發(fā)布時間：2017-05-08 13:11

  本文關(guān)鍵詞：用于制作三維軟組織支架的壓印成形系統(tǒng)與工藝研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：組織工程的三個基本要素為細胞、生長信息與支架。支架為組織的生長提供模板與支撐,對于組織的重建起著核心作用。在構(gòu)建軟組織時,由于其有體積大、具有復(fù)雜血管網(wǎng)絡(luò)等特點,因此軟組織支架要求其內(nèi)部具有導通的三維微流道系統(tǒng),傳統(tǒng)多孔支架的制造方法都不能成形該結(jié)構(gòu)。近些年,由于快速成形技術(shù)的發(fā)展與廣泛應(yīng)用,具有復(fù)雜結(jié)構(gòu)支架的制造越來越容易,但是其主要適用于人工合成材料。如絲素蛋白、膠原、纖維素、殼聚糖和明膠等天然生物材料,其與細胞外基質(zhì)特性相似,主要用于微負型技術(shù)制作單層支架,通過手動組裝成為三維支架,其制作效率與加工精度不高。針對上述問題,本文研究了三維微流道支架壓印成形系統(tǒng)構(gòu)建及成形工藝優(yōu)化,并對支架的結(jié)構(gòu)精度與生物相容性進行了評價。搭建了三維分層壓印成形機的軟硬件系統(tǒng)。硬件主要包括:三維運動平臺、壓印冷凍模塊、注射模塊、加熱保溫模塊和模具。使用圖形用戶界面應(yīng)用程序開發(fā)框架Qt庫與C++語言編寫了控制軟件。利用該三維分層壓印成形機成功制作出了具有三維微流道結(jié)構(gòu)的軟組織支架。研究優(yōu)化了三維支架壓印成形的工藝參數(shù)。通過壓力測試實驗和溶脹性測試實驗,研究了明膠材料的力學性能及溶脹性;通過使用Solid Works軟件設(shè)計了內(nèi)部具有微流道結(jié)構(gòu)的三維支架模型,并制作了硅膠模具;通過對注射泵的校準實驗,提高了注射泵的注射精度;通過對支架后處理實驗的研究,優(yōu)化了明膠與酶交聯(lián)的溫度與時間;使用Ansys軟件對支架內(nèi)部流道進行了流體力學分析。評價了三維明膠支架的微流道結(jié)構(gòu)、流道導通性及生物學性能。通過測量微流道的結(jié)構(gòu)尺寸評價微流道的制造精度;通過灌流實驗,評價了支架內(nèi)部流道的導通性;通過將血管內(nèi)皮細胞種植在三維支架流道內(nèi)并靜態(tài)培養(yǎng)3天,評價了支架的生物學性能。本研究表明,通過搭建的三維壓印成形機,能夠使用明膠制作具有三維微流道結(jié)構(gòu)的軟組織支架,且支架成形效率與成形精度較高,實驗結(jié)果表明利用該分層壓印成形機制作的明膠支架具有良好的生物相容性。
【關(guān)鍵詞】：軟組織支架 三維微流道 分層壓印
【學位授予單位】：西安工程大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2015
【分類號】：R318.08
【目錄】：

• 摘要4-5
• Abstract5-8
• 1 緒論8-14
• 1.1 研究背景與選題意義8-10
• 1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀10-12
• 1.3 論文研究內(nèi)容12-14
• 2 三維分層壓印成形機的系統(tǒng)構(gòu)建14-28
• 2.1 分層壓印技術(shù)的成形原理14
• 2.2 硬件系統(tǒng)構(gòu)建14-23
• 2.3 軟件系統(tǒng)構(gòu)建23-26
• 2.4 本章小結(jié)26-28
• 3 三維微流道支架壓印成形工藝研究28-48
• 3.1 支架材料的選擇及表征28-35
• 3.2 支架的設(shè)計35-36
• 3.3 支架的制作流程36-37
• 3.4 工藝研究37-42
• 3.5 支架模型流體力學分析42-45
• 3.6 本章小結(jié)45-48
• 4 三維微流道支架的性能研究48-54
• 4.1 支架流道成形精度實驗研究48-49
• 4.2 支架流道的灌流實驗及導通性評價49-51
• 4.3 支架的生物學評價51-52
• 4.4 本章小結(jié)52-54
• 5 結(jié)論與展望54-56
• 5.1 結(jié)論54-55
• 5.2 展望55-56
• 參考文獻56-61
• 附錄A61-64
• 附錄B64-72
• 攻讀學位期間發(fā)表的學術(shù)論文目錄72-73
• 致謝73

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本文編號：351221