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生物陶瓷体内降解过程模拟与可视化研究

周爱芳

  作为与人体骨生物相容性最好的骨缺损修复材料之一,多孔磷酸三钙生物陶瓷(β—TCP)能诱发或允许邻近骨组织生长,其本身可逐渐降解而被新骨取代,从而达到治疗的目的。通过研究β—TCP的降解特性和骨化机制,采用C++和ACIS实现三维降解仿真软件的编制,将这一动态降解过程显示出来,不仅可以全面、细致地观察和研究材料在人体内这一复杂环境下的变化过程,而且能够分析其降解性能是否良好,从而为研制与开发新型功能材料提供理论依据。通过以上研究,得出的结论如下:1.本文在深入认识材料降解机理的基础上,对其降解过程的二维仿真模型作进一步研究,结合材料的降解特性,利用Monte Carlo方法建立符合生物材料降解过程的三维仿真模型,并通过计算降解度以及相关参数检验此仿真模型的合理性。2.研究了材料晶粒长大与材料降解之间的关系,并对多晶材料晶粒长大模型进行研究,认为材料降解过程是晶粒在复杂生理环境下的逐步萎缩和被吞噬,最后完全消失,被新的组织所代替,这一过程正好与晶粒生长过程相反,二者在模型建立和仿真算法的实现等方面有着内在联系。3.应用晶粒长大理论建立材料降解的理论模型,实现了生物材料降解仿真算法以及过程模拟。降解模拟运行结果表明,材料与原骨边界上首先出现了显微结构的变化,证明了新骨首先是沿着边界生长这一论断。4.文中所建立的三维降解可视化仿真模型可以灵活地获取截面并通过截面分析,将模拟结果与实验研究结果进行对比,证明仿真模型的正确性。……   
[关键词]:β-TCP;降解过程;Monte Carlo(MC)方法;三维仿真
[文献类型]:硕士论文
[文献出处]:武汉理工大学2003年