连续梯度TPMS骨支架

力学匹配骨小梁

采用拓扑优化设计的连续梯度三周期极小曲面多孔结构，力学性能与渗透性更接近天然骨小梁，适用于人体骨植入。

刘双宇 · Jinlong, Feng · Zhang, Fulong · Jiang, Weibo · Vasilieva, Tatiana M. · Lu, Ping · Sen, Lu

International Journal of Bioprinting 2024

技术优势

孔隙率连续可调

孔隙率控制参数C随梯度位置呈线性函数关系变化，可在设计范围内精确控制孔隙率梯度。

Gyroid更接近骨支架需求

Gyroid连续梯度结构的力学性能与渗透性相比其他TPMS类型更接近天然骨支架的要求。

拓扑优化适配骨小梁

通过拓扑优化设计得到更适合骨小梁植入的连续梯度多孔结构，并实际打印出植入体模型，为后续应用提供支持。

应用场景

• 骨组织工程：提供力学与渗透性优化的支架，促进骨长入与组织再生。
• 骨植入体：直接用作骨缺损修复植入体，或作为骨长入研究的标准样品。
• 生物打印：利用粉末床熔融技术实现复杂连续梯度TPMS结构的可靠制备。
• 金属增材制造：提供Ti-6Al-4V连续梯度TPMS支架的打印工艺与设计方法。