一种骨科植入物用多孔结构力学性能预测方法

本发明涉及多孔结构领域，更具体涉及一种骨科植入物用多孔结构力学性能预测方法。

背景技术：

1、当前骨科植入物如椎间融合器、髋臼杯以及齿科种植体等，多由致密金属经机械加工制造而成。然而致密金属的弹性模量远高于人体骨，在植入后容易产生应力遮挡现象，使得应力无法有效地传播至骨组织，易发生骨吸收，皮质骨逐渐变薄，最终导致植入体发生松动。多孔结构是由形成孔穴的棱边和壁面的固体杆或板所构成的相互联通的网络体，自然界中常见的多孔结构如珊瑚、蜂窝等。多孔接结构可大幅降低致密金属的弹性模量，有效改善应力遮挡现象，为骨科疾病患者带来福音。

2、现有多孔结构力学性能的研究多为通过尺寸设计然后进行实验验证，存在耗费时间长、财力成本较高的问题。通过本发明可对多孔结构的力学性能进行准确的预测，有效降低时间、财力成本，更有利于孔钛合金在骨科植入体领域的应用。

技术实现思路

1、针对现有技术的不足，本发明提出一种骨科植入物用多孔结构力学性能预测方法，具体技术方案如下：

2、一种骨科植入物用多孔结构力学性能预测方法，

3、构建骨科植入物用菱形十二面体多孔结构，所述菱形十二面体多孔结构的单元尺寸l在1～2.5mm范围，对应的孔隙率在61.65％～92.26％范围内；

4、构建的菱形十二面体多孔结构的弹性模量e和抗压强度σ为：

5、

6、

7、

8、其中，es为钛合金的弹性模量，为由钛合金制成的多孔结构的相对密度；σs为钛合金的抗压强度。

9、进一步地，钛合金的弹性模量es为113gpa，钛合金的抗压强度σs为970mpa。

10、本发明的有益效果如下：

11、采用本发明的预测方法可以直接获得多孔结构的力学性能，且预测的力学性能更精确。

技术特征：

1.一种骨科植入物用多孔结构力学性能预测方法，其特征在于，

2.根据权利要求1所述的骨科植入物用多孔结构力学性能预测方法，其特征在于，钛合金的弹性模量es为113gpa，钛合金的抗压强度σs为970mpa。

技术总结
本发明公开一种骨科植入物用多孔结构力学性能预测方法，该方法包括构建骨科植入物用菱形十二面体多孔结构，所述菱形十二面体多孔结构的单元尺寸L在1～2.5mm范围，对应的孔隙率在61.65％～92.26％范围内；骨科植入物用菱形十二面体多孔结构的弹性模量E和抗压强度σ即可根据固定的公式计算出来。采用本发明的预测方法可以直接获得多孔结构的力学性能，且预测的力学性能更精确。

技术研发人员：王琮瑜,谢海波,杨华勇,丁红钦,黄侃阳,俞皓捷,谢翰斌,徐楠,陈小昌,刘仕尧,王炳,张威,孙扬帆,洪昊岑,陶佳跃,白洁
受保护的技术使用者：浙江大学高端装备研究院
技术研发日：
技术公布日：2024/1/14