定制化TPMS骨支架

力学传质兼优

通过双目标优化协同设计孔隙率与单元尺寸，同时满足弹性模量与渗透率需求，实现骨支架性能的定制化调控。

Shen, Hangming · Chaojie, Song · Yang, Lihong

International Journal of Mechanics and Materials in Design 2026

技术优势

参数可定制

通过经验公式可根据所需的弹性模量和渗透率快速确定孔隙率与单元尺寸等结构参数。

优化策略明确

正交实验和熵权分析量化了各参数的影响权重，指出孔隙率主要影响弹性模量，单元尺寸主要影响渗透率。

IWP结构最优

在对比的三种TPMS结构中，IWP型支架同时具有更好的力学和传质性能。

应用场景

• 骨组织工程：为骨缺损修复提供力学与传质匹配的支架设计方案。
• 多孔支架设计：通过参数化设计快速获得指定孔隙率和单元尺寸的多孔结构。
• 植入体定制：根据患者个体需求调整支架的力学和渗透性能。
• 增材制造：输出可直接用于3D打印的支架设计参数。
• 结构优化：提供双目标优化的量化权重和策略，指导结构参数选择。