《骨組織再生過程中支架-骨系統力學性能的研究》是依託東南大學，由陳強擔任項目負責人的青年科學基金項目。
基本介紹
- 中文名：骨組織再生過程中支架-骨系統力學性能的研究
- 項目類別：青年科學基金項目
- 項目負責人：陳強
- 依託單位：東南大學
中文摘要,結題摘要,
中文摘要
在骨組織修復過程中，支架-骨系統剛度過大會引起應力禁止現象，進而延緩骨修復的時間；反之，會導致骨修復的失敗。因此，支架-骨系統的力學性能是影響骨組織成功修復的關鍵問題之一。本項目針對支架-骨系統，(1)考慮到天然骨組織的分級結構，提出了一種具有分形特徵的支架模型；(2)基於該模型，通過支架降解模型和骨生成模型分析，分別量化支架降解和骨生成這兩個動態過程；(3)結合複合材料理論，將支架降解和骨生成兩個過程有效的結合起來，並與紐西蘭白兔體內實驗結果進行對比，重點探討並建立預測支架-骨系統力學特性變化的理論框架。旨在解決骨組織再生過程中支架-骨系統力學變化規律問題，為骨組織疾病臨床治療提供新思路。
結題摘要
在骨組織修復過程中，支架-骨系統剛度過大會引起應力禁止現象，進而延緩骨修復的時間；反之，會導致骨修復的失敗。因此，研究支架-骨系統力學性能動態變化是了解骨組織成功修復的關鍵問題之一。 本項目主要採用理論和數值分析的手段，(1)從基本的支架結構設計出發,對支架結構的各向異性力學特性,滲透率進行了研究,並根據二者之間的互逆關係,得到了最佳化的支架結構;(2)考慮支架的隨機水解機理(體積腐蝕或表面腐蝕),建立了支架的水解模型及水解模型導致的支架力學性能變化規律;(3)考慮骨重構與機械刺激之間的關係,建立了新骨生成的本構關係以及新骨力學特性的變化規律;(4)將支架降解和骨生成的本構模型進行耦合,研究了在不同機械刺激時間下,骨生成的情況. 結果表明:可降解骨支架在骨組織修復過程中，整個支架-骨系統的力學特性具有典型的四個階段，每個階段反映了這支架降解和骨生成的相對變化，此外，機械刺激較長時間的長並不會導致支架-骨系統力學特性的增加，但其會促使骨修復速度，縮短骨修復時間。 該理論框架量化了骨組織修復過程中支架-骨系統力學特性的變化規律，不但能指導支架材料及結構的設計，同時也為骨組織疾病臨床治療提供新思路。
