生物模拟无otropic等级脚手架介导应力传输沿着力量负荷的方向快速骨再生的力量负荷

科学领域:

• 生物材料科学 生物材料科学
• 组织工程是组织工程.
• 机械生物学 机械生物学

背景情况:

• 人工骨架的机械特性对骨质生成产生了重大影响.
• 现有的研究缺乏对脚手架结构,应力传递和骨质生成机制的系统整合.
• 在脚手架内优化压力传递是提高骨再生的关键挑战.

研究的目的:

• 为了研究脚手架结构异构性,应力传递和骨质生成能力之间的关系.
• 通过机械刺激确定最佳的脚手架设计,以促进新的骨形成.
• 建立设计人工骨的科学基础,以利用机械诱导的骨质生成.

主要方法:

• 使用亚大气压引导的抗溶剂相分离方法制造异型和等级多孔支架.
• 脚手架方向与装载方向之间的角度的系统变化.
• 评估压力传递特征 (分布,应变,放松,恢复,爬行) 和骨质效应.

主要成果:

• 脚手架的应力传导能力因脚手架方向和加载方向之间的角度而异.
• 当脚手架的方向与载荷方向保持一致时,可以获得最佳的骨质效应.
• 对齐的支架表现出均的应力分布,最大应力,快速的应力松,强大的无弹性恢复和最小的爬行,最大限度地提高了细胞的机械刺激.

结论:

• 在人造骨架中,与负载方向对齐的等级性毛孔结构有助于有效地将压力转移到细胞中.
• 这种机械刺激有效地促进了新的骨形成.
• 这项研究为设计人工骨提供了科学基础,并促进了对机械诱导的骨质生成的理解.