组织工程支架三维结构点单元数据建模  被引量:6

MATERIAL CELL MODELING OF TISSUE ENGINEERING SCAFFOLDS WITH 3D STRUCTURES

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作  者:刘丰[1] 张人佶[1] 陈立峰[1] 颜永年[1] 

机构地区:[1]清华大学先进成形制造教育部重点实验室,北京100084

出  处:《机械工程学报》2006年第10期37-42,共6页Journal of Mechanical Engineering

基  金:国家自然科学基金(50105008);博士点基金(20050003046)资助项目。

摘  要:组织工程支架所用材料和呈现结构是影响其性能的关键因素。以包含材料成分信息的点单元堆积所建立的三维离散模型,可以同时记录支架的几何结构信息和材料成分信息,为使用快速成形方法与数字微滴喷射技术制造具有更高精确的结构梯度和材料梯度的组织工程支架提供了数字模型。材料点单元堆积造型方法主要是基于模型分解的方式,将具有材料梯度和结构梯度的三维实体分割成一系列单元空间并制定单元值。主要分以下几个步骤:单元划分,所用单元形式、确定单元划分密度的法则;单元值量化方式以及量化值、从能量的角度进行局部误差分析。在理论研究的基础上,通过Matlab语言编写了功能强大的点单元数据建模软件,并应用该软件提供人体大段骨和颅部的点单元模型,从而证明此种方法的可行性。The materials and inner porous structures in the scaffolds are the key factors affecting the tissue engineering scaffold efficiency. The 3D discrete model assembled with material cell, can represent the material information as well as record the geometric. The modeling provided the numerical model for the rapid prototyping and micro-droplet to accurately fabricate the scaffolds with heterogeneous materials and gradient structures. The material cell modeling is based on the decomposition models and model objects by sub-dividing space into multiple cells and setting cell value. The modeling included several parts: sub-dividing, cell shape, the principle of cell density, cell quantifying, local error analysis. Based on the research, the material cell modeling software is written in Matlab language. Two models are presented: 3D bone model with defined composition functions, 3D skull model got from MRI slices of a human skull. So the feasibility of the process is proved.

关 键 词:快速成形 组织工程 三维建模 微滴喷射 

分 类 号:TH16[机械工程—机械制造及自动化]

 

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