Inleiding Roosterstructuren zijn cellulaire materialen en hebben veel aandacht getrokken op het gebied van weefseltechniek omdat ze de morfologie en mechanische eigenschappen van natuurlijke botten kunnen repliceren. Belangrijkste ontwerpparameters, zoals porositeit, oppervlakte en poriegrootte, zijn van groot belang bij het balanceren van mechanische integriteit en biocompatibiliteit. Een ideale botsteiger moet dezelfde mechanische eigenschappen hebben als natuurlijke botten, en de MDFG -steigers gefabriceerd door LPBF maken dit doel mogelijk. Deze studie evalueerde systematisch de MDFG -steigers gefabriceerd door LPBF (met verschillende soorten roosterstructuren) om hun toepasbaarheid in orthopedische toepassingen te bepalen.
Materialen en methoden De steigers werden gemodelleerd met behulp van ntopologiesoftware. Een kubus met een eenheidsgrootte van 20 mm werd ingesteld en een vaste volumelaag werd toegevoegd om fysiologische belastingsomstandigheden te simuleren. Verschillende eenheidsgroottes en zaadpunten werden ingesteld voor verschillende soorten roosterstructuren om een controleerbare porositeitsgradiënt te creëren. De steigers werden vervaardigd door LPBF, afdrukinstellingen werden uitgevoerd en er werden monsters uitgeschakeld. Hoge cyclusvermoeidheid (HCF) -tests werden uitgevoerd onder compressie - compressielaadomstandigheden en een geschikte laadcel werd geselecteerd.
Resultaten De quasi - statische compressietests toonden aan dat de gyroid- en primitieve roosterstructuren uitstekende mechanische eigenschappen hadden en dat hun kracht - verplaatsingscurves een typisch vervormingsproces met drie stage vertoonden. Eindige - elementanalysesimulaties boden een belangrijke basis voor het begrijpen van stressverdeling, enz., En de simulatieresultaten waren zeer consistent met de experimentele resultaten. Door de vermoeidheid te vergelijken - mislukte exemplaren van verschillende steigers, bleek dat het Gyroid -rooster de beste algehele prestaties had, de lange - term prestaties van het primitieve rooster waren beter dan die van het Voronoi -rooster en het Kelvin -mesh had het meest stabiele vermoeidheidsresistentie.
Conclusies De MDFG -steigers, met name de gyroid- en primitieve roosterstructuren, vertoonden uitstekende mechanische en vermoeidheidseigenschappen en waren een ideale keuze voor belasting - met orthopedische implantaten. Vooruitgang in steigerontwerp verbeterde stressverdeling, enz., En post -verwerkingstechnieken waren cruciaal voor het verbeteren van de mechanische eigenschappen. Toekomstig onderzoek zou de patiënt -specifieke roosteroptimalisatie en in -vivo -onderzoeken moeten onderzoeken om de prestaties van orthopedische implantaten en het slagingspercentage van klinische toepassingen verder te verbeteren. Concluderend hebben de MDFG Ti6AL4V -steigers gefabriceerd door LPBF brede toepassingsperspectieven op het gebied van orthopedische implantaten. Door continu onderzoek en verbetering wordt verwacht dat het betere behandelingsopties voor patiënten zal bieden.