面向皮肤支架3D生物打印喷头的CFD模拟与实验
陈冬冬1
张琦1
张鹏飞2
周骥平1
姜亚妮3
1.扬州大学机械工程学院,江苏省扬州市,2251272.江苏牧羊控股有限公司,江苏省扬州市,2551203.扬州大学动物科学与技术学院,江苏省扬州市,225009
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％.
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
分类号：R459.9(治疗学)R318(医用一般科学)
资助基金：国家自然科学基金(81770018)扬州市-扬州大学科技合作项目(SCX2017020015)江苏省研究生教育教学改革研究与实践课题(JGLX16-109)扬州大学创新创业教育改革项目(yzucx2016-3C)
论文发表日期：2019-01-01
在线出版日期：2025-08-15（本平台首次上网日期，不代表文献的发表时间）
页数：6( 245-250 )
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