抽象的

三維支架在組織工程中起著至關重要的作用。盡管不能缺少，但 3D 支架機械和運輸特性的可調性仍然是一個挑戰。在這項工作中，我們提出了推進該領域的新方法。先，我們應用漸進式 pH 酸化來模擬冰模板（20 和 80°C）之前的天然絲膠凝過程；其次，我們使用連接模型擬合了機械性能；第三，我們安裝了腳手架的機械松弛來了解運輸特性；第四，我們使用 micro-CT 將工藝參數與支架的性能相關聯。我們的結果表明，支架的自由收縮決定了它們的終特性。然而，我們發現孔隙度（90% 以上）是各向異性的，曲折度（1 到 1.3 之間）也是如此。我們確定了兩個主要的孔隙尺寸，個在 10 到 20 m 之間，第二個在 50 到 130 m 之間。機械地，我們的模型表明體積模量捕獲了彈性貢獻并且主要由絲濃度控制。我們暫時將分數模量 1 與較大孔結構的塌陷聯系起來，并且主要受工藝溫度控制。我們將緩慢松弛歸因于絲海綿支架中的流體運輸；以及具有粘彈性松弛的快速松弛。絲濃度和工藝溫度不影響后者。總的來說，我們使用的斷層掃描、機械測試、詳細的統計分析深入探討了工藝參數（絲濃度和工藝溫度）與絲海綿支架的多重響應之間的相互作用。用于壓縮測試的新機械配件的開發有助于簡單地捕捉海綿支架中的不同失效模式，并將這些事件與松弛和終傳輸特性相關聯。

機械測試和分析對于機械測試，我們使用了 Biomomentum 的 Mach-1 系統模型 V500c。稱重傳感器具有 1.5 N 的標稱大負載和 75 N 的分辨率。機械測試是在與海綿相同的注射器中進行的，以避免海綿復雜結構的任何破壞或改變。測量是在濕海綿支架上進行的。初步測量表明，在干燥狀態下，海綿太脆，無法進行任何可靠的分析。我們使用 3 mm 圓柱形平端壓頭進行了壓縮測試。在低應變狀態（<10%），我們假設壓縮是無限制的。對于每個樣品，我們將海綿支架在雙蒸水中平衡 48 小時；然后，以 0.005 mm/s 的速度壓縮樣品并放松。我們連續應用了三個壓縮和放松周期。在每個松弛斜坡后（力變化 <0.001 gf/min），樣品以 0.5 Hz 的頻率動態壓縮，振蕩幅度為 0.1 mm。該過程在 1 和 2 毫米深度重復兩次。初始接觸標準為 0.1 gf，階段速度為 0.02 mm/s。