Diseño de andamios porosos basados en tetraedros para impresión 3D
Autores: Guo, Ye; Liu, Ke; Yu, Zeyun
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2019
Acceso abierto
Artículo científico
2019
Diseño de andamios porosos basados en tetraedros para impresión 3D
Categoría
Procesos industriales
Subcategoría
Diseño de procesos industriales
Palabras clave
Reparación de tejidos
Diseños de andamios porosos
Superficie mínima periódica triple
Superficies implícitas tetraédricas
Coordenadas cartesianas
Andamio de fémur
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 20
Citaciones: Sin citaciones
La reparación de tejidos ha sido el objetivo final de la cirugía, especialmente con la aparición de la medicina reconstructiva. Se ha presentado en la literatura una gran cantidad de investigaciones dedicadas a explorar diseños innovadores de andamios porosos, incluidos los homogéneos y los inhomogéneos. La superficie mínima periódica triple ha sido una fuente versátil de diseño de estructuras biomórficas debido a su superficie lisa y alta interconectividad. No obstante, muchos modelos 3D a menudo se representan en forma de mallas triangulares por su eficiencia y conveniencia. El requisito de mallas hexaédricas regulares se convierte entonces en una de las limitaciones del método de superficie mínima periódica triple. En este artículo, hacemos un intento exitoso de generar estructuras de poros microscópicos utilizando superficies implícitas tetraédricas. Para reemplazar las coordenadas cartesianas convencionales, se construye un nuevo sistema de coordenadas basado en las distancias perpendiculares entre un punto y las caras tetraédricas para capturar la periodicidad de una superficie implícita tetraédrica. De manera similar a la superficie mínima periódica triple, se definen una variedad de superficies implícitas tetraédricas, incluidas las superficies P-, D- y G-, mediante combinaciones de funciones trigonométricas. Además, comparamos las superficies mínimas periódicas triples con las superficies implícitas tetraédricas en términos de forma, porosidad y curvatura media para discutir las similitudes y diferencias de las dos superficies. Se proporciona un ejemplo de construcción de andamios de fémur para demostrar el proceso detallado de modelado de arquitecturas porosas utilizando la superficie implícita tetraédrica.
Descripción
La reparación de tejidos ha sido el objetivo final de la cirugía, especialmente con la aparición de la medicina reconstructiva. Se ha presentado en la literatura una gran cantidad de investigaciones dedicadas a explorar diseños innovadores de andamios porosos, incluidos los homogéneos y los inhomogéneos. La superficie mínima periódica triple ha sido una fuente versátil de diseño de estructuras biomórficas debido a su superficie lisa y alta interconectividad. No obstante, muchos modelos 3D a menudo se representan en forma de mallas triangulares por su eficiencia y conveniencia. El requisito de mallas hexaédricas regulares se convierte entonces en una de las limitaciones del método de superficie mínima periódica triple. En este artículo, hacemos un intento exitoso de generar estructuras de poros microscópicos utilizando superficies implícitas tetraédricas. Para reemplazar las coordenadas cartesianas convencionales, se construye un nuevo sistema de coordenadas basado en las distancias perpendiculares entre un punto y las caras tetraédricas para capturar la periodicidad de una superficie implícita tetraédrica. De manera similar a la superficie mínima periódica triple, se definen una variedad de superficies implícitas tetraédricas, incluidas las superficies P-, D- y G-, mediante combinaciones de funciones trigonométricas. Además, comparamos las superficies mínimas periódicas triples con las superficies implícitas tetraédricas en términos de forma, porosidad y curvatura media para discutir las similitudes y diferencias de las dos superficies. Se proporciona un ejemplo de construcción de andamios de fémur para demostrar el proceso detallado de modelado de arquitecturas porosas utilizando la superficie implícita tetraédrica.