การทำนายคุณสมบัติของโครงสร้างกระดูกจากวัสดุชีวภาพคอมโพสิตทำจากการพิมพ์ 3 มิติ โดยใช้การวิเคระห์ด้วยไฟไนต์เอลิเมนต์

โครงสร้างกระดูกจากวัสดุชีวภาพเป็นวัสดุที่ช่วยให้การฟื้นฟู หรือซ่อมแซ่มเนื้อเยื้อกระดูกได้อย่างรวดเร็วขึ้น พร้อมทั้งนี้ตัววัสดุที่เป็นโครงสร้างสามารถที่จะย่อยสลายภายในร่างกาย หรือในระบบชีวภาพได้เป็นอย่างดี ในงานนี้จึงนี้จุดมุ่งหมายในการศึกษาถึงวัสดุ รูปร่าง และกระบวนการผลิตในการพิมพ์ 3 มิติด้วยเทคนิคการหลอมละลายเส้นพลาสติก (fused deposition modeling: FDM) ที่เหมาะสม ซึ่งได้ใช้ระเบียบวิธีไฟไนต์เอลิเมนต์เพื่อทำนายคุณสมบัติเชิงกลของโครงสร้างกระดูกที่มีรูปร่าง และขนาดรูพรุนที่เหมาะสม อย่างไรก็ตามวัสดุที่ใช้การศึกษานี้ ได้แก่ พอลีแลคติคแอซิด (polylactic acid: PLA) พอลิคาโพรแลกโตน (polycaprolactone: PCL) และ ไฮดรอกซิลอะพาไทต์ (hydroxyapatite: HA)

โครงเลี้ยงเซลล์ (Scaffold) หรือวัสดุที่มีรูพรุนเพื่อการเจริญเติบโตของเซลล์สู่การกลายเป็นเนื้อเยื่อสำหรับการฟื้นฟูส่วนที่เสียหายของร่างกาย ซึ่งในปัจจุบันมีความเสียหายของเนื้อเยื่อที่เกิดขึ้นจากอุบัติเหตุ โรค เป็นต้น โดยการรักษาแบบดั้งเดิมจะใช้การรับเนื้อเยื่อจากผู้บริจาค แต่ก็อาจไม่เข้ากันกับร่างกายของผู้ป่วยทางวิศวกรรมเนื้อเยื่อจึงได้มีการพัฒนาโครงเลี้ยงเซลล์ขึ้นมาซึ่งจำเป็นต้องมีคุณสมบัติที่สำคัญ ได้แก่ การทนต่อการรับแรง การย่อยสลายภายในร่างกาย และความเข้ากันได้ทางระบบชีวภาพ อย่างไรก็ตามมีความท้าทายมากมายในการพัฒนาวัสดุชีวภาพในโครงเลี้ยงเซลล์ เช่น การรองรับความหนาแน่นของเซลล์ที่เพิ่มขึ้นเนื่องจากการเจริญเติบโต ซึ่งจำเป็นต้องออกแบบรูพรุนภายในโครงเลี้ยงเซลล์ การรับแรงการแรงกดโดยมวลกล้มเนื้อของร่างกาย และเลือกวัสดุที่เหมาะสมเพื่อรองรับการเจริญเติบโตของเซลล์ เป็นต้น