松质骨仿生微结构

形貌弹性模量近似原骨

基于各项异性高斯随机场重建的松质骨微结构,其界面曲率分布与原骨相似,力学响应与天然松质骨接近,可用于骨科植入物设计。

He, Lei · Cheung, Jason Pui Yin · Zhang, Teng · 任晓丹

Journal of the Mechanical Behavior of Biomedical Materials 2024

参数信息

弹性模量平均绝对百分比误差
7.84 %
屈服应力平均绝对百分比误差
16.99 %
总转化能量平均绝对百分比误差
16.27 %
Bland-Altman一致性界限
0.1647 MPa
平均偏差
0.1647 MPa

技术优势

几何形貌与原骨相似

重建微结构与微CT天然骨样本的界面曲率分布具有相似的柱状形态特征,有利于骨整合。

弹性模量误差低于8%

与微CT天然骨样本相比,重建结构的弹性模量平均绝对百分比误差仅为7.84%,力学性能接近。

参数化设计空间大

通过调整高斯随机场生成参数,可生成多种微结构,结合3D打印技术为骨科植入物设计提供丰富可能性。

应用场景