一种兼具力学性能与渗透性能的多孔结构骨植入物及其多孔结构设计方法和应用技术

本发明专利技术公开了一种兼具力学性能与渗透性能的多孔结构骨植入物及其多孔结构设计方法和应用，属于骨植入物技术领域，先对骨植入物的单胞结构应力云图进行分析，再依次进行中面圆角优化，顶面圆角优化，支柱梯度优化，得到优化的单胞结构，最后通过阵列模型得到兼具力学性能和渗透性能的多孔结构骨植入物

【技术实现步骤摘要】
一种兼具力学性能与渗透性能的多孔结构骨植入物及其多孔结构设计方法和应用


[0001]本专利技术属于骨植入物
，具体涉及一种兼具力学性能与渗透性能的多孔结构骨植入物及其多孔结构设计方法和应用
。

技术介绍

[0002]3D
打印技术的发展为骨缺损个性化治疗提供了技术手段，作为理想骨植入物材料的钽金属有着优异的生物相容性等优点，合适的多孔钽与人体骨骼孔隙结构类似，同时兼具高孔隙率
、
弹性模量适宜
、
高摩擦系数
、
优异的骨长入和骨传导能力等优点，因此多孔钽植入物与
3D
打印制造研究具有重要科学意义与临床应用前景
。
多孔钽优异的骨整合性能与其力学性能和渗透性能息息相关，制造工艺和微观结构设计对多孔钽力学性能和渗透性能起决定性影响，现有多孔钽微观结构设计普遍采用钛合金微观结构设计方案，无法实现多孔钽微观力学性能可调控
。
[0003]而多孔钽微观单胞结构特征是多孔植入物设计中的一个重要参数，不同孔隙的多孔结构以不同的单胞和支柱排本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.
一种兼具力学性能和渗透性能的骨植入物多孔结构设计方法，其特征在于，包括：先对骨植入物的单胞结构应力云图进行分析，得到出现应力集中效应的待优化区域，将待优化区域划分为中面
、
顶面和支柱，再依次对中面进行变圆角优化，对顶面进行变圆角优化，对支柱进行梯度优化，得到优化的单胞结构，最后将优化的单胞结构阵列成多孔结构，得到兼具力学性能和渗透性能的多孔结构骨植入物
。2.
根据权利要求1所述的兼具力学性能和渗透性能的骨植入物多孔结构设计方法，其特征在于，通过改变圆角优化半径
、
支柱直径和比例系数对单胞结构进行优化
。3.
根据权利要求2所述的兼具力学性能和渗透性能的骨植入物多孔结构设计方法，其特征在于，所述中面的圆角优化半径范围
0.1
～
1.0mm
，间隔
0.1mm。4.
根据权利要求2所述的兼具力学性能和渗透性能的骨植入物多孔结构设计方法，其特征在于，所述顶面的圆角优化半径范围
0.1
～
0.5mm
，间隔
0.1mm。5.
根据权利要求2所述的兼具力学性能和渗透性能的骨植入物多孔结构设计方法，其特征在于，所述支柱的梯度优化比例系数范围
1.0
～
2.0
，间隔
0.1。6.
根据权利要求1所述的兼具力学性能和渗透性能的骨植入物多孔结构设计方法，其特征在于，优化的单胞结构阵列成多孔结构是从单胞结构设计入手，借助
SolidWorks
软件中的方程式功能进行变孔隙率微观结构设计优化，再使用
SolidWorks
软件中的阵列功能完成骨植入物多孔结构的构建，通过等效弹性模量

【专利技术属性】
技术研发人员：高琳，王义凯，吕乃昕，秦晓，李涤尘，孙畅宁，同治强，
申请(专利权)人：西安交通大学，
类型：发明
国别省市：