多孔支架结构设计的改进具有非常重要的意义2024-07-18 08:34:23
在临床应用中,尽管规则支架在机械性能上表现出色,但由于缺乏对患者骨解剖结构的适应性,可能会在生物相容性和功能性方面存在局限。因此,在设计这类规则支架时需要仔细考量植入后的细胞反应和组织融合效果,以保证修复效果和患者安全。支架的力学性能(包括压缩应力、屈服应力和应力传导能力) 直接受孔隙结构的影响。由于不同孔隙结构中的应力分布多样性,破坏方向也会受到孔隙几何形状的影响。梯度结构中的应力可以从上到下逐渐减小,但是均匀结构不能表现出这种特性,它在顶部和底部具有相同的应力水平,这表明应力屏蔽更有可能发生在均匀支架周围,因为应力可以很容易地在这种类型的多孔结构中传导。因此,传统的均匀多孔支架难以模仿天然骨骼的力学性能和生物相容性。基于这些证据,多孔支架结构设计的改进具有非常重要的意义,与此同时,仿生支架的设计理念——模仿自然界中的生物结构,在构建高性能骨组织工程方面备受关注,使得制造更复杂的多孔结构成为可能,为个性化医疗提供了更加复杂且功能化的解决方案。
大量错综复杂的多孔结构在自然界中随处可见,例如蜂窝、珊瑚、海绵、昆虫鞘翅、蜘蛛网、莲藕、天然丝瓜络、叶子,这些天然的多孔结构吸引着大量学者设计各类仿生多孔结构。与规则多孔支架相比,随机形态产生的不规则晶胞结构增强了仿生学与生物医学的联系,改善了支架的应力分布,增强了生物整合。WANG等使用自体移植材料(颞筋膜和气软骨 ) 制备仿生蜘蛛网支架,通过创建壳耦合条件和强耦合边界条件来修复鼓膜穿孔,结合蜘蛛网在受载作用下具有优异的变形特性,植入后与天然骨膜具有相似的声传导能力,显著提高了耳骨修复效果。
出自《骨组织工程中传统与仿生支架结构设计的差异》赵越,许燕,周建平.
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