由創(chuàng)傷、疾病等原因?qū)е碌墓墙M織缺損給患者的工作和生活造成了極大的不便,骨組織支架修復(fù)技術(shù)因其材料來(lái)源廣泛、術(shù)后恢復(fù)時(shí)間短以及術(shù)后并發(fā)癥少等優(yōu)點(diǎn),成為治療骨組織缺損最普遍、最有效的方法。骨組織多孔支架是用于修復(fù)人體骨缺損的形態(tài)和功能替代物,根據(jù)結(jié)構(gòu)仿生學(xué)的要求,支架應(yīng)具有與缺損骨表面輪廓高度一致的外部輪廓,利于更好地匹配其他部位,同時(shí)應(yīng)具有與自然骨內(nèi)部孔隙相似的三維貫通孔隙結(jié)構(gòu),以滿足力學(xué)性能與生物性能的需求。根據(jù)骨組織多孔支架設(shè)計(jì)要求,探索多孔支架建模方法;基于有限元分析理論,提出優(yōu)化設(shè)計(jì)方案,構(gòu)建一條關(guān)于可控結(jié)構(gòu)骨組織多孔支架的設(shè)計(jì)與優(yōu)化路線,實(shí)現(xiàn)具有與人體缺損部位外形吻合和內(nèi)部孔隙結(jié)構(gòu)參數(shù)可調(diào)控相結(jié)合的骨組織多孔支架建模。論文主要從以下四個(gè)方面展開工作:首先,以有限元網(wǎng)格劃分和CSG實(shí)體建模方法為基礎(chǔ),提出一種通用的骨組織多孔支架建模方法,通過該設(shè)計(jì)方法得到的多孔支架其外部輪廓能與骨組織外形相匹配,且內(nèi)部結(jié)構(gòu)可通過設(shè)計(jì)參數(shù)進(jìn)行調(diào)控,為骨組織多孔支架的仿生建模提供一條新的技術(shù)路線和實(shí)現(xiàn)方法。然后,針對(duì)本研究設(shè)計(jì)的骨組織多孔支架結(jié)構(gòu)特點(diǎn),提出一種合理的多孔支架參數(shù)化建模方法,獲取可用于...

【文章頁(yè)數(shù)】：93 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
第一章 緒論
    1.1 論文研究背景目的及意義
    1.2 骨組織多孔支架設(shè)計(jì)研究現(xiàn)狀
        1.2.1 骨組織多孔支架外形研究
        1.2.2 骨組織多孔支架內(nèi)部微孔結(jié)構(gòu)研究
        1.2.3 骨組織多孔支架結(jié)構(gòu)優(yōu)化研究
    1.3 本文主要內(nèi)容
        1.3.1 研究?jī)?nèi)容
        1.3.2 章節(jié)安排
第二章 基于網(wǎng)格映射的多孔支架建模方法研究
    2.1 基于網(wǎng)格映射的支架單元構(gòu)形方法
        2.1.1 有限元體網(wǎng)格單元
        2.1.2 網(wǎng)格映射的支架單元構(gòu)形方法
    2.2 骨組織多孔支架建模
        2.2.1 實(shí)體模型的體網(wǎng)格劃分
        2.2.2 多孔支架線框建模
        2.2.3 多孔支架實(shí)體建模
        2.2.4 主要設(shè)計(jì)參數(shù)分析
    2.3 實(shí)例
        2.3.1 下頜骨缺損支架建模
        2.3.2 股骨缺損支架建模
    2.4 本章小結(jié)
第三章 基于有限元應(yīng)力分析的支架局部加密設(shè)計(jì)
    3.1 基于APDL的多孔支架參數(shù)化建模
        3.1.1 有限元法
        3.1.2 參數(shù)化設(shè)計(jì)語(yǔ)言APDL
        3.1.3 基于APDL的多孔支架參數(shù)化建模
    3.2 基于有限元應(yīng)力分析的支架局部加密研究
        3.2.1 局部加密方法的有限元計(jì)算
        3.2.2 局部加密方法的測(cè)試實(shí)驗(yàn)
        3.2.3 基于有限元應(yīng)力分析的支架局部加密方法
    3.3 實(shí)例
        3.3.1 下頜骨缺損支架參數(shù)化建模
        3.3.2 下頜骨缺損支架局部加密
    3.4 本章小結(jié)
第四章 骨組織多孔支架結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)
    4.1 結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)理論
        4.1.1 基本概念
        4.1.2 數(shù)學(xué)模型
        4.1.3 優(yōu)化方法
    4.2 骨組織多孔支架結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)的研究
        4.2.1 數(shù)學(xué)模型的建立
        4.2.2 優(yōu)化設(shè)計(jì)的具體流程
    4.3 基于MATLAB和ANSYS的優(yōu)化程序設(shè)計(jì)
        4.3.1 ANSYS的Batch模式
        4.3.2 MATLAB的調(diào)用模塊
        4.3.3 數(shù)據(jù)傳遞模塊
        4.3.4 編程的具體實(shí)施
    4.4 實(shí)例
        4.4.1 下頜骨缺損支架優(yōu)化設(shè)計(jì)
        4.4.2 優(yōu)化結(jié)果分析
    4.5 本章小結(jié)
第五章 基于網(wǎng)格映射的多孔支架設(shè)計(jì)系統(tǒng)搭建
    5.1 開發(fā)背景及設(shè)計(jì)目的
        5.1.1 開發(fā)背景
        5.1.2 設(shè)計(jì)目的
    5.2 系統(tǒng)開發(fā)環(huán)境
        5.2.1 Netgen介紹
        5.2.2 Open Cascade介紹
    5.3 系統(tǒng)總體概述
        5.3.1 系統(tǒng)功能需求分析
        5.3.2 系統(tǒng)的總體框架
    5.4 系統(tǒng)功能描述
        5.4.1 四面體網(wǎng)格劃分模塊
        5.4.2 支架參數(shù)化模型建立模塊
        5.4.3 支架實(shí)體建模模塊
        5.4.4 優(yōu)化后支架實(shí)體建模模塊
    5.5 本章小結(jié)
第六章 總結(jié)與展望
    6.1 全文總結(jié)
    6.2 展望
致謝
參考文獻(xiàn)
附錄 攻讀碩士學(xué)位期間發(fā)表的學(xué)術(shù)論文



本文編號(hào)：3758414