بهینه سازی توپولوژیکی ساختارهای داربستی چاپ ۳ بعدی با استفاده از روش اجزای محدود

ساخت داربست های زیستی به منظور کشت سلولی، یکی از جنبه های مهندسی پزشکی است که به دلیل خواص منحصر به فردی همچون وزن سبک و جذب انرژی بالا امروزه به آن توجه شده است. در این پژوهش، با استفاده از بهینه سازی توپولوژیکی بر مبنای روش اجزای محدود، داربست زیستی ارائه گردیده است که بر اساس آن با درصد کسر حجمی یکسان، دارای استحکام فشاری بالاتری می باشد. به منظور ارزیابی هندسه بهینه ارائه شده، نخست ۳ ساختار داربستی متداول در مراجع مورد ارزیابی و صحت سنجی قرار گرفته می شوند. پس از صحت سنجی، شبیه سازی برای ماده چاپی PLA، با سه درصد حجمی ۲۰، ۴۰ و ۶۰، ساختارهای متداول با ساختار توصیه شده توسط فرآیند بهینه سازی توپولوژیکی مورد ارزیابی آزمون فشار قرار گرفته اند. نتایج نشان می دهند داربست هایی که توسط فرآیند بهینه سازی توپولوژیکی ارائه می گردد، در سه درصد حجمی ۲۰، ۴۰ و ۶۰، بترتیب به مقدار ۷/۰۳، ۸/۴۴ و ۱۱/۲۵ کیلونیوتن دارای استحکام فشاری هستند و استفاده از بهینه سازی توپولوژیکی بر مبنای روش اجزای محدود می تواند راه کاری کارآمد جهت ارائه داربست هایی مستحکم با درصد کسر حجمی یکسان باشد.

کلیدواژه ها:

بهینه سازی توپولوژیکی ، ساختارهای داربستی ، چاپ ۳ بعدی ، روش اجزای محدود