不同胞元结构多孔钛合金支架的力学性能

作     者：孙梦超 罗洋 刘婕 高丽兰 李瑞欣 谭沿松 张春秋 SUN Mengchao;LUO Yang;LIU Jie;GAO Lilan;LI Ruixin;TAN Yansong;ZHANG Chunqiu

作者机构：天津理工大学天津市先进机电系统设计与智能控制重点实验室机电工程国家级实验教学示范中心天津300384 天津市医疗器械质量监督检验中心天津300384 嘉思特医疗器材(天津)股份有限公司天津市骨植入物界面功能化与个性研究企业重点实验室天津300190 天津市口腔医院天津300041 

出 版 物：《医用生物力学》 (Journal of Medical Biomechanics)

年 卷 期：2024年第39卷第1期

页      面：69-75页

核心收录：

学科分类：0831[工学-生物医学工程（可授工学、理学、医学学位）] 08[工学] 0836[工学-生物工程] 

基　　金：国家自然科学基金项目(32271371,U23A6009) 天津市自然科学多元投入基金面上项目(21JCYBJC00940) 

主　　题：多孔钛合金支架 胞元结构 静态力学性能 动态力学性能 3D打印 

摘      要：目的研究不同胞元结构对多孔钛合金支架静态力学性能和动态力学性能的影响,为临床下颌骨缺损修复支架的应用提供力学理论基础。方法采用3D打印技术制造钻石胞元、立方体胞元和截面立方体胞元结构的多孔钛合金支架,开展支架单轴压缩试验和压缩棘轮疲劳试验,分析不同胞元结构支架的静态和动态力学性能。结果钻石胞元、截面立方体胞元、立方体胞元支架的弹性模量分别为1.17、0.566、0.322 GPa,屈服强度分别为71.8、65.1、31.8 MPa。棘轮应变达到稳定阶段后,截面立方体胞元结构、钻石胞元结构、立方体胞元结构支架的棘轮应变分别为3.3%、4.0%、4.5%。棘轮应变随平均应力、应力幅值和峰值保持时间的增加而增加,随加载速率的增加而减小。结论静态力学性能的评估结果为钻石胞元支架最优,截面立方体胞元支架次之,立方体胞元支架最差;动态力学性能评估结果为截面立方体胞元支架最优,钻石胞元支架次之,立方体胞元支架最差。研究结果为临床下颌骨缺损修复支架的构建提供新思路,也为该支架技术的进一步临床应用提供实验依据。