Design of scaffolds for bone tissue regeneration through diagnostic imaging and generative design

Abstract

Bone tissue engineering focuses, in addition to other things, on the understanding of bone structures to promote their formation with scaffolds. The manufacturing processes of scaffolds with variable density are complicated for traditional manufacturing methods, where localized holes are drilled in structures to mimic bone architecture. In recent years, tissue engineering has benefited from advances in the development of additive manufacturing, which allows the creation of complex geometries such as scaffolds. To explore this method, the use of image-based design is proposed. In this thesis, a scaffold with variable internal density is developed, which can be fabricated by additive manufacturing by controlling the external and internal geometry of the structure, porosity, and pore size from diagnostic images. (Texto tomado de la fuente)

La ingeniería de tejidos ósea se encarga, entre otros, de la comprensión de las estructuras de los huesos para tratar de promover su formación con scaffolds. Los procesos de fabricación de scaffolds con densidad variable se dificultan para métodos tradicionales de manufactura en donde se realizan agujeros localizados en estructuras con el objetivo de lograr imitar la arquitectura del hueso. En los últimos años, la Ingeniería de Tejidos se ha visto beneficiada de los avances que se han realizado en el desarrollo de la manufactura aditiva, la cual permite la creación de geometrías complejas como las de los scaffolds. Para incursionar en este método, se propone el uso del diseño basado en imágenes diagnosticas. En esta tesis se desarrolla un scaffold con densidad interna variable, que puede ser llevado a su fabricación por manufactura aditiva controlando geometría externa e interna de la estructura, porosidad y tamaño de poro a partir de imágenes diagnosticas.