本文關(guān)鍵詞：可降解支架力學(xué)性能對骨修復(fù)過程綜合作用的仿真研究

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【摘要】：骨組織有著復(fù)雜的結(jié)構(gòu)和生理機制,利用可降解支架修復(fù)骨骼缺損是一個非常復(fù)雜的生理過程,受到生物學(xué)機理、力學(xué)刺激、營養(yǎng)供給、支架結(jié)構(gòu)、生物材料特性等多重調(diào)控和影響。研究多種因素對修復(fù)過程的綜合影響是單方面因素研究的拓展和延伸,也是實現(xiàn)修復(fù)過程控制和優(yōu)化的準(zhǔn)備和前提。 本文主要利用計算機模擬,研究支架相關(guān)因素對修復(fù)過程中骨-支架系統(tǒng)力學(xué)性能的綜合影響關(guān)系,主要工作和成果如下： 1.提出了通過支架疏密相間的內(nèi)部孔隙結(jié)構(gòu)布局來穩(wěn)定修復(fù)過程中骨-支架系統(tǒng)力學(xué)性能的思路,并制定了相應(yīng)的技術(shù)路線和仿真方案,同時根據(jù)研究需要對Abaqus有限元軟件進(jìn)行了二次開發(fā)。 2.構(gòu)建了基于胞元的利用可降解支架修復(fù)骨缺損過程的有限元仿真模型,主要包含骨成形控制方程、支架降解控制方程、骨-支架耦合關(guān)系、系統(tǒng)整體力學(xué)性能評估等基本數(shù)學(xué)模型,并實現(xiàn)了相鄰單元的判別、過程參數(shù)的動態(tài)實時描述及記錄等關(guān)鍵技術(shù)。 3.實現(xiàn)了仿真的批量化參數(shù)分析,重點討論了支架孔隙疏密程度與材料強度的配比關(guān)系及支架均勻結(jié)構(gòu)與疏密相間結(jié)構(gòu)的對比,初步得到了較合理的參數(shù)取值區(qū)域及組合,并以此總結(jié)了骨組織工程支架設(shè)計注意問題及對制作工藝的要求。 基于以上工作,本文初步證實了利用支架疏密相間的內(nèi)部孔隙結(jié)構(gòu)布局來穩(wěn)定修復(fù)過程中骨-支架系統(tǒng)力學(xué)性能的思路的可行性,進(jìn)一步的研究需要通過細(xì)胞培養(yǎng)和動物實驗進(jìn)行驗證。
【關(guān)鍵詞】：骨成形 可降解支架 骨缺損修復(fù) 有限元仿真 綜合作用
【學(xué)位授予單位】：浙江工業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2013
【分類號】：R318.08
【目錄】：

• 摘要5-6
• ABSTRACT6-9
• 第1章 緒論9-15
• 1.1 引言9-10
• 1.2 研究現(xiàn)狀10-12
• 1.3 研究多因素綜合影響的必要性12-14
• 1.4 本文研究問題14
• 1.5 論文框架14-15
• 第2章 對支架性能綜合影響進(jìn)行仿真的研究方案15-22
• 2.1 支架結(jié)構(gòu)和材料特性影響修復(fù)過程15
• 2.2 穩(wěn)定骨-支架系統(tǒng)力學(xué)性能的思路15-16
• 2.3 技術(shù)路線16-18
• 2.4 仿真方案18-19
• 2.5 ABAQUS軟件及其用戶子程序介紹19-21
• 2.6 本章小結(jié)21-22
• 第3章 有限元仿真模型構(gòu)建22-40
• 3.1 胞元的定義及應(yīng)用22-26
• 3.1.1 同類孔隙結(jié)構(gòu)的胞元表達(dá)22-25
• 3.1.2 各類參數(shù)在胞元中的反映25-26
• 3.2 基本數(shù)學(xué)模型26-30
• 3.2.1 骨成形控制方程26-28
• 3.2.2 支架降解控制方程28
• 3.2.3 骨-支架耦合關(guān)系28-30
• 3.2.4 系統(tǒng)整體力學(xué)性能的評估30
• 3.3 仿真關(guān)鍵技術(shù)介紹30-37
• 3.3.1 相鄰單元的判別30-33
• 3.3.2 過程參數(shù)的動態(tài)實時描述及記錄33-37
• 3.4 實例應(yīng)用37-39
• 3.5 本章小結(jié)39-40
• 第4章 基于虛擬實驗平臺的仿真試驗40-51
• 4.1 試驗方案40-41
• 4.2 批量試驗?zāi)Ｊ?/span>41-43
• 4.3 數(shù)據(jù)43-50
• 4.4 本章小結(jié)50-51
• 第5章 結(jié)果與討論51-56
• 5.1 支架孔隙疏密程度與材料強度的配比關(guān)系分析51-52
• 5.2 支架均勻結(jié)構(gòu)與疏密相間結(jié)構(gòu)的對比分析52-54
• 5.3 骨組織工程支架設(shè)計注意問題及對制作工藝的要求54-55
• 5.4 本章小結(jié)55-56
• 第6章 結(jié)論與展望56-58
• 6.1 結(jié)論56
• 6.2 展望56-58
• 附錄58-73
• 參考文獻(xiàn)73-76
• 致謝76-77
• 攻讀學(xué)位期間參加的科研項目和成果77

【參考文獻(xiàn)】

中國期刊全文數(shù)據(jù)庫 前10條

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5 吳進(jìn)明,早川，

本文編號：624027