通过模糊的AHP和TOPSIS决策方法优先考虑脊椎盘植入物的生物材料

科学领域:

• 生物材料科学 生物材料科学
• 整形外科工程 整形外科工程
• 材料科学 材料科学 材料科学

背景情况:

• 最佳的生物材料选择对于脊柱植入成功至关重要,特别是在全盘置换 (TDR) 中.
• 关键特性包括生物相容性,耐用性,机械强度和成本效益.
• 材料科学的进步使人们能够更好地理解植入物稳定性的生物力学原理.

研究的目的:

• 评估和排名六个候选生物材料用于脊柱TDR端板和关节表面.
• 根据多个性能标准,确定最合适的材料.
• 为脊柱植入物中生物材料选择提供数据驱动的方法.

主要方法:

• 评估了六种生物材料:Ti-6Al-4V,CoCr合金,不钢316L,ZTA,PEEK和UHMWPE. 这些材料包括:
• 使用多标准决策方法:模糊的分析层次过程 (模糊的AHP) 和TOPSIS.
• 评估了十个属性:Young的模量,密度,强度,成本,磨损,腐蚀,导热率,性和压力强度.

主要成果:

• 硬化 (ZTA) 成为接表面的排名第一的材料.
• 合金 (Ti-6Al-4V) 被确定为最适合用于端板的材料.
• 灵敏度分析证实了排名的稳定性,与模糊-VIKOR和模糊-MOORA进行了比较.

结论:

• 作为脊柱TDR组件的优质生物材料,建议使用ZTA和Ti-6Al-4V.
• 模糊的AHP和TOPSIS方法提供了一个可靠的框架,用于骨科应用中的生物材料选择.
• 这项研究有助于开发更有效和更耐用的脊柱植入物.