Введение структуры решетки представляют собой клеточные материалы и привлекли большое внимание в области тканевой инженерии, потому что они могут воспроизвести морфологию и механические свойства природных костей. Ключевые параметры дизайна, такие как пористость, площадь поверхности и размер пор, имеют большое значение для балансировки механической целостности и биосовместимости. Идеальный костный каркас должен иметь те же механические свойства, что и натуральные кости, а каркасы MDFG, изготовленные LPBF, делают эту цель возможным. В этом исследовании систематически оценивалось каркасы MDFG, изготовленные с помощью LPBF (охватывающие различные типы структур решетки), чтобы определить их применимость в ортопедических приложениях.
Материалы и методы Скафолды были смоделированы с использованием программного обеспечения NTOPology. Был установлен куб с размером единицы 20 мм, и был добавлен солидный объемный слой для имитации условий физиологической нагрузки. Различные размеры единиц и точки семян были установлены для различных типов структур решетки для создания управляемого градиента пористости. Скафочки были изготовлены с помощью LPBF, проводились настройки печати, и были выведены образцы. Тесты с высокой - усталость от цикла (HCF) проводились при условиях сжатия - сжатие сжатия, и была выбрана соответствующая нагрузочная ячейка.
Результаты Квази -статические тесты сжатия показали, что гиреидные и примитивные структуры решетки имели превосходные механические свойства, а кривые их силы - смещения показали типичный трехпроцестный процесс деформации. Конечно - моделирование анализа элементов обеспечило важную основу для понимания распределения напряжений и т. Д., И результаты моделирования были очень согласованы с экспериментальными результатами. Сравнивая усталость - неудавшиеся образцы различных каркасов, было обнаружено, что решетчатая решетка имела лучшую общую производительность, долгосрочная производительность примитивной решетки была лучше, чем у решетки вороной, а сетка Кельвина имела наиболее стабильную устойчивость к усталости.
Выводы Скастоки MDFG, особенно гиреид и примитивные структуры решетки, демонстрировали превосходные механические и усталостные свойства и были идеальным выбором для имплантатов -нагрузки - ортопедических имплантатов. Достижения в области рисования каркасов улучшили распределение напряжений и т. Д., А методы обработки имели решающее значение для улучшения механических свойств. Будущие исследования должны изучить пациента - специфическую оптимизацию решетки и исследования в Vivo для дальнейшего улучшения эффективности ортопедических имплантатов и показателя успеха клинических применений. В заключение, каркасы MDFG TI6AL4V, изготовленные LPBF, имеют широкие перспективы применения в области ортопедических имплантатов. Благодаря непрерывным исследованиям и улучшению, ожидается, что он обеспечит лучшие варианты лечения для пациентов.