Micromechanical Behavior of TPMS Scaffolds for Bone Tissue Engineering

小旋翼机 材料科学 压缩(物理) 多孔性 复合材料 刚度 组织工程 生物医学工程 模数 共聚物 医学 聚合物
作者
A. P. G. Castro,Jorge Santos,Tiago Pires,Paulo R. Fernandes
出处
期刊:Macromolecular Materials and Engineering [Wiley]
卷期号:305 (12) 被引量:22
标识
DOI:10.1002/mame.202000487
摘要

Abstract The triply periodic minimal surfaces (TPMS) methodology is explored to design porosity and curvature‐controlled tissue engineering (TE) scaffolds. This work combines mechanical testing and finite element (FE) simulation to characterize TPMS scaffolds micromechanical behavior, i.e., to estimate the response at the cell level to the macromechanical properties of different geometries (Schwartz D, Gyroid, and Schwartz P, with 60%, 70%, and 80% porosity, identified from SD60 to SP80) and testing conditions (6%, 8%, and 10% ramp compression, during 10, 20, and 30 s). Mechanical tests with ten 3D printed samples per model obtain Young Modulus levels from 0.048 GPa (SD80) to 0.267 GPa (SD60) and yield stresses from 0.495 MPa (SP80) to 5.226 MPa (SD60), being these associated with trabecular bone. FE simulations identify strain rate as the major influencer for cell response, as the probabilities for bone formation increase from 23.18% (SD) to 29.81% (SP) when increasing the compression period from 10 to 30 s. Additionally, compression beyond 6% causes excessive rates of cell death. SD and SG models have more consistent cell adhesion paths than SP ones, but superior stiffness of SD scaffolds induces higher cell death probabilities. Thus, SG scaffolds would be a better choice for most TE applications.

科研通智能强力驱动
Strongly Powered by AbleSci AI
科研通是完全免费的文献互助平台,具备全网最快的应助速度,最高的求助完成率。 对每一个文献求助,科研通都将尽心尽力,给求助人一个满意的交代。
实时播报
backlight完成签到 ,获得积分10
刚刚
smin完成签到,获得积分10
1秒前
缥缈嘉熙完成签到,获得积分10
2秒前
桐桐应助YYU采纳,获得10
2秒前
雪白的雪完成签到,获得积分10
4秒前
ccccchen完成签到,获得积分10
5秒前
小王完成签到 ,获得积分10
6秒前
布布完成签到,获得积分10
7秒前
1am33in完成签到 ,获得积分10
7秒前
cdercder应助Tonald Yang采纳,获得10
8秒前
小群完成签到,获得积分10
8秒前
未顾完成签到,获得积分10
9秒前
sdfwsdfsd完成签到,获得积分10
10秒前
王平安完成签到 ,获得积分10
10秒前
勤恳的板凳完成签到 ,获得积分10
10秒前
11秒前
12秒前
854fycchjh完成签到,获得积分10
13秒前
冰夜雨完成签到,获得积分10
13秒前
m(_._)m完成签到 ,获得积分0
14秒前
赤子心i完成签到 ,获得积分10
15秒前
w。发布了新的文献求助20
15秒前
阳光冰颜完成签到,获得积分10
16秒前
李健的粉丝团团长应助YYU采纳,获得10
16秒前
cdercder应助苹果精采纳,获得10
17秒前
pddl发布了新的文献求助10
17秒前
zz完成签到,获得积分10
17秒前
18秒前
YY完成签到 ,获得积分10
18秒前
科研小白张完成签到 ,获得积分10
20秒前
大模型应助科研通管家采纳,获得10
21秒前
lalala应助科研通管家采纳,获得10
21秒前
深情安青应助科研通管家采纳,获得10
21秒前
Hello应助科研通管家采纳,获得10
21秒前
haeden完成签到,获得积分10
21秒前
桐桐应助科研通管家采纳,获得10
21秒前
wanci应助科研通管家采纳,获得10
21秒前
21秒前
21秒前
iNk应助科研通管家采纳,获得20
21秒前
高分求助中
The Graphene Handbook (2019 Edition) 800
IEST-RP-CC018: Cleanroom Cleaning and Sanitization: Operating and Monitoring Procedures 600
Fundamentals of Pharmaceutical and Biologics Regulations: A Global Perspective, Second Edition 600
久松真一著作集〈第5巻〉禅と芸術 500
Fundamentals of Modern Mathematics: A Practical Review (Dover Books on Mathematics) 500
Cold War Transcended: Australia's China Policy, 1949-1990 470
Comprehensive Organic Synthesis 400
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 医学 生物 纳米技术 工程类 有机化学 化学工程 生物化学 计算机科学 物理 内科学 复合材料 催化作用 物理化学 光电子学 电极 细胞生物学 基因 无机化学
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 6595530
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 8365760
关于积分的说明 17908079
捐赠科研通 5746971
什么是DOI,文献DOI怎么找? 2952736
邀请新用户注册赠送积分活动 1928042
关于科研通互助平台的介绍 1821186