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.
最长约 10秒,即可获得该文献文件

科研通智能强力驱动
Strongly Powered by AbleSci AI
更新
大幅提高文件上传限制,最高150M (2024-4-1)

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
刚刚
杰瑞院士发布了新的文献求助10
1秒前
糖果屋发布了新的文献求助10
3秒前
zjcbk985完成签到,获得积分10
4秒前
李小伟发布了新的文献求助10
5秒前
7秒前
7秒前
llzuo发布了新的文献求助10
11秒前
杰瑞院士发布了新的文献求助10
12秒前
12秒前
13秒前
15秒前
17秒前
77完成签到 ,获得积分10
17秒前
xtang7979完成签到,获得积分10
17秒前
延胡索发布了新的文献求助10
18秒前
包容店员发布了新的文献求助50
20秒前
在水一方应助yoyo采纳,获得10
20秒前
20秒前
大模型应助和和和采纳,获得10
21秒前
21秒前
李李发布了新的文献求助10
23秒前
26秒前
大模型应助陶一淘采纳,获得10
27秒前
大宝宝完成签到,获得积分10
28秒前
Yang_Yuting发布了新的文献求助30
28秒前
genomed应助yiyayiya采纳,获得10
28秒前
29秒前
29秒前
29秒前
31秒前
33秒前
安静的虔发布了新的文献求助10
33秒前
苻如萱发布了新的文献求助20
33秒前
34秒前
Hello应助延胡索采纳,获得10
34秒前
Buster发布了新的文献求助10
35秒前
蔡问钰发布了新的文献求助10
35秒前
mycishere发布了新的文献求助10
36秒前
36秒前
高分求助中
The Oxford Handbook of Social Cognition (Second Edition, 2024) 1050
Kinetics of the Esterification Between 2-[(4-hydroxybutoxy)carbonyl] Benzoic Acid with 1,4-Butanediol: Tetrabutyl Orthotitanate as Catalyst 1000
The Young builders of New china : the visit of the delegation of the WFDY to the Chinese People's Republic 1000
юрские динозавры восточного забайкалья 800
English Wealden Fossils 700
Chen Hansheng: China’s Last Romantic Revolutionary 500
Mantiden: Faszinierende Lauerjäger Faszinierende Lauerjäger 500
热门求助领域 (近24小时)
化学 医学 生物 材料科学 工程类 有机化学 生物化学 物理 内科学 纳米技术 计算机科学 化学工程 复合材料 基因 遗传学 催化作用 物理化学 免疫学 量子力学 细胞生物学
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 3140965
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 2791902
关于积分的说明 7800851
捐赠科研通 2448159
什么是DOI,文献DOI怎么找? 1302441
科研通“疑难数据库(出版商)”最低求助积分说明 626568
版权声明 601226