هلیسوهب هدش هتخاس تبراد لیلحت ... -...

بعدی، خرپا سهمکانیکی بعدی، خواصداربست، پرینت سه: های راهنماواژه

مقدمه -1-دیده در بیمار میهای آسیبهای جدید برای ترمیم بافتهدف اصلی در مهندسی بافت، بوجود آوردن بافت

شامل مواردی هاخاص خود را دارد، این ویژگی های بیولوژیکی و فیزیکیویژگی. از طرفی هر بافت [1]باشد

توانایی وارد كردن آثار عمل باید هر داربست در دین جهت. بباشدمیشکل خاص اندازه و مانند جنس،

نظور هر داربست براساس دارا باشد. بدین م، بهبود رفتار سلولی را به منظور خود بیولوژیکی و مکانیکی خاص

ها شبیه به ماتریکس خارج سلولی است كه های داربستویژگی .[2]خواص بافت هدفش طراحی می شود

های فیزیکی و شیمیایی تکثیر دارند. ماتریکس خارج سلولی یکی از اجزا مهم نقشی مهم در انتقال سیگنال

آورد ها حمایت مکانیکی لازم را فراهم میی بافتهای چون غضروف و عرق خونی است و درنتیجه برادر بافت

ها را با هم در یک ها و بافتكند. همچنین سلولو انتقال آب، مواد غذایی و دیگر مواد حل شده را تنظیم می

ت و با یکدیگر تعامل داشته باشند توانند مهاجرها میدارد و ماتریس سازمانی كه در آن سلولشبکه نگه می

ها ترین آنشود كه یکی از مهمها از مواد مختلفی استفاده میبرای ساخت داربست [4, 3]كند.فراهم می ار

[email protected] بابل یدانشگاه صنعت یک،مکان ی، دانشکده مهندسارشد یكارشناس 1 [email protected] بابل یدانشگاه صنعت یک،مکان یدانشکده مهندس یار،دانشنویسنده مسئول، 2

[email protected] بابل یدانشگاه صنعت یک،مکان یدانشکده مهندس یار،دانش 3

1مسعود شیرزاد كارشناسی ارشد

2علیرضا فتحی دانشیار

3سیدمحمود ربیعی دانشیار

وسیله تحلیل داربست ساخته شده به ساخت و

بعدیبعدی و روش پرینت سهالگوی خرپای سه

های مهندسی بافت، با برای ساخت داربستدر این مقاله الگوی نوینی ها از بعدی ارائه شده است. جهت ساخت داربستاستفاده از روش پرینت سه

های نهایی دارای دو رزین آكریلاتی حساس به نور استفاده شده است. نمونهها مورد بررسی قرار باشند كه رفتار مکانیکی آنساختار ساده و گرادیانی می

محوره و ها با استفاده از تست فشار تکص مکانیکی نمونهگرفته است. خوا-دهد كه تحت تغییر شکلمعادله تجربی مورد بررسی شد. نتایج نشان می

گرادیانی برخلاف نمونه ساده نواحی الاستیک متعددی های بزرگ در نمونهبندی در كنار مزیت زیستی نمونه آید. استفاده از این نوع لایهبوجود می

ها را بهبود بخشد.تواند كارایی داربستانی میگرادی

mailto:[email protected]

1331سال بیستم، شماره سوم، پاییز نشریة پژوهشی مهندسی مکانیک ایران 33

-اند. مهمپلیمرها در چند دهه اخیر به دلایل مختلف كاربردهای پزشکی فراوانی یافته [5]باشند.پلیمرها می

-پذیری این مواد در مقابل فلزات و سرامیکها و شکلترین دلیل استفاده از پلیمرها، توانایی ساخت آسان آن

گیرد. پلیمرهای ها قرار میبت به فلزات و سرامیکباشد. همچنین از لحاظ قیمت، كاملاً در ارجحیت نسها می

6آمیدها، پلی5وینل كلراید، پلی4متیل متاكریلات، پلی3ارتان، پلی2پروپیلین، پلی1اتیلنپلی سازگارشاملزیست

شود به عنوان موادی پایدار در مقابل ها استفاده میباشند كه هنگامی در كاربردهای مهندسی از آنو... می

به هرجهت بدن انسان به تمامی مواد خارجی واكنش نشان داده و انواع شوند.پذیر یاد میرهای تخریبپلیم

پذیر و چه پایدار( در بدن انسان طی یک دوره زمانی)چند هفته تا چند سال( پس از )چه تخریب پلیمرها

تر تخریب نیاز باشد به ایینكاشت از بین خواهند رفت. البته پلیمرهای پایدار بیشتر در مواردی كه سرعت پ

-سازگاری، تخریبهای خاصی مانند: زیستها دارای ویژگیبه همین دلیل باید داربست .[1, 6]روندكار می

پذیری، خواص مکانیکی مناسب، ساختار مناسب داربست، وجود تکنولوژی ساخت، عدم تحریک سیستم

ترین و كه از مهمها وجود دارد های مختلفی برای ساخت داربست. از طرفی روش[13-8]ایمنی باشند

های ساخت سریع گفته شده و به عنوان یک تحول در زمینه ها روشها كه در اصطلاح به آنجدیدترین آن

شوند. این روش با كاهش هزینه و كاهش زمان ساخت، روشی مناسب طراحی و تولید در صنعت شناخته می

های مختلفی جهت ساخت سریع داربست وجود دارد. روش .[11،12]شودبرای تولید قطعات شناخته می

، پردازش دیجیتال [13]3، استریولیتوگرافی8، ذوب گزینشی لیزری1هایی مثل رسوب نشانی ذوبیروش

در ساخت و همچنین دقت بالایی دارد روش پردازش دیجیتال تصویر سرعت بالایی كه در این بین 13تصویر

دلیل داشتن دقت بالا در كنار ه ب 11های كامپیوتریهای كامپیوتری و مدل. در این بین استفاده از طرح[14]

نش با استفاده از روش دین و همکارا[15] ی دارند.ها كاربرد فراوانبعدی در طراحی داربستپرینت سه

هایی با پردازش دیجیتال تصویر ممتد و رزین مایع و مقایسه این روش با روش استریولیتوگرافی داربست

.[15]دقت بالا بوجود آوردند و همچنین سرعت ساخت را بسیار بالا برده شد

در پژوهش انجام شده توسط گاوین و همکاران، با استفاده از روش پردازش دیجیتال تصویر و با كنترل كامل

های دلخواه بوجود آورده شده است. در این پژوهش با استفاده از هایی با ویژگیتخلخل و چیدمان، داربستبر

ژلاتین متاكریلات و تغییر در ساختار و تمركز پلیمر، جهت بهبود خواص مکانیکی تلاش شده است و

.[1]گیردها بخوبی صورت میحركت سلولها، تجمع و همچنین بدلیل ارتباط كامل بین حفره

1 Polyethylene 2 Polypropylene 3 Polyurethane 4 Poly(methyl methacrylate) 5 Poly(vinyl chloride) 6 Polyamides 7 FDM(fused deposition method) 8 SLM(selective laser melting) 9 SLA(stereolithography) 10 DLP(digital light processing) 11 CAD

31 ...وسیله الگوی خرپایتحلیل داربست ساخته شده بهساخت و

باشد. در ها ارضای خواص مکانیکی و تحمل بارهای موجود در محل كاشت مییکی از ویژگی مهم داربست

در این بین تاثیر درصد تخلخل، شکل، باشند.نتیجه عوامل مختلفی در خواص مکانیکی داربست موثر می

واص مکانیکی داربست دارند. در پژوهش صورت گرفته توسط ای در خنحوه چینش و قرارگیری سهم عمده

ها باعث ها پرداخته شده است. افزایش تخلخل در داربستفولر و همکاران به تاثیر تخلخل و شکل حفره

شدت تحت تاثیر ه نیکی را بتواند خواص مکاشود و همچنین شکل تخلخل نیز میكاهش مدول الاستیک می

رابطه بین این خواص و عواملی چون در بحث خواص مکانیکی دسته دیگری از مقالات به .[18-16]قرار دهد

-هبود خواص مکانیکی تلاش كردهپردازند و از این راه جهت بها، روش ساخت و مواد میضخامت دیواره

ها نه تنها باعث رفتار مکانیکی داربست تحت بارهای خارجی . بهبود خواص مکانیکی داربست[21-13]اند

.[22]شودشده بلکه، در مواردی كه با افزایش رفتار الاستیک مواجه است، باعث افزایش تکثیر سلولی نیز می

رائه شود. بعدی اها به روش پرینت سهدر پژوهش حاضر تلاش شده ساختاری نوین برای ساخت داربست

های متنوع بررسی شود و امکان بهبود ساختار آن جهت چینیهمچنین خواص مکانیکی این ساختار با لایه

های سخت مطالعه گردد.استفاده در بافت

سلول واحد سازنده داربست -1شکل

(1شکل) اندازه اجزا در سلول واحد -1جدول

J(mm) Z(mm) L(mm) اضلاع سلول

واحد

3,3 36/6 اندازه 1

های ساده و گرادیانیاندازه سطح مقطع در نمونه -2جدول

نمونه

(mm)گرادیانینمونه

(mm)ساده

سطح مقطع

3 ،2 ،5/1 ،1 ،

5/3

اندازه قطر 1


هامواد و روش -2

اند. در طراحی شدهبعدی ( به شکل خرپای سه(1)های واحد تکرارشونده )شکلها به صورت سلولداربست

( zو x ، y( سلول واحد با سطح مقطع تعضای یکسان در سه جهت اصلی)(2)نمونه تکرارشونده شاده )شکل

شوند اما در نمونه گرادیانی، سطح مقطع اعضا با حركت از مركز داربست به سمت سطح داربست در تکرار می

انی با افزایش میزان میزان تخلخل در سطح چینی گرادی(. لایه(3)یابند)شکلسه جهت اصلی، افزایش می

.[23]تر آن در داربست داردداربست نقش مهمی در افزایش میزان رشد بافت و حركت آسان

نشان داده شده است. (1)های مربوط به سلول در جدولبعدی سلول واحد و اندازهنمای سه (1)شکل

الف( و (3)الف و شکل(2)مطابق شکل) طراحی شده SolidWorks 2016افزار ها ابتدا بوسیله نرممدل

بعدی و ها بوسیله پرینت سهاست. ساخت داربست خروجی گرفته شده stlهای پایانی در فرمت نمونه

و رزین مایع، شامل منومرهای متاكریلات، ساخته شده است. با توجه به DLPپلیمریزاسیون نوری، روش

ها در كاربردهای مهندسی میزان تولید بسیار ناچیز سم در بدن توسط پلیمرهای متاكریلاتی، استفاده از آن

باشد.می mµ25میزان خطا در این روش برابر .[25, 24]بسیار مرسوم است بافت

ASTMF451-99aو براساس استاندارد santamها بوسیله دستگاه ساخت شركت تحکام فشاری نمونهاس

تنظیم شده و بار تا كاهش نزدیک به mm/min1های دستگاه گیری شده است. سرعت حركت فکاندازه

عدد تحت آزمایش 3های استحکام فشاری از هر نمونه نمونه اعمال گردیده است. در تستارتفاع هر 33%

ی ای و برای نمونهسطح مقاطع سلول واحد به شکل دایره ها تایید گردد.تا صحت جوابتجربی قرار گرفته

نشان داده شده است. (2)ساده و گرادیانی در جدول

CAD ب( فایل DLPالف( بوسیله نمونه ساده -2شکل


های تحت آزمون فشاراندازه نمونه -3جدول

CADب( فایل DLPوسیله ه گرادیانی الف( بنمونه -3شکل

های بدون تخلخلنمونه -4شکل

سطح (mm)ارتفاع

(mm×mm)مقطع نمونه

بدون تخلخل 5×5 5

ساده 35×35 35 گرادیانی 35×35 35


هاتست فشار از نمونه -5شکل

آزمون مکانیکی-2-1

گیری های متخلخل و غیر متخلخل با استفاده از دستگاه اندازهاستحکام فشاری هر نمونه ازجمله نمونه

گیری شد.اندازه ASTM F451-99aو براساس استاندارد KN 25( Santamشركت سنتام )استحکام، ساخت

مکانیکی خواص آوردن بدست جهت. است شده انتخاب mm/min1برابر آزمایش این در هافک حركت سرعت

. دهدمی نشان را هانمونه این (4)شکل است شده ساخته ایساده هاینمونه تخلخل بدون حالت در

.است شده ارائه مقاطع سطح چنینهم و شده ساخته هاینمونه اندازه (3)جدول در

نتایج -3-، نمودار تنش(6)اند. در شکلتحت آزمون فشار به صورت تجربی واقع شده (5)ها مانند شکلتمامی نمونه

یک ناحیه با مدول پایین ابتدا نمونه بدون تخلخلكرنش برای نمونه بدون تخلخل نشان داده شده است. در

طوری یابد، بهگیری میكه با افزایش میزان كرنش، میزان مدول الاستیک نیز افزایش چشم شودمشاهده می

رسد.می Mpa183باشد ولی در ناحیه مدول بالا به می Mpa44 كه در ناحیه مدول پایین این مقدار برابر

های ضی تاثیر نواحی مدول پایین و مدول بالا بر رفتار مکانیکی مدلدر ادامه با استفاده از معادلات ریا

شود.متخلخل بررسی می

های ساده و گرادیانی آورده شده است. در نمونه ساده ابتدا ناحیه ( نمودار تنش كرنش برای نمونه1در شکل)

شود. در ناحیهپلاستیک می( و بعد از این ناحیه نمونه وارد ناحیه Iشود )ناحیهالاستیک خطی مواجه می

شود. ها، تنش پس از مدتی تقریبا ثابت میپلاستیک بدلیل روی هم قرار گرفتن لایه

وسیله اعضای ه شود كه نتیجه تحمل نیروهای خارجی بدر نمودار در بعضی از نواحی تنش ثابتی دیده می

ارجی استحکام خود را از دست داده و با پس از مدتی و با افزایش میزان نیروی خ باشد كهدار خرپا میزاویه

شود.شود و با افزایش تغییر شکل، افت تعدیل مییک افت آنی مواجه می


كرنش برای نمونه بدون تخلخل-منحنی تنش -6شکل

باشد و باید نمونه ساده میباشد. ابتدا رفتار نمونه مشابه با شرایط در نمونه گرادیانی متفاوت با نمونه ساده می

نمونه با افزایش تغییر شکل وارد ناحیه تغییر شکل دائمی شود، اما با توجه طراحی كه نمونه گرادیانی دارد و

جای تغییر شکل دائمی نواحی الاستیک در نتیجه بهیابد، با حركت به سمت مركز نمونه قطر اعضا افزایش می

كه نشان از اهمیت این طرح در مواردی با كاربرد در فشارهای (IVو II ، III)نواحی شودمتعددی دیده می

باشد، در نمونه گرادیانی رفتار های بالا كه رفتار نمونه ساده پلاستیک دائمی میهمچنین در كرنش بالا دارد.

نها در تحقیقات پیشین نشان داده شده كه افزایش رفتار الاستیک داربست نه ت شود.الاستیک مشاهده می

.[22]ها موثر استشود بلکه در افزایش رشد و تکثیر سلولباعث كم شدن تغییر شکل دائمی داربست می

نکته قابل اتکا در این پژوهش ها نشان داده شده است.میزان تخلخل و خواص مکانیکی نمونه (4)در جدول

های گرادیانی جهت دستیابی به نواحی الاستیک متعدد كه در تحقیقات پیشین مغفول مانده، طراحی نمونه

باشند.نمیهای ساده این نواحی قابل دستیابی باشد كه در طراحی نمونهمی

بر طبق آزمایشات تجربی خود مدلی را برای محاسبه مدول الاستیک مواد متخلخل [26]اشبیگیبسون و

علاوه بر چگالی نسبی، مدول الاستیک ر تحت تاثیر مستقیم چگالی نسبی قرار دارد.ارائه كردند كه این مقدا

-ی گیبسونبندی تحت نام رابطهاین فرمول باشد.ماده متخلخل متاثر از ماده اولیه بدون تخلخل آن نیز می

( نشان داده شده است:1) اشبی در رابطه

(1) 𝐸𝑐𝑒𝑙𝑙

𝐸𝑏𝑢𝑙𝑘= (𝜌𝑅)2

چگالی 𝜌𝑅مدول الاستیک نمونه بدون تخلخل و Ebulkمدول الاستیک نمونه متخلخل، Ecellدر معادله بالا

برابر است با:𝜌𝑅 باشد. مقدار نسبی می

(2) 𝜌𝑅 = 1 − 𝑝𝑟𝑜𝑠𝑖𝑡𝑦 × 100


اشبی تحت دو مقدار بدست آورده شده است. در -مدول الاستیک با استفاده از معادله گیبسون (5)در جدول

استفاده Mpa 183و در ستون بعدی از مقدار bulkEبرای Mpa 44از مقدار 1اشبی-ستون با نام گیبسون

همی در توان پیش از ساخت مدول الاستیک كه خاصیت م( می5نتایج جدول) با استفاده از شده است.

باشد را محاسبه نمود. استفاده از این معادلات پیش از ساخت كمک شایانی در طراحی بهتر ها میداربست

نماید. نکته قابل توجه گیری میها پیشداربست نموده و همچنین از تحمیل هزینه مضاعف در ساخت نمونه

باشد كه های متخلخل میلاستیک نمونهاشبی غلبه ناحیه مدول پایین در رفتار ا-در نتایج معادلات گیبسون

آینده باید به این نکته توجه نمود. های در پژوهش

نتیجه گیری-4هایی نزدیک به هم و الگویی متفاوت ارائه شده است و نشان داده شده هایی با تخلخلدر این پژوهش، نمونه

مکانیکی را تحت تاثیر قرار داده و تواند خواصعلاوه بر اندازه و شکل تخلخل، نوع چیدمان تخلخل نیز می

توانند ها داشته باشد. نتایج نشان داد كه الگوهای گرادیانی میگیری در نتایج مکانیکی نمونهتغییرات چشم

-های سخت( را تحمل میها و بافت)مانند استخوان در مواردی كه تغییر شکل زیاد به همراه بار خارجی بالا

های تجربی نشان داد كه، اشبی در مقایسه با آزمون-سویی نتایج معادله گیبسوناز كنند، مفید واقع شوند.

های بالا ناحیه های متخلخل بیشتر تحت تاثیر ناحیه مدول پایین قرار دارند و در تخلخلمدول الاستیک نمونه

تری خواهد داشت. مدول بالا تاثیر كم

هایی با تخلخل دلخواه و توان به راحتی نمونه، میبعدیبا توجه به الگوی خرپایی و روش ساخت پرینت سه

خواص مکانیکی متنوعی با تغییر كوچکی مثل تغییر سطح مقطع ایجاد نموده و همچنین تغییر در مواد

سازنده موادی كامپوزیتی جهت داشتن خواص فیزیکی و مکانیکی بهتر داشت.

دیانیهای ساده و گراكرنش نمونه-مقایسه نمودار تنش -7شکل


هامقدار تخلخل و خواص مکانیکی نمونه -4جدول

مدول (Mpa)مقاومت فشاری

(Mpa)الاستیک نمونه تخلخل)%(

بدون 3 44و183 41

تخلخل

ساده 81 32/1 14/3

386/3،

133/3و 311/3

46/1،

61/3و 51/3

گرادیانی 13

اشبی-های تجربی با معادله گیبسونمقایسه داده -5جدول

مدول الاستیک با

-معادله گیبسون

(Mpa)2[26]اشبی

مدول الاستیک با

-معادله گیبسون

(Mpa)1[26]اشبی

مدول الاستیک

(Mpa)تجربی نمونه

ساده 32/1 588/1 636/6

گرادیانی 46/1 34/1 31/8

مراجع

[1] Gauvin, R., Chen, Y.C., Lee, J.W., Soman, P., Zorlutuna, P., Nichol, J.W., Bae, H., Chen,

S., and Khademhosseini, A., "Microfabrication of Complex Porous Tissue Engineering

Scaffolds using 3D Projection Stereolithography", Biomaterials, Vol. 33, No. 15, pp.

3824-3834, (2012).

[2] Ingber, D.E., Mow, V.C., Butler, D., Niklason, L., Huard, J., Mao, J., Yannas, I., Kaplan,

D., and Vunjak-Novakovic, G., "Tissue Engineering and Developmental Biology: Going

Biomimetic", Tissue Engineering, Vol. 12, No. 12, pp. 3265-3283, (2006).

[3] Kim, B.S., and Mooney, D.J., "Development of Biocompatible Synthetic Extracellular

Matrices for Tissue Engineering", Trends in Biotechnology, Vol. 16, No. 5 pp. 224-230,

(1998).

[4] Hashemi, Z., and Soleimani, M., ''Tissue Engineering Scaffolds, History, Types and

Fabrication Method'', Journal of Anatomy, Vol. 10, No. 45, pp. 145-168, (2011). (in

persian).

[5] Salmon, P.L., and Sasov, A.Y., ''Advanced Bioimaging Technologies in Assessment of the

Quality of Bone and Scaffold Materials'', Springer, New York, United States, (2007).

[6] Qin, L., Genant, H.K., Griffith, J.F., and Leung, K.S., ''Advanced Bioimaging

Technologies in Assessment of the Quality of Bone and Scaffold Materials: Techniques

and Applications'', Springer Science & Business Media, New York, United States,

(2007).


[7] Ravi, S., and Chaikof, E.L., ''Biomaterials for Vascular Tissue Engineering",

Regenerative Medicine, Vol. 5, No. 1, pp. 107-120, (2010).

[8] Bose, S., Roy, M., and Bandyopadhyay, A., ''Recent Advances in Bone Tissue

Engineering Scaffolds'', Trends in Biotechnology, Vol. 30, No. 10, pp. 546-554, (2012).

[9] Kharaziha, M., Shin, S.R., Nikkhah, M., Topkaya, S.N., Masoumi, N., Annabi, N.,

Dokmeci, M.R., and Khademhosseini, A., "Tough and Flexible CNT–Polymeric Hybrid

Scaffolds for Engineering Cardiac Constructs", Biomaterials, Vol. 35, No. 26, pp. 7346-

7354, (2014).

[10] O'brien, F.J., ''Biomaterials and Scaffolds for Tissue Engineering'', Materials Today, Vol.

14, No. 3, pp. 88-95, (2011).

[11] Butscher, A., Bohner, M., Hofmann, S., Gauckler, L., and Müller, R., ''Structural and

Material Approaches to Bone Tissue Engineering in Powder-based Three-dimensional Printing'', Acta Biomaterialia, Vol. 7, No. 3, pp. 907-920, (2011).

[12] Pancrazio, J.J., Wang, F., and Kelley, C.A., ''Enabling Tools for Tissue Engineering".

Biosensors and Bioelectronics, Vol. 22, No. 12, pp. 2803-2811, (2007).

[13] Rahmani-Monfard, K., Fathi, A., and Rabiee, S.M., ''Three-dimensional Laser Drilling of

Polymethyl Methacrylate (PMMA) Scaffold used for Fone Regeneration'', The

International Journal of Advanced Manufacturing Technology, Vol. 84, No. 9-12, pp. 1-

9, (2015).

[14] Wu, G.H., and Hsu, S.H., ''Polymeric-based 3D Printing for Tissue Engineering", Journal

of Medical and Biological Engineering'', Vol. 35, No. 3, pp. 285-292, (2015).

[15] Dean, D., Wallace, J., Siblani, A., Wang, M.O., Kim, K., Mikos, A.G. and Fisher, J.P.,

''Continuous Digital Light Processing (cDLP): Highly Accurate Additive Manufacturing

of Tissue Engineered Bone Scaffolds'', This Taper Highlights the Main Issues Regarding

the Application of Continuous Digital Light Processing (cDLP) for the Production of

Highly Accurate PPF Scaffolds with Layers as Thin as 60 μm for Bone Tissue

Engineering, Virtual and Physical Prototyping, Vol. 7, No. 1, pp. 13-24, (2012).

[16] Arora, A., Kothari, A., and Katti, D.S., ''Pore Orientation Mediated Control of

Mechanical Behavior of Scaffolds and its Application in Cartilage-mimetic Scaffold

Design'', Journal of the Mechanical Behavior of Biomedical Materials, Vol. 51, No. 15,

pp. 169-183, (2015).

[17] Fuller, K.P., Gaspar, D., Delgado, L.M., Pandit, A., and Zeugolis, D.I., ''Influence of

Porosity and Pore Shape on Structural, Mechanical and Biological Properties of Poly ϵ-

Caprolactone Electro-spun Fibrous Scaffolds'', Nanomedicine, Vol. 11, No. 9, pp. 1031-

1040, (2016).

[18] Ostrowska, B., Di Luca, A., Moroni, L., and Swieszkowski, W., ''Influence of Internal

Pore Architecture on Biological and Mechanical Properties of Three‐dimensional Fiber


Deposited Scaffolds for Bone Regeneration'', Journal of Biomedical Materials Research

Part A, Vol. 104, No. 4, pp. 991-1001, (2016).

[19] Duan, B., Wang, M., Zhou, W.Y., Cheung, W.L., Li, Z.Y., and Lu, W.W., ''Three-

dimensional Nanocomposite Scaffolds Fabricated via Selective Laser Sintering for Bone

Tissue Engineering'', Acta Biomaterialia, Vol. 6, No. 12, pp. 4495-4505, (2010).

[20] Seyednejad, H., Gawlitta, D., Dhert, W.J., Van Nostrum, C.F., Vermonden, T., and

Hennink, W.E., ''Preparation and Characterization of a Three-dimensional Printed

Scaffold Based on a Functionalized Polyester for Bone Tissue Engineering

Applications'', Acta Biomaterialia, Vol. 7, No. 5, pp. 1999-2006, (2011).

[21] Yeong, W.Y., Sudarmadji, N., Yu, H.Y., Chua, C.K., Leong, K.F., Venkatraman, S.S.,

Boey, Y.C.F., and Tan, L.P., ''Porous Polycaprolactone Scaffold for Cardiac Tissue

Engineering Fabricated by Selective Laser Sintering'', Acta Biomaterialia, Vol. 6, No. 6,

pp. 2028-2034, (2010).

[22] Subramanian, A., and Lin, H.Y., ''Crosslinked Chitosan: its Physical Properties and the

Effects of Matrix Stiffness on Chondrocyte Cell Morphology and Proliferation'', Journal

of Biomedical Materials Research Part A, Vol. 75, No. 3, pp. 742-753, (2005).

[23] Li, R., Liu, J., Shi, Y., Du, M., and Xie, Z., ''316L Stainless Steel with Gradient Porosity

Fabricated by Selective Laser Melting'', Journal of Materials Engineering and

Performance, Vol. 19, No. 5, pp. 666-671, (2010).

[24] Nuttelman, C.R., Rice, M.A., Rydholm, A.E., Salinas, C.N., Shah, D.N., and Anseth,

K.S., ''Macromolecular Monomers for the Synthesis of Hydrogel Niches and their

Application in Cell Encapsulation and Tissue Engineering'', Progress in Polymer

Science, Vol. 33, No. 2, pp. 167-179, (2008).

[25] Nguyen, K.T., and West, J.L., ''Photopolymerizable Hydrogels for Tissue Engineering

Applications'', Biomaterials, Vol. 23, No. 22, pp. 4307-4314, (2002).

[26] Gibson, L.J., and Ashby, M.F., ''Cellular Solids: Structure and Properties'', Cambridge

University Press, London, England, (1999).

فهرست نمادهای انگلیسی

cellE: مدول الاستیک نمونه متخلخل

bulkE: مدول الاستیک نمونه بدون تخلخل :𝜌𝑅 چگالی نسبی

Porosity: مقدار تخلخل


Abstract

In this paper, a new pattern was offered for the fabrication of tissue engineering scaffolds by

the 3D printing method. A photocurable resin, micro mirror and UV source were employed

for the fabrication of scaffolds. Final patterns have a simple form and a gradient form that the

mechanical behavior of each model was investigated under mechanical testing. For the

investigation of precise mechanical behavior of porous samples, non-porous samples were

investigated under mechanical testing and an empirical equation was used for the checking

influence of base material properties on the behavior of porous samples. The results indicate

that the gradient model, unlike the simple model has multiple elastic regions under the large

displacement because of their special design. This behavior is very important for the scaffolds

that were implanted in hard tissue and tolerate a high pressure using this type of layering

beside the biological advantage of gradient model can improve the efficiency of scaffolds.

هلیسوهب هدش هتخاس تبراد لیلحت ... -...

Documents