晶体多孔支架的强度与渗透性仿真分析

目的 分析对比钛合金晶体多孔支架和三周期极小曲面(triply periodic minimal surface, TPMS)多孔支架的强度,探索孔隙率对等效弹性模量和渗透性的影响。方法 构建相同孔隙率的晶体多孔支架(cell 1～4)和TPMS多孔支架(P、G、D和FKS型),利用有限元仿真方法,计算支架的等效弹性模量、等效屈服强度和渗透率。结果 8种支架的弹性模量为5.1～10.4 GPa,屈服强度为69～110 MPa, 4种晶体支架的渗透率为0.015～0.030 mm²。结论 随着孔隙率的增加,支架的弹性模量和屈服强度逐渐降低,渗透率逐渐升高;cell 2型支架因其较高的弹性模量和屈服强度,适合用于承重骨部位缺损的修复;cell 3型支架应力分布均匀,且线弹性阶段较长,可能适用于膝关节假体的多孔胫骨平台设计。