面向皮肤支架3D生物打印喷头的CFD模拟与实验

• 作者: 周骥平 姜亚妮 张琦 张鹏飞 陈冬冬
• 来源期刊: 中国组织工程研究
• 学科: 医学
• 关键词: 明胶纤维 CFD模拟 3D生物打印 组织工程 皮肤支架 实验验证 生物材料
• 年，卷（期）: 2019,（2）
• 所属期刊栏目: 膜生物材料
• 页码范围: 245-250
• 页数: 6页
• 分类号: R459.9|R318
• 字数: 7236字
• 语种: 中文
• DOI: 10.3969/j.issn.2095-4344.1512

摘要

背景:随着组织工程的发展,3D生物打印技术可通过打印生物质材料来构建皮肤支架,但工艺参数不明确,打印过程中经常出现堆积和不连续情况.目的:通过3D生物打印机和有限元软件Fluent进行数值模拟,以获得合理的挤出压强、黏度、喷头行走速度、喷头直径、温度参数,解决明胶纤维打印过程中的堆积和不连续问题.方法:以5％明胶纤维素溶液为打印材料,采用3D生物打印机和限元软件Fluent进行数值模拟,设置打印温度分别为5,15,25℃,打印压力分别为0.16,0.18,0.2 MPa,喷头直径分别为0.21,0.26,0.41 mm,检测喷头针尖处的流速与流量;以合适的参数3D打印明胶纤维皮肤生物支架,扫描电镜观察支架结构.结果与结论:3D生物打印明胶纤维皮肤生物支架过程中,设置打印温度在15℃、喷头行走速度为30 mm/s、压力为0.18 MPa、喷头直径为0.21 mm时,可保证喷头挤出的明胶纤维材料不会堆积或者断丝,连续性挤出明胶纤维,并且在上述打印条件下打印的丝宽1400μm左右;将此条件下打印的生物支架进行扫描电镜观察,可见支架的行与列分布较均匀,层与层之间的结合部位黏结牢固,不易变形,支架孔隙率约57％.

作者信息

序号	姓名	单位	发文数	被引次数	H指数	G指数
1	周骥平	扬州大学机械工程学院	139	1017	17.0	26.0
2	张琦	扬州大学机械工程学院	26	19	3.0	3.0
3	张鹏飞		5	3	1.0	1.0
4	姜亚妮	扬州大学动物科学与技术学院	6	5	1.0	2.0
5	陈冬冬	扬州大学机械工程学院	8	5	1.0	2.0