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Investigación Computacional de las Propiedades Fluidas de Estructuras de Superficie Mínima Periódica Triple (TPMS) en Ingeniería de Tejidos

Autores: Shahid, Muhammad Noman; Shahid, Muhammad Usman; Rasheed, Shummaila; Irfan, Muhammad; Obeidi, Muhannad Ahmed

Idioma: Inglés

Editor: MDPI

Año: 2024

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Acceso abierto

Artículo científico
2024

Investigación Computacional de las Propiedades Fluidas de Estructuras de Superficie Mínima Periódica Triple (TPMS) en Ingeniería de Tejidos


Categoría

Procesos industriales

Subcategoría

Diseño de procesos industriales

Palabras clave

Ingeniería de tejidos
Sustitutos de tejidos artificiales
Andamios porosos en 3D
Dinámica de fluidos computacional
Distribuciones de presión y velocidad
Esfuerzo cortante en la pared

Licencia

CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual

Consultas: 18

Citaciones: Sin citaciones


Descripción
La ingeniería de tejidos, un campo en rápida evolución en la medicina, ha logrado avances significativos con el desarrollo de sustitutos de tejido artificial para satisfacer la creciente necesidad de trasplantes de órganos. Los andamios porosos tridimensionales (3D) se utilizan ampliamente en la ingeniería de tejidos, especialmente en la cirugía ortopédica. Este estudio investigó las propiedades fluidas de las estructuras de diamante y giroides con diferentes niveles de porosidad (50-80%) utilizando análisis de Dinámica de Fluidos Computacional (CFD). Se analizaron las distribuciones de presión y velocidad, y se observó que la presión disminuía gradualmente, mientras que la velocidad aumentaba en el área central de las estructuras superficiales. Específicamente, la caída de presión osciló entre 2.079 y 0.984 Pa para la estructura de diamante y entre 1.669 y 0.943 Pa para la estructura de giroides a medida que la porosidad aumentaba del 50% al 80%. También se encontró que la permeabilidad aumentaba a medida que aumentaba el nivel de porosidad, con valores que oscilaban entre y para la estructura de diamante y entre y para la estructura de giroides. También se analizó el esfuerzo cortante en la pared (WSS), mostrando una disminución constante con el aumento de la porosidad para ambos tipos de estructuras, con valores de WSS que oscilaban entre y para la estructura de diamante y entre y para la estructura de giroides. En general, este estudio proporciona información sobre las propiedades fluidas de las estructuras de diamante y giroides, que pueden ser útiles en diversas aplicaciones como la ingeniería de tejidos.

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