Einleitung Gitterstrukturen sind zelluläre Materialien und haben auf dem Gebiet des Tissue Engineering große Aufmerksamkeit auf sich gezogen, da sie die Morphologie und die mechanischen Eigenschaften natürlicher Knochen replizieren können. Wichtige Designparameter wie Porosität, Oberfläche und Porengröße sind von großer Bedeutung, um die mechanische Integrität und Biokompatibilität auszugleichen. Ein ideales Knochengerüst sollte die gleichen mechanischen Eigenschaften wie natürliche Knochen haben, und die von LPBF hergestellten MDFG -Gerüste ermöglichen dieses Ziel. Diese Studie bewertete systematisch die von LPBF hergestellten MDFG -Gerüste (Abdeckung verschiedener Arten von Gitterstrukturen), um ihre Anwendbarkeit in orthopädischen Anwendungen zu bestimmen.
Materialien und Methoden Die Gerüste wurden mithilfe der Ntopology -Software modelliert. Ein Würfel mit einer Einheitsgröße von 20 mm wurde eingestellt, und es wurde eine feste Volumenschicht hinzugefügt, um die physiologischen Lastbedingungen zu simulieren. Für verschiedene Arten von Gitterstrukturen wurden verschiedene Einheitengrößen und Saatgutpunkte eingestellt, um einen steuerbaren Porositätsgradienten zu erzeugen. Die Gerüste wurden durch LPBF hergestellt, die Druckeinstellungen wurden durchgeführt und die Proben wurden herausgenommen. HCF -Tests (hohe Zyklusermüdung) wurden unter Kompressionsbeladungsbedingungen durchgeführt, und eine geeignete Lastzelle wurde ausgewählt.
Ergebnisse Die quasi - statischen Kompressionstests zeigten, dass die Gyroid- und primitiven Gitterstrukturen hervorragende mechanische Eigenschaften aufwiesen, und ihre Kraft - Verschiebungskurven zeigten einen typischen dreistufigen Verformungsprozess. Finite -Elementanalyse -Simulationen bildeten eine wichtige Grundlage für das Verständnis der Stressverteilung usw., und die Simulationsergebnisse stimmten stark mit den experimentellen Ergebnissen überein. Durch den Vergleich der Müdigkeit - fehlgeschlagene Exemplare verschiedener Gerüste, wurde festgestellt, dass das Gyroid -Gitter die beste Gesamtleistung hatte, die langfristige Leistung des primitiven Gitters besser war als das Voronoi -Gitter, und das Kelvin -Mesh hatte die meist stabile Müdigkeit.
Schlussfolgerungen Die MDFG -Gerüste, insbesondere die Gyroid- und primitiven Gitterstrukturen, zeigten ausgezeichnete mechanische und müdeeigenschaften und waren eine ideale Wahl für die Last -orthopädische Implantate. Fortschritte beim Gerüstdesign verbesserten die Stressverteilung usw., und die Verarbeitungstechniken für die Verarbeitung waren entscheidend für die Verbesserung der mechanischen Eigenschaften. Zukünftige Forschungsarbeiten sollten Patienten - spezifische Gitteroptimierung und in - vivo -Studien untersuchen, um die Leistung orthopädischer Implantate und die Erfolgsrate klinischer Anwendungen weiter zu verbessern. Zusammenfassend lässt sich sagen, dass die von LPBF hergestellten MDFG TI6Al4V -Gerüste umfassende Anwendungsaussichten auf dem Gebiet der orthopädischen Implantate haben. Durch kontinuierliche Forschung und Verbesserung wird erwartet, dass Patienten bessere Behandlungsoptionen bieten.