다공성 세포지지체의 미시구조 모델링과 유효확산계수 예측 :Microstructure modeling and effective diffusivity prediction of porous scaffolds using discrete element method

유수환

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자료유형: 학위논문

저자정보: 유수환 (한국해양대학교, 한국해양대학교 대학원)

지도교수: 손동우

발행연도: 2019

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이 논문의 연구 히스토리 (3)

2019

다공성 세포지지체의 미시구조 모델링과 유효확산계수 예측

유수환 기계공학과 2019.01 학위논문

2018

이산요소법을 이용한 다공성 세포지지체의 미시구조 모델링과 확산 해석

유수환 , 조용상 , 조영삼 외 1명 대한기계학회 춘추학술대회 2018.04 학술대회자료

2017

염 침출법으로 제작된 다공성 세포지지체의 미시구조 모델링과 유효확산계수 예측

유수환 , 조용상 , 조영삼 외 1명 대한기계학회 춘추학술대회 2017.11 학술대회자료

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The scaffolds are used to regenerate the damaged tissues of cartilages and bones growing the patients’ cells. In particular, it is very important that the pores of scaffolds are connected to one another without interruption because they serve as channels for supplying oxygen or various nutrients required for cell growth to the tissue cells. To model the pores and their interconnectivity generated by leaching cubic salt particles, packing and compression processes of salt particles are simulated using the discrete element method. Based on the pore configurations obtained using the discrete element simulations, the domains through which the oxygen and nutrients flow are modeled and the diffusion analyses are then conducted to evaluate the scaffold performance in an indirect manner. The effect of the size and mass of salt on the scaffold is investigated by calculating one- and three-dimensional effective diffusivities. It is confirmed that a high diffusivity is obtained with a high level of pore connectivity, which would lead to good performance of cell growth.

#Scaffold(세포지지체) #Discrete element method(이산요소법) #Effective diffusivity(유효확산계수) #Particulate leaching(침출법)

1. 서 론
1.1 연구 배경 1
1.2 연구 목적 및 내용 4
2. 이산요소법과 공극 형상 모델링
2.1 이산요소법 이론 5
2.2 공극형상 모사를 위한 입자 선정과 질량비 설정 9
2.2.1 소금의 겹침을 고려한 입자선정 10
2.2.2 소금의 질량과 크기 결정 11
2.3 염침출법으로 제작된 세포지지체의 공극형상모사과정 13
2.3.1 이산요소법을 이용한 세포지지체의 공극형상 모사 13
2.3.2 공극형상의 경계면 처리 15
2.3.3 세포지지체의 최종 공극형상 17
3. 세포지지체의 확산 해석
3.1 1차원 확산해석과 유효확산계수 20
3.1.1 정상상태(Steady-State)에서의 확산해석과
1차원 유효확산계수 유도 20
3.1.2 유효확산계수와 공극 간 상호연결성의 상관관계 23
3.2 3차원 확산해석 24
3.2.1 3차원 확산해석 이론 26
3.2.2 비교를 위한 영역 결정 29
3.2.3 중심 부분에서의 농도 변화 비교 29
3.3 세포지지체의 표면적과 소금 입자의 상관관계 32
4. 결 론
참고문헌 (bold) 36

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