서론 격자 구조는 세포 물질이며 천연 뼈의 형태와 기계적 특성을 복제 할 수 있기 때문에 조직 공학 분야에서 많은 관심을 끌었습니다. 다공성, 표면적 및 기공 크기와 같은 주요 설계 파라미터는 기계적 무결성 및 생체 적합성 균형을 유지하는 데 큰 의미가 있습니다. 이상적인 뼈 스캐 폴드는 천연 뼈와 동일한 기계적 특성을 가져야하며 LPBF에 의해 제작 된 MDFG 스캐 폴드는이 목표를 가능하게합니다. 이 연구는 정형 외과 적 응용 분야에서의 적용 가능성을 결정하기 위해 LPBF (다양한 유형의 격자 구조를 커버)에 의해 제작 된 MDFG 스캐 폴드를 체계적으로 평가했다.
재료 및 방법 스캐 폴드는 Ntopology 소프트웨어를 사용하여 모델링되었습니다. 단위 크기가 20mm 인 큐브를 설정하고, 생리 학적 하중 조건을 시뮬레이션하기 위해 고체 부피 층을 첨가 하였다. 다른 유형의 격자 구조에 대해 상이한 단위 크기 및 시드 포인트가 제어 가능한 다공성 구배를 생성하기 위해 설정되었다. 스캐 폴드를 LPBF에 의해 제조하고 인쇄 설정을 수행하고 시편을 꺼 냈습니다. 고 사이클 피로 (HCF) 테스트는 압축 - 압축 하중 조건에서 수행되었으며 적절한 하중 셀이 선택되었습니다.
결과 준 정적 압축 테스트에 따르면, 기질 및 원시 격자 구조는 우수한 기계적 특성을 가지며, 이들의 힘 - 변위 곡선은 전형적인 3 단계 변형 공정을 보여 주었다. 유한 - 요소 분석 시뮬레이션은 스트레스 분포 등을 이해하기위한 중요한 기초를 제공했으며 시뮬레이션 결과는 실험 결과와 매우 일치했습니다. 다른 스캐 폴드의 피로 실패 시편을 비교함으로써, 자이 로이드 격자는 전반적인 전반적인 성능을 가졌으며, 원시 격자의 장기 성능은 Voronoi 격자의 장기 성능보다 낫고 Kelvin Mesh는 가장 안정적인 피로 저항성을 가졌다.
결론 MDFG 스캐 폴드, 특히 자질 및 원시 격자 구조는 우수한 기계적 및 피로 특성을 나타 냈으며, 하중, 정형 외과 임플란트에 이상적인 선택이었습니다. 스캐 폴드 설계의 발전 개선 된 응력 분포 등의 발전 및 포스트 프로세싱 기술은 기계적 특성을 개선하는 데 중요했습니다. 향후 연구는 정형 외과 임플란트의 성능과 임상 적용의 성공률을 더욱 향상시키기 위해 환자 - 특정 격자 최적화 및 생체 내 연구를 탐색해야합니다. 결론적으로, LPBF에 의해 제조 된 MDFG TI6AL4V 스캐 폴드는 정형 외과 임플란트 분야에서 광범위한 응용 전망을 갖는다. 지속적인 연구 및 개선을 통해 환자에게 더 나은 치료 옵션을 제공 할 것으로 예상됩니다.