径向梯度多孔钽

模量匹配松质骨

通过径向梯度孔隙设计，在保持高渗透性和生物活性的同时，将弹性模量降至人体松质骨水平。

宋长辉 · Chen, Jiaqi · Haoyang, Lei · Zhaobin, Yang · Deng, Zhengtai · Li, Yueyue · Jianhua, Wang · 杨永强 · 韩昌骏

International Journal of Mechanical Sciences 2023

参数信息

弹性模量

603.6–1317.36 MPa

渗透率

4.324×10⁻⁹–9.648×10⁻⁹ m²

屈服强度提升率

0.03–33 %

弹性模量提升率

2.29–13.94 %

渗透率提升率（孔隙率 59.5% 时）

2 %

技术优势

模量匹配松质骨

弹性模量 603.6–1317.36 MPa，与人体松质骨相当，可减轻应力屏蔽效应。

渗透率符合骨长入需求

渗透率 4.324×10⁻⁹–9.648×10⁻⁹ m²，均落在松质骨渗透率范围内，有利于营养输送和细胞迁移。

梯度设计提升强度

相较于均匀结构，径向梯度多孔钽的弹性模量提高 2.29–13.94%，屈服强度提高 0.03–33%。

促进细胞活性

径向梯度设计具有更大的表面积和更高的壁面剪应力，可激活细胞生长因子并诱导应力纤维形成。

应用场景

• 骨植入体：替代传统致密金属植入体，避免应力屏蔽导致的骨吸收。
• 多孔金属：提供与松质骨匹配的力学性能和渗透性，促进骨长入。
• 骨科增材制造：利用 LPBF 实现复杂多孔结构的可控制造，满足个性化植入需求。