换一批多孔水凝胶支架内部变形测量方法研究
RESEARCH ON MEASUREMENT METHOD FOR INTERNAL DEFORMATION OF POROUS HYDROGEL SCAFFOLDS
摘要多孔水凝胶支架作为组织工程中临时的细胞外基质,不仅为种子细胞提供生存的空间支撑,还将外界力学刺激通过自身结构重新分配,构建出可以调控细胞生理活动的力学微环境.然而,如何定量表征和调控组织工程水凝胶支架内的力学微环境是实现组织原位再生的关键.针对多孔水凝胶支架内部变形测量的"半连续"问题,提出了一种半连续光学相干弹性成像(semi-continuous optical coherence elastography,SC-OCE)变形测量方法,该方法包括材料组分识别算法、改进的半连续数字体相关(semi-continuous digital volume correlation,SC-DVC)方法和半连续结构应变计算,解决了多孔支架半连续结构测量中的跨界面子块的不连续变形产生的形函数欠匹配误差和应变拟合窗口跨界面不连续问题.基于反向映射法的模拟实验结果表明,SC-OCE方法的位移测量的均值绝对误差均小于 0.0025 体素,应变测量的均值绝对误差均小于 0.0008,证明该方法具有较高的理论精度.在SC-OCE变形测量方法的基础上,定量表征了多孔的丝素蛋白/Ⅱ型胶原蛋白组织工程支架的变形场,实验发现不连续结构展现出了非线性及非均匀的应变场.多孔水凝胶支架构建的力学微环境对于组织原位再生具有不可替代的作用,SC-OCE方法可以为力学微环境调控提供定量依据,进一步指导组织工程的原位再生.
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关键词
多孔水凝胶组织工程支架光学相干弹性成像数字体图像相关应变场测量porous hydrogelscaffoldsoptical coherence elastographydigital volume correlationstrain field measurement
栏目名称
DOI
10.6052/0459-1879-24-046
发布时间
2024-12-02（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）
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