【摘 要】
：
骨软骨缺损是导致关节发病和残疾的重要原因,骨软骨组织工程是修复骨软骨缺损的方法之一.骨软骨组织工程方法涉及仿生梯度支架的制造,该支架需模仿天然骨软骨组织的生理特性(例如从软骨表面到软骨下骨之间的梯度过渡).在许多研究中骨软骨仿生梯度支架表现为离散梯度或连续梯度,用于模仿骨软骨组织的特性,例如生物化学组成、结构和力学性能.连续型骨软骨梯度支架的优点是其每层之间没有明显的界面,因此更相似地模拟天然骨软骨组织.到目前为止,骨软骨仿生梯度支架在骨软骨缺损修复研究中已经取得了良好的实验结果,但是骨软骨仿生梯度支架与
【机 构】
：
中国地质大学(北京)工程技术学院,北京 100083;清华大学 机械工程系 摩擦学国家重点实验室,北京100084;清华大学 机械工程系 摩擦学国家重点实验室,北京100084;清华大学附属北京清华长
论文部分内容阅读
骨软骨缺损是导致关节发病和残疾的重要原因,骨软骨组织工程是修复骨软骨缺损的方法之一.骨软骨组织工程方法涉及仿生梯度支架的制造,该支架需模仿天然骨软骨组织的生理特性(例如从软骨表面到软骨下骨之间的梯度过渡).在许多研究中骨软骨仿生梯度支架表现为离散梯度或连续梯度,用于模仿骨软骨组织的特性,例如生物化学组成、结构和力学性能.连续型骨软骨梯度支架的优点是其每层之间没有明显的界面,因此更相似地模拟天然骨软骨组织.到目前为止,骨软骨仿生梯度支架在骨软骨缺损修复研究中已经取得了良好的实验结果,但是骨软骨仿生梯度支架与天然骨软骨组织之间仍然存在差异,其临床应用还需要进一步研究.本文首先从骨软骨缺损的背景、微尺度结构与力学性能、骨软骨仿生梯度支架制造相关的材料与方法等方面概述了离散和连续梯度支架的研究进展.其次,由于3D打印骨软骨仿生梯度支架的方法能够精确控制支架孔的几何形状和力学性能,因此进一步介绍了计算仿真模型在骨软骨组织工程中的应用,例如采用仿真模型优化支架结构和力学性能以预测组织再生.最后,提出了骨软骨缺损修复相关的挑战以及骨软骨组织再生未来研究的展望.例如,连续型骨软骨仿生梯度支架需要更相似地模拟天然骨软骨组织单元的结构,即力学性能和生化性能的过渡更加自然地平滑.同时,虽然大多数骨软骨仿生梯度支架在体内外实验中均取得了良好的效果,但临床研究和应用仍然需要进行进一步深入研究.
其他文献
为了减少产品在设计过程中出现返工、设计考量不充分等一系列问题导致产品设计存在缺陷的问题,利用有限元仿真分析方法,对某产品进行数字化建模与仿真.虚拟数字样机作为产品的数字化描述,由表及里、由粗到细进行仿真分析,通过该方法可提前识别出产品设计时存在的薄弱环节,及时弥补不足,从而使产品的成熟度与可靠性得到提高,使产品拓扑结构和性能得到不断优化.通过实例验证了该方法的可行性,有效避免产品设计中容易被忽视的问题,具有很好的工程产品开发指导意义.
人体皮肤能够感知外界的信息,在与外界交流中起着重要的作用.模仿人体皮肤特性和环境感知能力的电子皮肤在医疗监控、仿生假肢与机器人触觉感知等领域中有着广泛的应用.与传统的可穿戴传感器相比,电子皮肤更轻、更灵活、更具延展性,而且具有无线、透明、与人体皮肤兼容等特性,已成为新兴的研究领域之一.电子皮肤可以连续检测人体的大量物理和生化参数、人体运动、气体等,以实时监测人体健康、体育运动以及各种环境中的气体.本文综述了电子皮肤所使用的最新材料,包括零维(0 D)、一维(1 D)、二维(2 D)和三维(3 D)微纳米材