طراحی سه بعدی و تحلیل المان محدود داربست مهندسی بافت به منظور کاربرد در درمان بافت استخوانی آسیب دیده

Abstract

نقص‌های اساسی استخوان بویژه در استخوان‌های بلند مانند استخوان ران، که می‌توانند نتیجه ضربه، تومور و یا عفونت استخوان باشند، از متداول‌ترین آسیب‌هایی هستند که انسان در زندگی روزمره با آن‌ها روبه‌رو می‌شود. در این پژوهش، روندی کاربردی و با دقت مطلوب برای طراحی داربست مهندسی بافت استخوان برای کاربرد در درمان آسیب‌های استخوانی ارائه گردیده است. بدین منظور، تصاویر سی‌تی اسکن از ناحیه مربوط به استخوان ران انسان تهیه شد. با استفاده از این تصاویر، مدل‌های سه بعدی از قسمت‌های قشری و اسفنجی استخوان ران ساخته شد. یک نقص استخوانی ناشی از آسیب استخوان، در قسمت‌های قشری و اسفنجی ایجاد گردید. به منظور بررسی تاثیر تخلخل بر مدول یانگ سلول واحد، از تحلیل المان محدود استفاده شد. در نهایت با استفاده از نتایج حاصل از تحلیل المان محدود، سلول واحد با اندازه ضلع 0.972 میلی‌متر و اندازه منفذ 0.6 میلی‌متر برای بازسازی قسمت قشری و سلول واحد با اندازه ضلع 0.972 میلی‌متر و اندازه ضخامت پایه 0.165 میلی متر برای بازسازی قسمت اسفنجی طراحی شده و در ساختار داربست مورد استفاده قرار گرفت. داربست طراحی شده در این پژوهش دارای هندسه‌ای منطبق بر هندسه قسمت آسیب دیده در حالت ایده‌آل خود بوده و به خوبی شرایط مورد نیاز برای تکثیر سلولی و انتشار مواد غذایی را فراهم می‌کند.