Dissertação
{en_GB=Computational Scaffold Design for Bone Tissue Engineering: TPMS and Optimized Models} {} EVALUATED
{pt=Osso é um tecido do corpo humano complexo e com uma grande variedade de funções. Devido à sua importância, a engenharia de tecidos tem estado a explorar novos métodos de facilitar a regeneração de osso danificado. Um destes métodos são scaffolds, uma alternativa promissora e viável a métodos mais tradicionais. Scaffolds são matrizes de suporte porosas construídas artificialmente, e que permitem cultivação celular, regeneração de tecido, e fornecem suporte mecânico. Estas propriedades estão dependentes na microestrutura das scaffolds. Geometrias TPMS e topologias optimizadas são umas das melhores opções no que toca à criação destas microestruturas. No entanto, as suas capacidades ainda não são totalmente compreendidas. Para comparar este tipo de topologias, um conjunto de geometrias TPMS foi escolhido para comparar com uma série de geometrias optimizadas criadas por uma ferramenta de optimização de topologia. As geometrias foram maximizadas para permeabilidade e/ou rigidez. As propriedades destas várias topologias foram calculadas e comparadas. Esta comparação demonstrou que apesar de as TPMS terem propriedades favoráveis, as ferramentas de optimização podem fornecer soluções de design de scaffolds comparáveis ou até melhores, para além de serem adequadas para uma maior variedade de cenários., en=Bone is a complex tissue of the human body with a wide variety of functions. Due to its importance, bone tissue engineering has been exploring new methods of facilitating the recovery of damaged bone, among which are scaffolds, a viable method and promising alternative to traditional methods. Scaffolds are artificially constructed porous support matrices which allow cell seeding, tissue regeneration, and provide mechanical support. These properties are dependent on the microstructure of the scaffold. TPMS geometries and optimized topologies are some of the better choices when it comes to designing these microstructures, but their potentials are not yet fully understood. To compare these kinds of topologies, a set of TPMS geometries was chosen to compare with a series of optimized geometries created by a topology optimization tool. The optimized geometries were maximized for stiffness and/or permeability. The properties of all these topologies were calculated and compared. This comparison showed that while TPMS have some favorable properties, optimization tools can offer comparable or even better solutions of scaffold design, on top of being suitable for a wider variety of scenarios.}
novembro 26, 2021, 9:0
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