2023年全國碩士研究生考試考研英語一試題真題(含答案詳解+作文范文)_第1頁
已閱讀1頁,還剩114頁未讀 繼續(xù)免費(fèi)閱讀

下載本文檔

版權(quán)說明:本文檔由用戶提供并上傳,收益歸屬內(nèi)容提供方,若內(nèi)容存在侵權(quán),請(qǐng)進(jìn)行舉報(bào)或認(rèn)領(lǐng)

文檔簡介

1、可降解生物陶瓷β-磷酸三鈣(β-TCP)是一種性能優(yōu)良的骨替代和修復(fù)材料,植入體內(nèi)后將逐漸被新生骨替代。研究可降解生物陶瓷在體內(nèi)的演變過程和機(jī)理對(duì)于設(shè)計(jì)性能及結(jié)構(gòu)優(yōu)異的骨移植材料具有重要的意義。由于受體內(nèi)外試驗(yàn)條件的限制,可降解生物陶瓷在體內(nèi)的演變過程還沒有得到深入的認(rèn)識(shí)。對(duì)于復(fù)雜系統(tǒng)來說,建模與仿真一直是一個(gè)受到高度重視的研究手段。計(jì)算機(jī)模擬技術(shù)具有:(1)模擬時(shí)間的可伸縮性;(2)模擬過程的可重復(fù)性;(3)模擬運(yùn)行的可控性;(4)模

2、擬實(shí)驗(yàn)的優(yōu)化性、經(jīng)濟(jì)性、安全性和預(yù)見性等優(yōu)點(diǎn),因此運(yùn)用計(jì)算機(jī)模擬技術(shù)探索可降解生物陶瓷的體內(nèi)演變過程可以克服實(shí)驗(yàn)手段的不足。 可降解生物陶瓷β-TCP植入體內(nèi)后,材料的降解和新骨的生長過程受多種因素的影響。從系統(tǒng)的角度考慮,可降解生物陶瓷在體內(nèi)的降解和新骨的生長過程可視為一個(gè)復(fù)雜系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)演化過程,其復(fù)雜行為很難用一般的數(shù)學(xué)模型予以描述和模擬。元胞自動(dòng)機(jī)具有簡單的演化規(guī)則、時(shí)空離散化、高度并行的物理結(jié)構(gòu)和復(fù)雜的動(dòng)力學(xué)特性等特點(diǎn),

3、被認(rèn)為是復(fù)雜系統(tǒng)的重要研究方法之一。本文基于元胞自動(dòng)機(jī)方法建立可降解生物陶瓷在體內(nèi)演變的仿真模型和運(yùn)用可視化技術(shù)再現(xiàn)仿真的動(dòng)態(tài)過程,目的是研究和探索可降解生物陶瓷的體內(nèi)演變動(dòng)力學(xué)。通過比較仿真結(jié)果與體內(nèi)外實(shí)驗(yàn)的結(jié)果,不斷地修改或增加參數(shù)以完善仿真模型;并且可利用完善的仿真模型來探索優(yōu)化的骨移植材料的仿生設(shè)計(jì),縮短新型人工骨材料的研發(fā)周期和降低實(shí)驗(yàn)成本。本文的主要研究內(nèi)容和成果是: (1)可降解生物陶瓷的多孔結(jié)構(gòu)分析以及結(jié)構(gòu)模擬。

4、本文以孔尺寸和孔隙率為建模參數(shù),基于制備原理建立了多孔結(jié)構(gòu)的仿真模型,模擬的多孔結(jié)構(gòu)與通常體內(nèi)外試驗(yàn)采用的多孔材料的結(jié)構(gòu)非常相似;基于處理后的骨組織圖像重構(gòu)的多孔結(jié)構(gòu)與真實(shí)的骨組織的多孔結(jié)構(gòu)非常相似。運(yùn)用分形理論分析多孔結(jié)構(gòu)的復(fù)雜性,得出具有相近孔徑、孔隙率的多孔結(jié)構(gòu)可能具有不同的孔與材料的界面分形維;孔的分形維與孔結(jié)構(gòu)的界面接觸面積具有一定的關(guān)系,即分形維較大,孔結(jié)構(gòu)的界面接觸面積也較大。 (2)體液擴(kuò)散進(jìn)入多孔結(jié)構(gòu)模擬。本文

5、基于隨機(jī)元胞自動(dòng)機(jī)方法建立了體液擴(kuò)散進(jìn)入多孔結(jié)構(gòu)的仿真模型,模型中主要的參數(shù)和演化規(guī)則根據(jù)體液在多孔陶瓷中的流動(dòng)行為確定。由模擬結(jié)果可知:如果體液僅從上方擴(kuò)散進(jìn)入多孔結(jié)構(gòu),盡管模擬的多孔結(jié)構(gòu)是有限的,但是可以清楚地獲得滲流閾值在二維情況下大約為0.6;在三維情況下大約為0.34。仿真結(jié)果也表明:在均勻的孔隙中,不同的模擬次數(shù)下流經(jīng)孔隙的體液沒有顯著的變化,反之若孔隙不均,則很難獲得一定的規(guī)律。因此,制備具有均勻孔隙的多孔生物陶瓷有利于研

6、究植入體內(nèi)后材料的降解和新骨的形成。 (3)生物陶瓷體內(nèi)降解和新骨生長的模擬。本文基于元胞自動(dòng)機(jī)方法建立了仿真模型,模擬是基于細(xì)胞尺度下的微觀結(jié)構(gòu)。從計(jì)算機(jī)模擬產(chǎn)生的生物陶瓷降解和新骨生長的動(dòng)力學(xué)曲線中可知:整個(gè)系統(tǒng)中可降解生物陶瓷由于體液的作用隨著時(shí)間的延長而逐漸溶解變少;隨著材料的降解,骨組織同時(shí)在孔隙內(nèi)部生長,最后系統(tǒng)趨于平衡。模擬過程中材料的降解和新骨的生長都比較平緩,系統(tǒng)中材料和新骨的總量基本保持一致,這有助于保持多孔

7、結(jié)構(gòu)的負(fù)載能力??山到馍锾沾捎捎谑艿襟w液的作用和細(xì)胞的影響,植入體內(nèi)后隨著新骨的生長生物陶瓷逐漸被新骨完全取代。計(jì)算機(jī)模擬還產(chǎn)生了不同演化時(shí)步下材料的降解速率和新骨的生長速率曲線,為研究骨移植材料的降解過程提供了重要信息。通過比較不同多孔結(jié)構(gòu)的骨移植材料的降解曲線和降解圖像可知:與骨組織相近的多孔結(jié)構(gòu)作為元胞自動(dòng)機(jī)模型的初始演化系統(tǒng),仿真結(jié)束時(shí)產(chǎn)生的多孔結(jié)構(gòu)與真實(shí)的骨組織結(jié)構(gòu)非常相近,且材料降解與新骨生長過程的同步性也更為理想。

8、 (4)可降解生物陶瓷體內(nèi)演變過程的可視化。本文運(yùn)用MATLAB編程實(shí)現(xiàn)了仿真建模的可視界面設(shè)計(jì)和仿真過程的動(dòng)態(tài)可視化??梢暯缑嫣峁┝朔抡婺P偷膮?shù)輸入、仿真命令的輸入、仿真結(jié)果的圖形顯示,為仿真模型的有效性提供了橋梁。仿真結(jié)果的三維顯示及其剖面顯示為研究三維多孔支架和仿真產(chǎn)生的內(nèi)部結(jié)構(gòu)提供了有效的手段。仿真過程的動(dòng)態(tài)顯示有利于研究可降解生物陶瓷植入體內(nèi)后材料的降解和新骨形成的動(dòng)態(tài)過程,彌補(bǔ)了體內(nèi)外試驗(yàn)手段的不足。 本文基于元

溫馨提示

  • 1. 本站所有資源如無特殊說明,都需要本地電腦安裝OFFICE2007和PDF閱讀器。圖紙軟件為CAD,CAXA,PROE,UG,SolidWorks等.壓縮文件請(qǐng)下載最新的WinRAR軟件解壓。
  • 2. 本站的文檔不包含任何第三方提供的附件圖紙等,如果需要附件,請(qǐng)聯(lián)系上傳者。文件的所有權(quán)益歸上傳用戶所有。
  • 3. 本站RAR壓縮包中若帶圖紙,網(wǎng)頁內(nèi)容里面會(huì)有圖紙預(yù)覽,若沒有圖紙預(yù)覽就沒有圖紙。
  • 4. 未經(jīng)權(quán)益所有人同意不得將文件中的內(nèi)容挪作商業(yè)或盈利用途。
  • 5. 眾賞文庫僅提供信息存儲(chǔ)空間,僅對(duì)用戶上傳內(nèi)容的表現(xiàn)方式做保護(hù)處理,對(duì)用戶上傳分享的文檔內(nèi)容本身不做任何修改或編輯,并不能對(duì)任何下載內(nèi)容負(fù)責(zé)。
  • 6. 下載文件中如有侵權(quán)或不適當(dāng)內(nèi)容,請(qǐng)與我們聯(lián)系,我們立即糾正。
  • 7. 本站不保證下載資源的準(zhǔn)確性、安全性和完整性, 同時(shí)也不承擔(dān)用戶因使用這些下載資源對(duì)自己和他人造成任何形式的傷害或損失。

評(píng)論

0/150

提交評(píng)論