空间泰森多边形骨支架黏附性及渗透率分析

作     者：武力 黄伟 李学涛 李盼盼 张凯航 沈智元 Wu Li;Huang Wei;Li Xuetao;Li Panpan;Zhang Kaihang;Shen Zhiyuan

作者机构：大连交通大学机械工程学院辽宁省大连市116028 

基　　金：辽宁省教育厅科学研究项目(JDL2017026) 项目负责人:武力 

出 版 物：《中国组织工程研究》 (Chinese Journal of Tissue Engineering Research)

年 卷 期：2022年第26卷第28期

页      码：4472-4476页

摘      要：背景:骨组织工程研究发现,Voronoi骨支架黏附性和渗透率是影响骨组织工程支架的重要参数,良好的黏附性可以保证骨细胞在支架内部的黏附,从而促进骨组织的再生,而优异的渗透率可以促进营养物质及代谢废物在体内的运输。目的:研究Voronoi骨支架的黏附性及渗透率。方法:以Voronoi骨支架为研究对象,通过Rhino软件对其结构进行了建模,同时借助计算流体力学(CFD)方法对骨支架内部的渗透率及黏附性进行了分析,设定种子点数为20,25,30,缩放因子分别为0.4,0.5,0.6,0.7,0.8,探讨孔隙率与渗透率之间的对应关系。结果与结论:①通过Rhino软件设计得到的Voronoi骨支架结构,平均黏附层厚度分布在0.061-0.116 mm之间,其具有一定的黏附能力,其孔隙率在很大程度上是由缩放因子决定的,随缩放因子的不断增加其孔隙率呈上升趋势,在所选结构设计参数范围内,当缩放因子为0.4时,不同种子点数的支架结构孔隙率均最小,分别为33.78%,33.87%,33.90%;当缩放因子为0.8时,不同种子点数的支架结构孔隙率均最大,分别为84.28%,84.35%,84.38%。②孔隙率的增加对支架结构的渗透率产生了明显影响,随孔隙率的增加,骨支架结构的渗透率呈上升趋势,在所设计支架结构中随孔隙率的变化,其渗透率由16.98×10^(-8)m^(2)增长到82.29×10^(-8)m^(2)。③对支架结构的孔隙率与渗透率之间的关系进行拟合,得到孔隙率与渗透率的关系方程,为骨支架渗透率的预测提供了依据,为复杂结构骨支架生物性能的分析提供了参考。

主 题 词：骨支架 计算流体力学 黏附性 渗透率 泰森多边形 骨组织工程 生物性能 

学科分类：0831[工学-公安技术类] 1002[医学-临床医学类] 08[工学] 1010[医学-医学技术类] 100215[100215] 0836[0836] 10[医学] 

D　O　I：10.12307/2022.300

馆 藏 号：203105157...