Innledning Gitterstrukturer er cellulære materialer og har vekket mye oppmerksomhet innen vevsingeniør fordi de kan gjenskape morfologien og mekaniske egenskapene til naturlige bein. Nøkkeldesignparametere, som porøsitet, overflateareal og porestørrelse, er av stor betydning for å balansere mekanisk integritet og biokompatibilitet. Et ideelt bein stillas skal ha de samme mekaniske egenskapene som naturlige bein, og MDFG -stillasene produsert av LPBF gjør dette målet mulig. Denne studien evaluerte systematisk MDFG -stillasene produsert av LPBF (som dekker forskjellige typer gitterstrukturer) for å bestemme deres anvendbarhet i ortopediske applikasjoner.
Materialer og metoder Stillasene ble modellert ved bruk av NTopology -programvare. En kube med en enhetsstørrelse på 20 mm ble satt, og et solid volumlag ble tilsatt for å simulere fysiologiske belastningsforhold. Ulike enhetsstørrelser og frøpunkter ble satt for forskjellige typer gitterstrukturer for å skape en kontrollerbar porøsitetsgradient. Stillasene ble produsert av LPBF, utskriftsinnstillinger ble utført, og eksemplarer ble tatt ut. Tester med høy syklus tretthet (HCF) ble utført under komprimeringsbelastningsbetingelser, og en passende belastningscelle ble valgt.
Resultater De kvasi -statiske kompresjonstestene viste at gyroide og primitive gitterstrukturer hadde utmerkede mekaniske egenskaper, og deres kraft - forskyvningskurver viste en typisk tre -trinns deformasjonsprosess. Endelige simuleringer - elementanalysesimuleringer ga et viktig grunnlag for å forstå stressfordeling, etc., og simuleringsresultatene var svært konsistente med de eksperimentelle resultatene. Ved å sammenligne utmattelsen - mislykkede eksempler på forskjellige stillaser, ble det funnet at gyroidgitteret hadde den beste generelle ytelsen, den langsiktige ytelsen til det primitive gitteret var bedre enn Voronoi -gitteret, og Kelvin -nettet hadde den mest stabile tretthetsmotstanden.
Konklusjoner MDFG -stillasene, spesielt gyroide- og primitive gitterstrukturer, viste utmerkede mekaniske og utmattelsesegenskaper og var et ideelt valg for belastnings -bærende ortopediske implantater. Fremskritt innen stillasdesign forbedret stressfordeling, etc., og etterbehandlingsteknikker var avgjørende for å forbedre mekaniske egenskaper. Fremtidig forskning bør utforske pasient - spesifikk gitteroptimalisering og i - vivo -studier for å forbedre ytelsen til ortopediske implantater og suksessraten for kliniske anvendelser ytterligere. Avslutningsvis har MDFG TI6AL4V stillaser produsert av LPBF brede applikasjonsutsikter innen ortopediske implantater. Gjennom kontinuerlig forskning og forbedring forventes det å gi bedre behandlingsalternativer for pasienter.