1403/01/29
محمد جواد خوش گفتار

محمد جواد خوش گفتار

مرتبه علمی: استادیار
ارکید: https://orcid.org/0000-0002-7942-6877
تحصیلات: دکترای تخصصی
اسکاپوس: 35119188800
دانشکده: دانشکده فنی مهندسی
نشانی: دانشگاه اراک، گروه مهندسی مکانیک
تلفن: 08632625005

مشخصات پژوهش

عنوان
طراحی سه بعدی و تحلیل المان محدود داربست مهندسی بافت استخوان به منظور بهبود خواص مکانیکی
نوع پژوهش
پایان نامه های تقاضا محور و غیر تقاضا محور
کلیدواژه‌ها
مهندسی بافت، داربست، سلول واحد، بافت استخوانی، خواص مکانیکی، نسبت سطح به حجم
سال 1401
پژوهشگران محمد جواد خوش گفتار(استاد راهنما)، حمیدرضا انصاری(دانشجو)

چکیده

آسیب دیدگی بافت های استخوانی از متداول ترین مشکلاتی هستند که انسان در طول زندگی با آن ها روبه رو می شود. مهندسی بافت به عنوان یک روش درمانی جدید، رویکردی در حال توسعه برای بازسازی و ترمیم بافت های آسیب دیده بوده و از سه ابزار پایه ای سلول ها، داربست و فاکتور های رشد برای بازسازی بافت های جدید استفاده می کند. داربست به عنوان یکی از اصلی ترین بخش های مهندسی بافت، باید دارای ویژگی هایی از جمله سازگاری زیستی، خصوصیات مکانیکی متناسب با نوع بافت آسیب دیده و ویژگی های سطحی مناسب برای چسبندگی هر چه بهتر سلول ها باشد. در این پایان نامه، روندی کاربردی و با دقت مطلوب برای طراحی داربست مهندسی بافت استخوان ارائه گردیده و تاثیر هندسه سلول واحد بر خواص مکانیکی و ویژگی های سطحی داربست مورد مطالعه قرار گرفته است. بدین منظور، تصاویر سی تی اسکن از ناحیه مربوط به استخوان ران انسان تهیه شد. با استفاده از این تصاویر، مدل های سه بعدی از قسمت های قشری و اسفنجی استخوان ران ساخته شد. یک نقص استخوانی ناشی از آسیب استخوان، در قسمت های قشری و اسفنجی ایجاد گردید. در ادامه، سطح خارجی قسمت های آسیب دیده با هندسه ای در حالت ایده آل طراحی شد. طراحی سلول واحد سازنده ساختار داخلی داربست در بخش اولیه کار با هندسه ای ساده صورت گرفت. 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 های واحد با پارامترهای ساختاری مناسب برای بازسازی قسمت های قشری و اسفنجی طراحی شده و در ساختار داربست مورد استفاده قرار گرفت. به منظور بررسی تاثیر هندسه سلول واحد بر خواص مکانیکی و ویژگی های سطحی داربست نیز شش نوع سلول واحد با هندسه متفاوت طراحی شد. با استفاده از تحلیل المان محدود، نحوه تغییرات مدول یانگ بر حسب تغییرات تخلخل سلول واحد تعیین گردید. سپس سلول های واحد با پارامتر های ساختاری متناسب با قسمت های قشری و اسفنجی به گونه ای طراحی شدند که نسبت سطح به حجم برای هریک از این سلول های واحد در بیشترین حالت ممکن قرار گیرد. بر اساس نتایج بدست آمده، سلول واحد با داشتن بیشترین نسبت سطح به حجم در قسمت های قشری و اسفنجی داربست تعیین شده و به عنوان سلول واحد مناسب برای ساختار داربست انتخاب گردید. در پایان ساختار نهایی داربست طراحی شد. دارب