三周期极小化曲面单元结构骨小梁假体的生物力学性能

作     者：刘庆波 苏知杨 王恒峰 赵宇 吕嘉 Liu Qingbo;Su Zhiyang;Wang Hengfeng;Zhao Yu;Lyu Jia

作者机构：大理大学临床学院云南省大理市671000 云南省大理州祥云县人民医院云南省大理市671000 山西医科大学第二医院山西省太原市030000 

基　　金：国家自然科学基金(81902273) 课题名称:孔隙结构在3D打印多孔钛合金骨整合过程中的机制研究 项目负责人:吕嘉 

出 版 物：《中国组织工程研究》 (Chinese Journal of Tissue Engineering Research)

年 卷 期：2022年第26卷第15期

页      码：2297-2301页

摘      要：背景:3D打印骨小梁结构是新兴技术之一,其特有的结构和生物力学特性满足更多患者的临床需求,是未来精准医学的发展方向之一,但这一技术目前仍处于初步应用阶段,理论应用研究较少。目的:建立基于三周期极小化曲面单元结构的骨小梁假体生物力学有限元模型,分析不同曲面结构的生物力学性能差异。方法:以Matable软件根据函数公式生成曲面片结构,然后应用Magics 19.0设计三周期极小化曲面单元结构骨小梁假体,并在ABAQUS划分四面体网格,模拟人体站立状态下的受力环境。分析应力分布与位移,比较在宿主环境下的生物力学差异。结果与结论:①S曲面结构、D曲面结构、G曲面结构因孔隙率差异不大,生物力学差异不明显,相较于传统结构有明显改变,生物力学性能更优;②多孔结构的空隙率决定了假体的生物力学性能;③多孔结构假体的复合层出现层间结合容易出现应力突变现象;④多孔结构假体会明显减少植入体与宿主骨之间产生严重的应力遮挡效应。

主 题 词：骨小梁 3D打印 三周期极小化曲面 生物力学 有限元分析 

学科分类：0831[工学-公安技术类] 1002[医学-临床医学类] 08[工学] 1010[医学-医学技术类] 100215[100215] 0836[0836] 10[医学] 

D　O　I：10.12307/2022.579

馆 藏 号：203106993...