组织工程多孔支架微管内流场数值模拟

骨支架内部微管结构对营养液和细胞在其内部的流动有着非常重要的影响。利用流体计算软件Fluent对不同尺寸的人工骨微管结构内部营养液和细胞的流动状况进行了数值模拟,得到了不同几何结构骨支架内部流场的速度和压力分布图。结果表明,从进口到出口,主管道内流体流速随管道的深入不断减小。上端浮克曼管中流体流速比下端浮克曼管中流体流速高,但是比同一高度主管道内流体流速低。哈佛氏管与第一行浮克曼管交叉处下端的哈佛氏管内存在流动缓慢区,第三行浮克曼管与哈佛氏管交叉处开始,流体速度不断增大。随浮克曼管长度的增加,上端哈佛氏管中流体流动的缓慢区减小;随浮克曼管直径的增加,浮克曼管中的流速有所增加,并且各微管中流体的流速更为均匀;随浮克曼管与主管道夹角的增加,骨支架各微管内流体流速更加均匀,利于细胞和营养液在各管道的输运。本数值模拟范围内,最佳骨支架结构参数为浮克曼管长度3mm,直径0.6mm,浮克曼管与主管道夹角90°。