在3D打印的晶格结构中对骨生长的比较分析,具有不同的模式

科学领域:

• 生物材料工程 生物材料工程
• 整形外科手术 整形外科手术
• 增材制造 增材制造 增材制造

背景情况:

• 骨科植入物需要骨质整合才能成功整合.
• 植入物中的格子结构可以增强骨生长.
• 优化格子设计对于提高植入物性能至关重要.

研究的目的:

• 为了研究六种不同的格子形状对骨植入物骨内生长的影响.
• 为了比较陀螺,立方体,圆柱体,四面体,双金字塔和沃罗诺伊格子结构的骨生长效率.
• 开发和验证一个新的图像处理算法来量化骨生长.

主要方法:

• 直接金属激光烧结 (DMLS) 3D打印Ti6Al4V合金网格植入物.
• 手术植入绵羊的股骨,在8周和12周进行分析.
• 机械压缩测试,组织学分析,以及用于骨生长量化的新型图像处理算法.

主要成果:

• 陀螺,双金字塔和立方格子格子形状显示出最高的骨生长率.
• 这些前三个形状的排名在植入后的8周和12周都保持一致.
• 开发的图像处理算法准确量化了骨生长,并得到了组织学发现的支持.

结论:

• 陀螺,双金字塔和立方格网设计在骨科植入物中促进骨生长是非常有效的.
• 这些格子结构提供与之前研究的设计,如立方体相比或优越的骨内生长.
• 新的图像处理技术提供了一种可靠的方法来评估晶格植入物中的骨生长.