3D打印个性化正畸装置对单根牙垂直移动的三维有限元分析

背景:基于牙齿垂直移动原理,通过数字化设计结合3D打印制作个性化正畸装置,可使个性化正畸装置与单个切牙形成支抗系统。借助微种植体绝对支抗作用可对单根牙在三维方向上进行精准控制。目的:基于生物力学原理设计了牙位11、12、21、22压低移动与伸长移动的个性化正畸装置,通过三维有限元法分析个性化正畸装置的安全性与其对牙齿的移动作用。方法:应用Mimics、Geomagic Wrap、SolidWorks和Ansys Workbench软件分别建立了上颌前牙区(牙位11、12、21、22)牙槽骨-牙周膜-上颌切牙-个性化悬臂微种植体-连接板-个性化托槽的三维有限元模型,每个牙位分别设置个性化压低移动与伸长移动正畸装置,加载300 g拉力或推力,分析个性化正畸装置各部件应力水平,计算牙齿位移与牙周膜应力分布情况。结果与结论:①个性化压低移动正畸装置受到的最大等效应力为162.90 MPa,个性化伸长移动正畸装置受到的最大等效应力239.57 MPa,二者的最大等效应力均位于个性化托槽加力附件的垂直部分,个性化正畸装置各部件所受等效应力均在屈服强度内,均具有良好的安全性;②在个性化正畸装置作用下,牙齿初始位移呈现整体压低或伸长移动的趋势,垂直方向上的位移远远超过在水平方向和矢状方向上的位移;牙周膜根尖或颈部位置出现等效应力峰值,在根尖区牙周膜出现等效应力集中区域;③结果显示,个性化正畸装置可以使牙位11、12、21、22近似达到压低移动或伸长移动的目的,初步证实了个性化垂直移动正畸装置的有效性。

生物3D打印仿生支架促进肩袖损伤后的愈合

背景:大多数肩袖损伤发生于冈上肌腱,由于肌腱组织缺少血管以及肩袖复杂的解剖结构,临床治疗效果非常有限。组织工程技术和干细胞生物学的快速发展为提高肌腱修复质量带来了新的希望。目的:通过生物3D打印技术制备人脐带间充质干细胞/甲基丙烯酸酐化明胶复合支架,观察该支架修复肩袖损伤的效果。方法:(1)体外细胞实验:制备明胶微载体,将人脐带间充质干细胞接种于明胶微载体表面构建组织工程化干细胞。制备甲基丙烯酸酐化明胶水凝胶打印墨水,使用甲基丙烯酸酐化明胶水凝胶打印墨水重悬组织工程化干细胞,放入3D打印机的生物墨水容器中进行打印,蓝光照射固化5 min后即得人脐带间充质干细胞/甲基丙烯酸酐化明胶复合支架。通过死活染色、CCK-8实验检测支架内人脐带间充质干细胞的活性。(2)动物体内实验:采用随机区组设计方法将24只SD大鼠随机4组,每组6只:正常组不进行任何处理,肩袖损伤组、单纯支架组、细胞支架组建立冈上肌腱撕裂的肩袖损伤模型,单纯支架组、细胞支架组造模后分别将甲基丙烯酸酐化明胶支架、人脐带间充质干细胞/甲基丙烯酸酐化明胶复合支架植入肌腱损伤处。术后4周,分别进行大鼠行为学测试及肩袖冈上肌腱组织学病理组织形态观察。结果与结论:(1)体外细胞实验:死活染色结果显示,明胶微载体可减轻3D打印过程对人脐带间充质干细胞造成的损伤,随着培养时间的延长,支架内的人脐带间充质干细胞存活率升高;CCK-8实验结果显示,随着培养时间的延长,支架内的人脐带间充质干细胞活性无明显变化。(2)动物体内实验:行为学测试结果显示,相较于肩袖损伤组、单纯支架组,细胞支架组大鼠四肢运动功能明显改善;肩袖冈上肌腱苏木精-伊红与Masson染色结果显示,相较于肩袖损伤组、单纯支架组,细胞支架组肌纤维排列较规律,无明显的炎性细胞浸润,胶原容积百分比降低;免疫荧光染色结果显示,相较于肩袖损伤组、单纯支架组,细胞支架组肩袖冈上肌腱内白细胞介素6、肿瘤坏死因子α蛋白表达明显降低。(3)结果表明,生物3D打印的人脐带间充质干细胞/甲基丙烯酸酐化明胶复合支架可促进肩袖损伤组织修复再生。

3D打印生物墨水在组织修复与再生医学中的应用

背景:通过选用合适的生物墨水,3D打印技术可用以制造人体组织和器官的代替物,并在人体内发挥作用。近些年来3D打印技术发展迅速,在再生医学中有着巨大的应用潜力。目的:介绍3D打印用生物墨水的类型,并综述生物墨水的分类、应用、优缺点及未来愿景。方法:以“3D printing,Biological ink,Tissue engineering,hydrogel,Synthetic material,Cytoactive factor,3D打印、生物墨水、组织工程”为检索词,运用计算机检索2000-2022年以来发表在PubMed、CNKI数据库中的相关文献,最终纳入83篇进行综述。结果与结论:在过去的几十年里,生物3D打印技术发展迅速,在组织工程和生物医学等各个领域都受到了极大的关注。相对于传统生物支架制造方法在功能性及结构方面受到的限制,3D打印可以更好地模拟生物组织复杂的结构,并且具有合适的力学、流变学和生物学特性。生物墨水是3D打印中必不可少的一部分,通过生物材料制备的生物墨水,经打印后产生的生物支架在组织修复和再生医学等方面有着巨大的科研潜力及临床意义,其材料的研究本身也越来越受到专家们的重视。3D打印生物墨水的材料各种各样,有天然材料也有合成材料,还有一些不需要任何额外生物材料的细胞聚集体,并且各种材料在实际运用中的功效各不相同。未来会有越来越多的生物墨水被研制用于组织工程,需要通过充足的实验模拟及设备测试来对生物墨水的可打印性进行分析,从而满足实际的医用需求。

三维重建及3D打印技术在精准胸腔镜肺段切除术中的应用

目的:探讨三维重建及3D打印技术在精准胸腔镜肺段切除术中的应用。方法:选取2020年1月至2022年12月在我院行精准胸腔镜肺段切除术患者105例,用随机数表法分为2组,对照组(53例)和研究组(52例),对照组给予三维重建制定术前计划,研究组给予三维重建及3D打印技术制定术前计划。比较两组围术期相关指标,术前、术后3 d、术后3个月的肺功能指标,临床治疗疗效以及并发症发生情况。结果:研究组术中出血量、住院费用与对照组比较,差异均无统计学意义(P>0.05),研究组手术时间、拔管时间、住院时间明显短于对照组(P<0.05),研究组淋巴结清扫个数明显高于对照组(P<0.05),研究组术后总引流量明显低于对照组(P<0.05)。术后3 d研究组用力肺活量(FVC)、第1秒用力呼气容积(FEV1)、呼气流量峰值(PEF)、每分钟最大通气量(MVV)、肺一氧化碳弥散量(DLCO)较术前均降低(P<0.05),术后3 d、术后3个月对照组FVC、FEV1、PEF、MVV、DLCO较术前均降低(P<0.05),术后3 d对照组FEV1/FVC较术前升高(P<0.05),术后3个月对照组FEV1/FVC较术前降低(P<0.05),且术后3 d、术后3个月研究组FVC、FEV1、PEF、MVV、DLCO明显高于对照组(P<0.05),术后3个月研究组FEV1/FVC明显高于对照组(P<0.05)。研究组临床治疗疗效优于对照组,且研究组的临床治疗总有效率为94.23%,明显高于对照组(67.92%)(P<0.05)。研究组的并发症发生率为19.23%,与对照组(24.53%)比较,差异无统计学意义(P>0.05)。结论:三维重建及3D打印技术应用在精准胸腔镜肺段切除术中,可有效缩短手术时间,促进患者康复,改善肺功能,提高临床治疗疗效,且安全性较好。

螺旋CT三维扫描重建联合3D打印用于髋臼骨折手术的价值研究

目的:探讨螺旋CT三维扫描重建联合3D打印技术在髋臼骨折外科手术中的应用价值。方法:选取2018年1月至2020年12月新疆维吾尔自治区人民医院收治的71例髋臼骨折并接受手术治疗的患者,依据治疗方式的不同将其分为观察组(38例)和对照组(33例),观察组采用螺旋CT三维重建,并以3D打印辅助内固定治疗,对照组采用常规手术治疗。比较两组患者手术效果及恢复情况。结果:观察组骨折复位质量评分及分项百分制髋功能评分高于对照组,术中出血量、术中透视次数、手术用时及住院时间均明显低于对照组,差异均有统计学意义(t=23.426、4.216、3.425、17.783,P<0.05);观察组和对照组骨折复位优良率分别为94.74%和78.79%,差异有统计学意义(x^(2)=4.059,P<0.05);观察组患者髋关节功能评分中疼痛、功能及关节活动均高于对照组,差异有统计学意义(t=-4.873、-5.776、-6.247,P<0.05);观察组并发症发生率明显低于对照组,差异有统计学意义(x^(2)=4.059,P<0.05)。结论:在髋臼骨折围术期应用螺旋CT三维重建结合3D打印可进一步保证手术的安全性和可行性,提高手术质量和效率,促进术后恢复。

SPOC教学模式联合3D生物打印模型复杂气道在麻醉科实习生气管插管临床教学中的效果分析

目的:旨在探讨小规模限制性在线课程(SPOC)教学法联合3D生物打印模型技术在麻醉科复杂气道插管的临床实习教学中的应用效果。方法:将76名本科实习生随机分为传统教学组、SPOC教学组和SPOC联合3D生物打印模型(SPOC + 3D)教学组,其中传统教学组40人,SPOC教学组和SPOC + 3D教学组各18人。传统教学组以1例复杂气道及插管相关知识进行教学;SPOC教学组提前在教学平台上发布教学视频,然后采用小班模式进行现场教学;SPOC + 3D组除上述模式外,还应用3D生物打印实体复杂气道模型进行现场授课。我们对不同组实习生的教学兴趣程度采用调查问卷进行反馈,教学的效果采用知识考核和临床操作要点的方式进行考核。结果:首先以实习同学自评得分进行分析,在感兴趣程度、注意力集中程度、疾病认知程度、满意度方面,SPOC + 3D教学组的分项得分及总分均显著高于SPOC教学组及普通教学组,差异均具有显著统计学意义(P 0.05)。结论:SPOC教学联合3D生物打印模型的综合教学模式能够增加麻醉科实习同学在复杂气道插管临床实践中的兴趣,使得实习同学能够更加有效地理解和掌握相关的知识。

3D打印技术在舰船管系三维建模设计中的应用

为提升复杂结构舰船管系的设计灵活性,研究3D打印技术在舰船管系三维建模设计中的应用。利用CAD软件建立舰船管系的二维模型,依据舰船管系三角面片的交线段,确定舰船管系的点、线、面关系,将其转换为舰船管系三维模型。将舰船管系三维模型,导入切片软件中,利用切片引擎运行3D打印切片引擎增强处理算法,切片处理舰船管系三维模型,输出舰船管系三维模型的Gcode代码文件。将Gcode代码导入3D打印机,采用Z字填充法填充舰船管系3D打印材料,实现舰船管系模型的3D打印。实验结果表明,该方法可以精准打印舰船管系三维模型,打印结果的尺寸偏差小,提升了舰船管系设计的灵活性。

探讨3D打印数字化导板技术对下颌后牙区连续多牙种植的修复效果及三维精度的影响

探讨3D打印数字化导板技术在下颌后牙区连续多牙种植中的应用效果。方法 选取2020年3月~2022年8月于该院接受下颌后牙区连续多牙种植治疗的82例患者为研究对象,根据随机数字表法,分为对照组(传统种植导板)41例(种植牙108颗)和观察组(3D打印数字化导板技术)41例(种植牙110颗),对比修复效果及三维精度。结果 评价修复效果(种植后12个月),观察组的探诊深度[(1.59±0.43)mm]、龈沟出血指数[(0.82±0.31)]、改良菌斑指数[(0.75±0.37)]、骨吸收量[(0.52±0.08)mm]比对照组更低(P<0.05)。对比轴向误差(种植后12个月),观察组种植体的颈部误差值[(0.93±0.14)mm]、根尖误差值[(1.24±0.13)mm]、深度误差值[(0.74±0.16)mm]、角度误差值[(4.45±0.68)°]比对照组更低(P<0.05)。对比倾斜向误差(种植后12个月),观察组种植体的颈部误差值[(1.06±0.25)mm]、根尖误差值[(1.44±0.31)mm]、深度误差值[(0.48±0.16)mm]、角度误差值[(6.62±0.54)°]比对照组更低(P<0.05)。结论 在下颌后牙区连续多牙种植治疗的过程中,3D打印数字化导板技术的应用,可以获得良好的修复效果,保障其三维精度。

基于新兴技术的细胞生物学课程教学改革探索--虚拟现实、增强现实、3D打印、互联网+的应用

由于细胞知识教学的特殊性,导致学生对部分内容产生疑惑,甚至失去对这一学科的学习积极性。通过改进细胞生物学课程教学方法,在教学过程中融入新兴技术--比如虚拟现实、增强现实、3D打印、互联网+等,期望能将理论教学中晦涩难懂的抽象概念转化为具体、直观的形式,从而更有效地提升学生的学习积极性,挖掘他们的学习潜能,提升教学过程中的科技含量,并显著改善细胞生物学课程的教学质量。

基于三维扫描及3D打印的文物数字化保存与逆向修复技术研究与应用

基于三维扫描和逆向工程技术,在分析定位和扫描原理的基础上,使用结构光三维扫描仪对文物(古铜环)表面进行激光扫描,获取文物的结构点云数据,实现文物的数字化保存。通过点云处理软件Geomagic Wrap和逆向工程软件Geomagic Design X对文物进行逆向建模,并将逆向建模的古铜环实体和三维扫描设备采集的原始点云数据进行最佳拟合状态下的体偏差检测,校核逆向建模的精度和尺寸偏差离散性。通过3D和2D的偏差检测云图显示,古铜环逆向建模的平均偏差为-0.4217 mm~0.3328 mm,标准偏差为0.4460 mm。尺寸偏差大部分处于±0.2 mm之间,逆向建模精度符合要求。同时对逆向建模的古铜环进行3D打印,实现文物仿真建模修复。本文以三维扫描与逆向修复古铜环为例,研究三维扫描和3D打印技术在文物保护领域的应用,为文物的数字化保存展示和仿真修复提供理论和实践参考。

光交联丝素蛋白生物3D打印墨水的研究进展

丝素蛋白具有生物相容性高、生物降解性可控及力学性能可调等优异特性,是一种极具应用潜力的生物3D打印墨水材料。基于光交联反应的生物材料加工技术具有条件温和、高效可控等优点,是当前生物3D打印领域的热点方向。文章以墨水性能要求为主线,先从流变性能出发介绍了适合光交联丝素蛋白生物3D打印的打印方式,再从光交联反应性出发讨论了丝素蛋白的光敏改性方法及光诱导交联机制,然后从生物相容性出发介绍了辐照光源与光引发剂的发展,总结了丝素蛋白及其与合成、天然高分子材料复配墨水在光交联生物3D打印领域的应用,并论述了光交联丝素蛋白生物墨水在制备、发展方向和应用过程中所面临的挑战。

用于干骺端大块骨缺损重建的3D打印轴向加压假体:生物力学分析及取出标本硬组织分析

目的长骨干骺端大段骨缺损实现长期牢固重建是难题。干骺端残余髓腔较短无法用传统长度的髓内柄固定。本研究提出一种3D打印轴向加压假体(axial compressive endoprosthesis,ACE)。假体由表面为金属多孔结构的3D打印髓内短柄,及可在骨-金属界面加压的轴向加压装置组成。轴向加压装置可以提高髓内短柄的初始稳定性并促进骨-多孔金属界面骨长入。方法利用Sawbones模型建立4种股骨远端干骺端大块骨缺损重建模型:(1)ACE;(2)ACE+外侧钢板;(3)髓内短柄+外侧钢板;(4)髓内短柄+双侧钢板。材料试验机检测重建体系的弯曲和扭转刚度。测量轴向压力和加压螺母扭矩的关系。3例翻修手术的取出标本进行micro-CT扫描及硬组织切片评价骨长入情况。结果ACE+外侧钢板具有最高的弯曲刚度(矢状面324±11 N/mm,冠状面307±9 N/mm)。ACE+外侧钢板(10.9±1.3 N·m/°)和传统髓内短柄+双侧钢板(10.7±0.2 N·m/°)具有最高的扭转刚度。轴向压力F(N)和加压螺母扭矩T(N·m)的关系式为F=239.8 T-112.8。micro-CT显示假体柄和截骨面周围骨小梁有明显的重塑和增粗。硬组织切片显示新生骨组织长入金属多孔结构内部。孔隙内骨组织占比随植入时间延长而升高。结论3D打印轴向加压假体可以提高长骨干骺端重建的早期重建稳定性,并促进骨长入以实现远期牢固的骨整合。

用于干骺端大块骨缺损重建的3D打印轴向加压假体:生物力学分析及取出标本硬组织分析

目的长骨干骺端大段骨缺损实现长期牢固重建是难题。干骺端残余髓腔较短无法用传统长度的髓内柄固定。本研究提出一种3D打印轴向加压假体(axial compressive endoprosthesis,ACE)。假体由表面为金属多孔结构的3D打印髓内短柄,及可在骨-金属界面加压的轴向加压装置组成。轴向加压装置可以提高髓内短柄的初始稳定性并促进骨-多孔金属界面骨长入。方法利用Sawbones模型建立4种股骨远端干骺端大块骨缺损重建模型:(1)ACE;(2)ACE+外侧钢板;(3)髓内短柄+外侧钢板;(4)髓内短柄+双侧钢板。材料试验机检测重建体系的弯曲和扭转刚度。测量轴向压力和加压螺母扭矩的关系。3例翻修手术的取出标本进行micro-CT扫描及硬组织切片评价骨长入情况。结果ACE+外侧钢板具有最高的弯曲刚度(矢状面324±11 N/mm,冠状面307±9 N/mm)。ACE+外侧钢板(10.9±1.3 N·m/°)和传统髓内短柄+双侧钢板(10.7±0.2 N·m/°)具有最高的扭转刚度。轴向压力F(N)和加压螺母扭矩T(N·m)的关系式为F=239.8T-112.8。micro-CT显示假体柄和截骨面周围骨小梁有明显的重塑和增粗。硬组织切片显示新生骨组织长入金属多孔结构内部。孔隙内骨组织占比随植入时间延长而升高。结论3D打印轴向加压假体可以提高长骨干骺端重建的早期重建稳定性,并促进骨长入以实现远期牢固的骨整合。

生物活性玻璃3D打印仿生支架与不同来源的骨块移植材料在兔颅骨垂直骨增量中成骨的比较研究

目的比较3D打印生物活性玻璃仿生支架与异种骨、同种异体骨及自体骨的微观结构特征及体内垂直骨增量的成骨功效。方法仿骨小梁及哈弗森管进行支架设计,并采用A-W生物活性玻璃进行数字光处理3D打印,烧结成型。将3D打印支架与牛异种骨块、人同种异体骨块及兔自体骨块进行电镜和Micro-CT扫描,研究其形貌和微观结构特征,并将4种骨移植材料随机植入16只新西兰白兔颅顶骨进行体内垂直骨增量实验。每只兔接受4个不同类型的骨移植物,尺寸均为直径6 mm、高5 mm的圆柱体。采集4、12周兔颅骨样本进行Micro-CT扫描分析及组织切片分析,评估并比较4种骨移植材料新骨的形成。结果4种骨移植材料的多孔微观形貌特征存在显著差异。Micro-CT和组织切片分析显示,4周时,3D打印支架新生骨高度显著高于同种异体骨,新生骨面积显著高于异种骨和兔自体骨。12周时,3D打印支架和异种骨的新生骨高度、面积和体积均显著高于同种异体骨。3D打印支架、异种骨、同种异体骨及兔自体骨的维持空间体积降至74.73±5.23%、77.91±7.03%、29.81±8.09%、47.30±10.94%。结论本研究具有一定局限性。初步表明,生物活性玻璃仿生打印支架与临床产品的骨块移植物相比,在体内促进垂直骨增量方面表现出较快较好的成骨性能。

基于生物3D打印技术的水凝胶器官芯片及其灌注平台

针对水凝胶组织支架细胞球培养过程中存在着缺乏相关设备和实验平台的问题,采用生物3D打印技术和动态灌注培养的方法,设计制作了一种双通道水凝胶器官芯片,并搭建了一套灌注培养平台。采用聚苯乙烯荧光微球模拟细胞球的灌注过程,通过有限元仿真分析了不同流速下(0.849、2.547、4.244 mm/s)微球灌注时,通道不同位置流速和剪切应力的变化。设计了聚苯乙烯荧光微球动态灌注实验,基于仿真结果分析了流速对微球流动状态与贴附的影响。实验结果表明:灌注液在通道截面中心位置的流速最大,在通道周围趋近于静止,有利于微球沉降。灌注液流速为2.547 mm/s时,微球受到的最大剪切应力约为0.17 Pa,可以大量堆积在通道分支内。该研究可以为胰岛等细胞球在水凝胶器官芯片内的灌注和培养提供技术参考。

基于3D生物打印生物墨水的研究进展

随着三维(3D)生物打印技术在组织工程和再生医学中的普遍应用,用于3D生物打印的生物墨水也越来越受到重视。生物墨水一般指天然的或人工合成的各种生物材料、生物活性分子、各类细胞等组成的混合物。为了解基于3D生物打印生物墨水的研发现状及进展,笔者综述3D生物打印生物墨水的常用基本材料和分类,详细介绍了优缺点和应用,并对未来愿景进行展望。复合材料性能比较完善和多样化,能满足各种打印的需要,因此其需求量比较大,未来的发展前景广阔。

3D打印Ti-6Al-4V骨盆假体的表征和生物相容性研究

骨折或骨组织病变引起的骨缺损的治疗一直是骨科领域的难题,植入高性能钛合金假体是治疗骨缺损的有效方法,3D打印技术可以制造多孔结构的低模量钛合金植入物,为上述问题提供较好的解决方案,这种技术设计便捷,在制作骨科植入物方面具有巨大优势。该文采用3D打印技术中的电子束熔融制造了2种Ti-6Al-4V假体样品,包括实体结构骨盆假体和多孔结构骨盆假体。假体力学性能的研究得出棒状拉伸试样的屈服强度和抗拉强度分别为894 MPa和956 MPa,而多孔骨盆假体的压缩模量和抗压强度分别为55 GPa和65.2 MPa。L929细胞毒性试验和MC3T3-E1细胞黏附试验的结果表明假体样品具有良好的生物相容性。采用新西兰大白兔制备股骨髁空腔缺损模型,并植入2种骨盆假体。植入4周后的显微CT扫描结果显示,骨钻引起的骨缺损已经愈合,骨盆假体的多孔结构在孔内形成了一种新的骨小梁结构。总之,3D打印的Ti-6Al-4V骨盆假体具有良好的力学性能,生物相容性和促进新骨生长能力。

3D生物打印技术用于肝组织模型构建的研究进展

3D生物打印是以活体细胞、生物材料和活性分子为原料,制造仿生结构模型的一种新兴技术。在肝脏组织工程领域,3D生物打印技术能构建具有生物活性与功能的肝组织模型,用于肝脏疾病治疗与再生医学研究。本文就3D生物打印技术用于肝组织模型构建的相关研究进展作一综述。

生物3D打印技术用于功能性骨骼肌3D组织构建的研究进展

骨骼肌作为机体运动系统的重要组成,对维持运动功能不可或缺。然而,体积性骨骼肌缺失(VML)所致运动功能丧失严重限制了机体的活动能力,并伴随多种并发症。当前,临床对VML的治疗主要依赖于移植手术,但其受限于供体部位发病率、供体组织缺乏以及对高技能手术团队的依赖。鉴于此,生物3D打印技术凭借其高效精准的特点,为功能性肌肉的制造以及VML的再生修复开辟了新的途径。综述了生物3D打印技术在功能化骨骼肌组织构建方面的研究现状,回顾了生物3D打印的多种技术方案,探讨了生物墨水在功能性肌肉构建中的应用进展。重点讨论了该技术在构建血管化和神经化骨骼肌仿生组织方面的最新方法,总结了各种3D打印构建的功能化骨骼肌结构对骨骼肌缺损修复的作用,最后分析了现有技术的局限性,展望了生物3D打印功能化骨骼肌结构领域的发展趋势.

基于细胞黏附的不同微结构3D打印多孔生物支架流体力学有限元分析

目的研究不同孔形态结构的3D打印支架应用于骨再生时对细胞黏附的影响。方法利用MSLattice软件设计四种具有不同孔形态的支架结构,分别是立方形(Cubic)、六边形(Hexagon)、钻石形(Diamond)和螺旋形(Gyroid)。利用有限元分析(Finite element method,FEM)和计算机流体建模(Computational fluid dynamics,CFD)的原理,使用Simenns Star CCM+软件对四种支架内部流体域进行组织液流动模拟,模拟细胞黏附过程,测量支架内组织液流速和压力、组织液的渗透率和黏附层厚度。结果当液体流经四种支架后,压力会被逐渐削弱,但由于支架相对规则,压力均呈现出梯度分布,组织液流经四种支架前的压力值模拟按顺序依次为:Gyroid>Cubic>Diamond>Hexagon。流速:Cubic>Gyroid>Diamond>Hexagon。四种支架的渗透率:Diamond>Hexagon>Cubic>Gyroid。黏附层厚度:Gyroid>Hexagon>Cubic>Diamond。结论流体力学分析结果显示,Gyroid支架具有更低的渗透率和最高的黏附层厚度,更有利于细胞黏附。