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(19)中华人民共和国国家知识产权局
(12)发明专利说明书
(10)申请公布号CN105147423A
(43)申请公布日2015.12.16
(21)申请号CN201510470678.0
(22)申请日2015.08.04
(71)申请人天津理工大学
地址300384天津市津南区宾水西道391号
(72)发明人杨楠
(74)专利代理机构天津佳盟知识产权代理有限公司
代理人刘书元
(51)Int.CI
A61F2/90
权利要求说明书说明书幅图
(54)发明名称
一种三维复合多孔结构组织工程支
架的制备方法
(57)摘要
一种三维复合多孔结构组织工程支
架的制备方法,涉及生物材料技术领域。
本发明旨为在计算机的辅助下构建包含若
干子结构的复合多孔结构,使得该结构的
孔隙率、孔形态呈现所需要的空间变化,
并采用3D增材制造方法成形。本发明的
优点为:将具有不同形态、特性的子结构
结合成一个结构综合体,并实现各个子结
构之间的光滑结合,产生复合特性;所构
建结构,可以模仿自然组织多孔结构内部
的复杂变化,保证营养物质传输和废物代
谢,实现结构仿生特性;该方法适用于多
种材料,如:金属、非金属材料以及高分
子材料等,可满足用户个性化的设计、制
造的需要。
法律状态
法律状态公告日法律状态信息法律状态
权利要求说明书
1.一种三维复合多孔结构组织工程支架的制备方法,设计过程基于三重周
期最小表面triplyperiodicminimalsurface,简称TPMS方法,结合Sigmoid-函
数方法,制造过程采用增材制造方法,具体步骤是:
第1、确定所选的子结构以及子结构之间的过渡边界,步骤为:
a、确定需要结合的各个子结构的结构类型;
b、确定子结构之间的过渡边界及其表达式;
c、应用Sigmoid子结构结合公式,将相邻子结构根据过渡边界结合成一个
复合结构;
d、结合产品所需要的外表面模型,并生成最终的实体模型;
第2、采用3D增材制造方法制备复合多孔结构支架。
说明书
p技术领域
本发明属于生物材料技术领域,特别适用于组织工程支架结构材料的设计
与制备,具体为一种三维复合多孔结构组织工程支架的数字化设计与制备。
背景技术
多孔结构是制造组织工程支架的关键,孔隙的形态会直接影响细胞的生长
过程。原则上,支架的功能是提供一个环境,通过细胞-支架、细胞-细胞间
的相互作用来刺激细胞行为,如:粘附、迁移、增殖、分化、维持和死亡。
组织工程支架能实现在体内或体外培养中对组织的初始支撑、细胞的
初始黏附以及使得细胞能可控地形成组织或器官。理想的支架应具有内
部有相连通的高孔隙率多孔结构,能适应细胞生长、营养流的输送与代
谢产物的排出。
各向异性的孔隙率可以引导骨沿着孔隙率和力学强度梯度的方向进行再
生,这可以控制干细胞分化,进而促进组织功能。不同的孔隙结构能影响靠
近和远离该结构的细胞的运动方向和速度,这成为细胞外环境控制细胞
行为的一种生理机制。具有一定分布规律的复合孔隙结构是经过自然选
择与进化的理想结构。它比规则多孔结构拥有更优越的力学性能和渗透
率,拥有更多样性的孔隙形态以便适应细胞的不同需要,其3D连通孔
隙,便于把营养物质灌注进支架内部,并排出细胞代谢废物,
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