从仿生的角度设计用于指导构建组织支架的单元细胞模块、有限元分析以及3D打印工艺路径规划

项目名称： 从仿生的角度设计用于指导构建组织支架的单元细胞模块、有限元分析以及3D打印工艺路径规划

项目编号： No.61672363

项目类型： 面上项目

立项/批准年度： 2016

项目学科： 自动化技术、计算机技术

项目作者： 王素

作者单位： 四川大学

项目金额： 16万元

中文摘要： 计算机辅助骨组织支架仿生建模与分析中，精确地复制组织解剖结构可以获得最优设计结果，由于计算与制造技术限制使这种精确复制难以实现。组织工程研究领域中一个关键问题是三维骨组织支架设计。支架微结构极大地影响细胞增殖、迁移和分化。支架具有复杂生物约束，包括支架结构完整性、微结构和支架可制造性。支架的复杂性决定了需要研究新的设计方法和计算算法构建符合组织结构内部渗透率、孔隙率和连通性等要求的计算模型。项目拟充分利用组织工程、实体建模、计算设计方法及力学与生物医学多学科交叉融合优势，通过获取组织的生物学、生物力学及生物化学信息，系统而深刻地从仿生的角度设计用于指导构建组织支架的单元细胞模块、分析与制作，包括组织支架仿生建模、解剖结构重建、定量QCT分析、有限元分析、基于组合映射技术的3D打印工艺路径规划和支架自由挤压沉积制作。从建模精度与能力、支架结构完整性和稳定性以及可制造性等方面进行实验验证。

中文关键词： 胫骨微结构；仿生建模；椭圆拟合；四面体单元；力学分析

英文摘要： Biomimetic modeling and analysis of computer aided bone tissue scaffolds, an exact copy of tissue anatomical structure may produce the optimal design. However, the limitations of computing and fabrication techniques make such replication impossible. One k

英文关键词： Microstructure for tibia；Bionic modeling；Ellipse fitting；Tetrahedron element；Mechanical analysis