基于有限元法的骨组织工程支架结构力学性能优化分析

• 作者: 乌日开西·艾依提 滕勇 王娟 赵梦雅
• 来源期刊: 医用生物力学
• 学科: 医学
• 关键词: 骨组织工程 支架 微孔结构 力学性能 有限元分析
• 年，卷（期）: 2015,（3）
• 所属期刊栏目: 论著
• 页码范围: 249-255
• 页数: 7页
• 分类号: R318.01
• 字数: 4489字
• 语种: 中文
• DOI: 10.3871/j.1004-7220.2015.03.249

摘要

目的 分析骨组织工程支架微孔参数对支架力学性能的影响,为支架微孔结构的优化设计提供参考依据.方法 利用ANYSY软件建立支架微孔结构有限元模型,计算最大等效应力、最大总变形与孔隙率的关系,并分析比较不同孔径、孔间距结构对支架最大等效应力、最大总变形、内部应变的影响.结果 x、y轴方向孔间距的影响规律一致,随着孔间距从0.6 mm增加到2.0 mm,最大等效应力从63.1 MPa减小到46.3 MPa,最大总变形从23.8 μm减小到21.8 μm,最佳应变比从80％增大到84％;但随着z轴方向孔间距的增大,最大等效应力从38.3 MPa增大到47.8MPa,最大总变形从20.8 μm增大到22.8 μm,最佳应变比在82％ ～ 85％波动.x,y轴方向孔径从0.1mm增加到1.0 mm时,最大等效应力从32.4 MPa增大到78.4 MPa,最大总变形从19.9μm增大到38.2μm,最佳应变比从90％减小到53％;z轴方向孔径的增大会引起支架的最大等效应力从58.8 MPa减小到37.9 MPa,而最大总变形从23.3 μm增大到25.9 μm,最佳应变比从82％增大到87％.结论 支架孔隙率和最佳应变比越大,最大等效应力、最大总变形越小,支架生物性能和力学性能越好.研究结果对支架的结构设计和优化具有参考价值.

作者信息

序号	姓名	单位	发文数	被引次数	H指数	G指数
1	乌日开西·艾依提	新疆大学机械工程学院	52	193	8.0	12.0
2	滕勇	兰州军区乌鲁木齐总医院全军骨科中心	21	166	9.0	11.0
3	王娟	新疆大学机械工程学院	19	44	4.0	6.0
4	赵梦雅	新疆大学机械工程学院	3	27	3.0	3.0