J Zhejiang Univ Sci B:新型多孔多孔Ti6Al4V支架可用于骨缺损的修复

2020-04-30 MedSci原创 MedSci原创

在颌面外科手术中,需要设计和制造具有可定制的仿生结构和适用于骨组织工程的机械性能的多孔支架。由于Ti6Al4V的模量与人体骨骼相似,使得其成为最有前途和有吸引力的生物医学应用材料之一,本文中我们对多孔

在颌面外科手术中,需要设计和制造具有可定制的仿生结构和适用于骨组织工程的机械性能的多孔支架。由于Ti6Al4V的模量与人体骨骼相似,使得其成为最有前途和有吸引力的生物医学应用材料之一,本文中我们对多孔Ti6Al4V植入物进行了表征。

 

我们描述了这种植入物的机械性能,我们建议它能够为骨组织再生提供重要的生物学功能。我们表征了多孔植入物的新型仿生设计和制造过程。使用“减小尺寸并逐层设计”的设计概念来构造分层的切片和杆状连接网状结构(LSRCMS)植入物。通过选择性激光熔化(SLM)制造了具有不同参数和孔隙率的多孔LSRCMS植入物。通过微观结构表征评估印刷样品,通过机械测试分析特定的机械性能,并使用有限元分析来数字计算LSRCMS在加载力下的应力特性。

 

结果显示,由SLM制造的样品具有良好的结构打印质量和合理的孔径。制成样品的孔隙率,孔径和支杆厚度范围分别为(60.95±0.27)%至(81.23±0.32)%,(480±28)至(685±31)μm和(263±28)至(265)分别为±28)μm。压缩结果表明,杨氏模量和屈服强度分别为(2.23±0.03)MPa(6.36±0.06)GPa和(21.36±0.42)MPa(122.85±3.85)MPa。研究还显示,可以通过Gibson-Ashby模型预测LSRCMS样品的杨氏模量和屈服强度。此外,我们通过有限元分析证明了我们新颖设计的结构稳定性。

 

总之,该结果表明,基于LSRCMS的新型SLM制造的多孔Ti6Al4V支架是用于骨植入物的有前途的材料,并且可能适用于骨缺损修复领域。

 

原始出处:

 

Wen-Ming PengYun-Feng Liu, et al., Bionic Mechanical Design and 3D Printing of Novel Porous Ti6Al4V Implants for Biomedical Applications. J Zhejiang Univ Sci B. 2019 Aug.;20(8):647-659. doi: 10.1631/jzus.B1800622.

 

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