定制植入物的设计和对称和不对称的头骨腔的3D打印
Hari Narayan Singh1, Sanat Agrawal1, Abhaykumar M Kuthe2
1Department of Mechanical Engineering, National Institute of Technology, Uttarakhand, India.
Journal of the mechanical behavior of biomedical materials
|August 6, 2023
概括
定制的头骨植入物被设计用于使用CT扫描对称和不对称的缺陷. 与PEEK相比,合金植入物表现出优越的机械性能,使其成为头骨重建的理想选择.
科学领域:
- 生物医学工程 生物医学工程
- 材料科学 材料科学 材料科学
- 医疗成像医学成像
背景情况:
- 头骨缺陷需要患者特定的植入物,以实现最佳的重建.
- 现有的方法可能无法充分解决对称和不对称的头骨缺陷.
- 先进的成像和建模对于设计定制植入物至关重要.
研究的目的:
- 开发和评估一种方法来设计针对对称和不对称缺陷的定制部植入物.
- 为了比较不同生物材料的机械行为,用于部植入物.
- 评估合金对于头骨重建的适用性.
主要方法:
- 计算机断层扫描 (CT) 扫描被用来创建头骨缺陷的3D模型.
- 定制植入物被设计使用对称对称缺陷和表面混合对不对称缺陷的对称性.
- 3D打印 (化沉积建模) 用于植入物制造和适合性评估.
- 进行了有限元分析 (FEA),以比较在冲击负荷下骨,PEEK和Ti6Al4V的机械性能.
主要成果:
- 成功设计和3D打印定制的部植入物,用于对称和不对称的缺陷.
- 与PEEK相比,FEA在合金中显示了类似的应力,但与PEEK相比,合金的应变和变形明显较低.
- 合金 (Ti6Al4V) 因其优越的机械性能而被确定为首选材料.
结论:
- 开发的方法使得针对不同类型的缺陷能够设计出针对患者的部植入物.
- 合金表现出优越的机械性能,使其成为部植入物的合适材料.
- 未来的工作应该专注于结合多孔结构来增强骨整合和骨生长.
