)械性能和生物性能，空隙結(jié)構(gòu)大小直接影響骨細(xì)胞生長、和營養(yǎng)物質(zhì)的運輸。本文在制備過程中結(jié)合組織工程骨支架所應(yīng)用材料、支型結(jié)構(gòu)和制備方法展開討論。
【學(xué)位授予單位】：新疆大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號】：R318;TP391.73

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號：2691805