人工血管替代病變血管是治療心血管疾病的常用手段之一,而人工血管的合成材料及制造工藝在很大程度上影響著治療效果。現(xiàn)階段,隨著生物三維打印技術(shù)在醫(yī)療領(lǐng)域的廣范應(yīng)用,個(gè)性化人工血管對(duì)于精準(zhǔn)醫(yī)療具有重要意義。本課題旨在設(shè)計(jì)一種基于壓電微噴的三維打印血管組織多功能成型平臺(tái),通過(guò)實(shí)驗(yàn)研究來(lái)驗(yàn)證打印平臺(tái)的可靠性。本文主要研究?jī)?nèi)容如下:首先以股動(dòng)脈為研究對(duì)象,以志愿者腹腔的CT影像為數(shù)據(jù)來(lái)源,使用Mimics三維重建軟件對(duì)其進(jìn)行閾值分析、血管分離,建立三維股動(dòng)脈模型,為打印模型和力學(xué)分析提供數(shù)據(jù)基礎(chǔ)。再根據(jù)不同的血管外直徑（1Omm、8mm）和壁厚（1mm、0.8mm）構(gòu)建四組直筒形血管模型,分別為“寬薄型”、“寬厚型”、“窄薄型”、“窄厚型”。然后運(yùn)用有限元靜態(tài)力學(xué)分析方法,模擬四組血管模型在人體內(nèi)的受力情況。結(jié)果表明,外直徑10mm,壁厚1mm的“寬厚型”血管模型綜合性能優(yōu)越。其次,為了實(shí)現(xiàn)人工血管的制備,搭建了一種同時(shí)具備交聯(lián)成型和粉末粘結(jié)成型的雙成型工藝三維打印平臺(tái),并以模塊化設(shè)計(jì)思想,構(gòu)建了機(jī)械框架、運(yùn)動(dòng)系統(tǒng)、成型腔體以及壓電噴射等模塊。同時(shí)為打印平臺(tái)設(shè)計(jì)了控制系統(tǒng),包括基于Trio控制器的... 

【文章來(lái)源】：南京師范大學(xué)江蘇省 211工程院校

【文章頁(yè)數(shù)】：86 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
第1章 緒論
    1.1 課題的來(lái)源及研究背景
    1.2 生物三維打印技術(shù)概述
        1.2.1 生物三維打印簡(jiǎn)介
        1.2.2 生物三維打印分類(lèi)
    1.3 國(guó)內(nèi)外三維打印血管組織發(fā)展概述
    1.4 本文選題意義及研究?jī)?nèi)容
        1.4.1 本文的研究意義
        1.4.2 本文的研究?jī)?nèi)容及結(jié)構(gòu)
第2章 血管組織三維模型重建及有限元力學(xué)分析
    2.1 血管組織三維模型重建
        2.1.1 基于MC算法的三維重建原理
        2.1.2 Mimics軟件簡(jiǎn)介
        2.1.3 血管組織三維重建
    2.2 血管組織建模及有限元分析
        2.2.1 血管三維打印模型的建立
        2.2.2 血管打印模型軸向拉力有限元分析
        2.2.3 血管打印模型徑向壓力有限元分析
    2.3 本章小結(jié)
第3章 生物三維打印血管組織平臺(tái)運(yùn)動(dòng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)
    3.1 三維打印平臺(tái)成型工藝
        3.1.1 成型工藝選擇
        3.1.2 海藻酸鈉的交聯(lián)原理
    3.2 三維打印平臺(tái)運(yùn)動(dòng)系統(tǒng)整體設(shè)計(jì)方案
    3.3 框架支撐結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)
    3.4 三維打印平臺(tái)運(yùn)動(dòng)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)
        3.4.1 平面運(yùn)動(dòng)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)
        3.4.2 垂直運(yùn)動(dòng)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)
    3.5 三維打印平臺(tái)雙工藝成型裝置設(shè)計(jì)
        3.5.1 粉末粘結(jié)成型結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)
        3.5.2 微滴噴射交聯(lián)成型結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)
        3.5.3 雙成型方式工作過(guò)程及轉(zhuǎn)換方法
    3.6 壓電噴射結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)
    3.7 三維打印平臺(tái)設(shè)計(jì)總圖及搭建實(shí)體
    3.8 本章小結(jié)
第4章 生物三維打印血管組織平臺(tái)控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)
    4.1 三維打印平臺(tái)控制系統(tǒng)整體設(shè)計(jì)方案
    4.2 控制系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)及硬件選型
        4.2.1 控制系統(tǒng)的總體設(shè)計(jì)
        4.2.2 控制系統(tǒng)的硬件選型
        4.2.3 三維打印平臺(tái)控制精度計(jì)算
    4.3 控制系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)
        4.3.1 三維運(yùn)動(dòng)模塊硬件設(shè)計(jì)
        4.3.2 噴頭驅(qū)動(dòng)模塊硬件設(shè)計(jì)
        4.3.3 位置反饋模塊硬件設(shè)計(jì)
    4.4 控制系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)
        4.4.1 上位機(jī)切片軟件
        4.4.2 三維打印系統(tǒng)控制軟件
    4.5 本章小結(jié)
第5章 生物三維打印血管組織實(shí)驗(yàn)研究
    5.1 生物材料簡(jiǎn)介
        5.1.1 海藻酸鈉
        5.1.2 氯化鈣
    5.2 三維打印平臺(tái)點(diǎn)陣實(shí)驗(yàn)
    5.3 三維打印平臺(tái)打印參數(shù)實(shí)驗(yàn)
        5.3.1 交聯(lián)成型方式測(cè)試及選擇
        5.3.2 噴射距離對(duì)噴射效果的影響
        5.3.3 壓電噴頭驅(qū)動(dòng)電壓對(duì)成型的影響
        5.3.4 運(yùn)動(dòng)速度對(duì)成型的影響
    5.4 血管模型打印實(shí)驗(yàn)
    5.5 三維打印血管力學(xué)性能測(cè)試
    5.6 本章小結(jié)
第6章 總結(jié)與展望
    6.1 全文總結(jié)
    6.2 研究展望
參考文獻(xiàn)
攻讀碩士學(xué)位期間取得的學(xué)術(shù)研究成果
致謝



本文編號(hào)：3169740