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颅骨组织工程血管支架参数化设计及其成型工艺研究
颅骨组织工程支架由于缺乏血管结构限制了细胞的生长及成骨量的形成,因此,血管结构的设计是颅骨组织工程技术的关键内容。针对这一问题,本文基于人体颅骨板障静脉特征,提出了一种血管支架参数化模型,并研究了其设计方法及成型工艺。首先,通过对天然颅骨样本进行显微CT扫描,重建了颅骨板障静脉结构,通过对其进行静脉特征识别和形态分析,基于二叉树模型,提出了由二叉树结构描述血管中心线,以及由沿轴线渐变的圆形截面描述血管段的血管支架参数化模型,并基于对重构的静脉模型的测量与分析,归纳了参数化模型的各参数值。其次,基于构建的血管支架参数化模型,设计Matlab算法生成二叉树结构,通过曲线拟合和曲面扫掠造型方法,设计中心线上的血管段曲面,利用MFC/ACIS/HOOPS平台实现了整体血管支架三维建模,并设计三组不同参数的血管支架实例。
利用有限元方法,基于人体静脉血流特征,对主血管及一小血管段建立了流固单向耦合有限元模型,分析流动血液对弹性血管结构的影响,验证了设计模型的合理性。最后,选用SA/PVA复合水凝胶作为血管支架成型材料,通过设计正交实验,分析最佳材料 ...
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