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基于Micro-CT不同多孔结构陶瓷支架的建模及其贯通性与液流分布分析

发布时间:2018-02-01 03:18

  本文关键词: 组织工程支架 结构图像重建 孔隙贯通性 计算机建模 流速分布 出处:《无机材料学报》2015年01期  论文类型:期刊论文


【摘要】:贯通性是骨组织工程支架的重要参数,决定包含蛋白和细胞的体液渗入和组织生长。本研究采用Micro-CT技术对三种不同工艺(球粒堆积、蜡球造孔、纤维堆积)构建的羟基磷灰石多孔支架进行断层扫描,并从三方面研究支架的贯通性:(1)通过影像重建定量分析支架孔隙的三维贯通结构;(2)统计分析比较三种支架在贯流方向上的孔隙率变化;(3)有限元模拟支架的内部液流分布情况。结果表明,球粒堆积支架与蜡球造孔支架孔隙率分布较均匀,而纤维堆积支架孔隙分布较杂乱。液流模拟(流速分布)发现,球粒堆积支架与蜡球造孔支架中液体流动均匀,但是蜡球造孔支架孔壁近表面区域存在大量"漩涡流",不利于支架内细胞与液流之间的物质交换,该结果有可能解释球粒堆积支架体内成骨性优于蜡球造孔支架的动物体内实验结果。
[Abstract]:Transfixibility is an important parameter of bone tissue engineering scaffolds, which determines the body fluid infiltration and tissue growth including protein and cells. In this study, three different techniques (globular accumulation and wax ball pore making) were studied by using Micro-CT technique. The porous hydroxyapatite scaffolds were scanned by tomography, and the transfixibility of scaffolds was studied from three aspects. (2) the porosity changes of the three scaffolds in the flow direction were analyzed and compared statistically. The results show that the porosity distribution of spherical stacking scaffolds and waxy spheres scaffolds is more uniform. However, the pore distribution of fiber packing scaffolds is more chaotic. Liquid flow simulation (velocity distribution) shows that the liquid flow is uniform between spherical packing scaffolds and waxy sphere scaffolds. However, there is a large number of "swirl flow" in the near surface of the hole wall of the wax ball hole scaffold, which is not conducive to the material exchange between the cells and the liquid flow in the scaffold. The results may explain that the osseogenesis of spherical stents is better than that of paraffin pellet scaffolds in vivo.
【作者单位】: 西南交通大学 材料先进技术教育部重点实验室 材料科学与工程学院;淮阴工学院 江苏省介入医疗器械研究重点实验室;
【基金】:国家重点基础研究发展计划(973计划,2012CB933600) 国家自然科学基金(51172188) 四川省科技支撑计划(2010FZ0048)~~
【分类号】:R318.08
【正文快照】: National Basic Research Program of China(973 Program,2012CB933600);National Nature Science Foundation ofChina(51172188);Science and Technology Pillar Project of Sichuan(2010FZ0048)(1.Key Laboratory of Advanced Technologies of Materials,Ministry of Educat

【共引文献】

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本文编号:1480786


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