缺损颅骨组织工程支架仿生设计及其成型工艺研究
本文关键词: 颅骨组织工程支架 显微CT 参数模型 仿生设计 凝胶注模 出处:《天津大学》2012年硕士论文 论文类型:学位论文
【摘要】:骨组织工程技术对于缺损颅骨修复有着重要的意义,组织支架是骨组织工程技术的重要内容,但是目前尚无成熟的整体解决方案。针对这一问题,本文在了解国内研究现状的基础上,进行了以下研究。 首先,利用显微CT技术对人体颅骨样本进行扫描,得到颅骨样本的二维图像,运用逆向工程技术对颅骨自然微孔结构进行三维建模;通过对模型的分析,提出由腔体和连通管按照一定的空间架构连结成微孔结构的参数化模型,并对该模型的参数进行统计分析。 其次,根据自然微孔结构的统计分析结果对其进行仿生设计,设计算法生成空间架构网与基腔基管的点云矩阵,并实现基腔、基管的装配及协同变形;然后进行点云处理及曲面拟合,得到仿生微孔结构模型,并利用光固化快速原型技术制备颅骨组织工程支架负型模具。 最后,利用凝胶注模技术制造所设计的仿生支架。通过研究催化剂与试件干燥方式对陶瓷坯体质量的影响制定注浆、干燥工艺流程,通过对树脂及凝胶的TGA/DSC分析制定烧结制度并进行烧结实验。 结果证明该方案制备的组织工程支架与自然颅骨具有相似的空间结构。为进一步优化组织支架,促进骨组织工程技术的发展奠定了基础。
[Abstract]:The technique of bone tissue engineering is of great significance for the repair of defective skull. Tissue scaffold is an important part of bone tissue engineering technology, but there is no mature overall solution to this problem. On the basis of understanding the current situation of domestic research, this paper has carried out the following research. First of all, the human skull samples are scanned by microCT, and the two-dimensional images of the skull samples are obtained. The 3D modeling of the natural micropore structure of the skull is carried out by reverse engineering. A parameterized model of micropore structure connected by cavity and connected tube according to a certain spatial structure is proposed, and the parameters of the model are analyzed statistically. Secondly, according to the statistical analysis results of the natural micropore structure, the bionic design is carried out, and the algorithm is designed to generate the point cloud matrix of the space architecture network and the base cavity base tube, and to realize the assembly and cooperative deformation of the base cavity and the base tube. Then point cloud processing and curved surface fitting were carried out to obtain the bionic micropore structure model and the negative mould of skull tissue engineering scaffold was fabricated by the rapid prototyping technique of light curing. Finally, the bionic scaffold was manufactured by using gel injection molding technology. By studying the influence of catalyst and sample drying method on the quality of ceramic billet, the grouting and drying process were established. The sintering system was established by TGA/DSC analysis of resin and gel and the sintering experiment was carried out. The results show that the scaffolds prepared by this scheme have similar spatial structures to those of natural skulls, which lays a foundation for further optimizing tissue scaffolds and promoting the development of bone tissue engineering technology.
【学位授予单位】:天津大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2012
【分类号】:TH789;R314
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,本文编号:1495916
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