用羟基磷灰石/乳酸材料的力学性能分析压缩载荷下骨支架几何形状的应力

J. L. Díaz León, C. Hernández Navarro, Mariana Itzel Martínez Valencia, José Antonio Vázquez López
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摘要

材料的强度和骨支架的几何形状之间的关系确保了支架的孔隙保持完整,而骨细胞通过它们生长。本研究利用羟基磷灰石(HAp)与乳酸混合的力学性能,对两种骨支架几何形状进行了力学模拟。压缩试验研究了偶然认识其机械性能,随后被超过两个骨头大学建设者根据孔隙大小适合再生细胞中所报道的文学和机械属性的值被用来模拟MEF。结果表明,该方法的弹性模量为253.4 MPa,屈服应力为7.53 MPa,泊松模量为0.33。计算出的孔隙度分别为立方和圆柱形CAD模型的43.83%和50.51%。结果表明,立方模型承受的力为21 N,圆柱形模型承受的力为19 N,在模拟中应用了这些力,以不超过HAp的最大允许应力4.5 MPa。
本文章由计算机程序翻译,如有差异,请以英文原文为准。
Análisis de esfuerzos en geometrías de andamios óseos bajo cargas de compresión con las propiedades mecánicas de un material de Hidroxiapatita/ácido láctico
La relación entre la resistencia del material y la geometría de los andamios óseos asegura que los poros del andamio se mantengan íntegros mientras las células de los huesos se desarrollan a través de ellos. En este estudio se presentan las simulaciones mecánicas de dos geometrías de andamios óseos usando las propiedades mecánicas de la Hidroxiapatita (HAp) mezclado con ácido láctico. Se realizaron ensayos de compresión en la HAp para conocer sus propiedades mecánicas, después se modelaron dos geometrías de andamios óseos en base a la porosidad y tamaño adecuados para la regeneración celular según lo reportado en la literatura y se usaron los valores de las propiedades mecánicas para las simulaciones MEF.  Se encontró un módulo elástico de 253.4 MPa, el esfuerzo de cedencia de 7.53 MPa y el módulo de Poisson de 0.33. Las porosidades calculadas para los modelos CAD cúbico y cilíndrico son de 43.83% y de 50.51% respectivamente.  Se encontró que el modelo cúbico soportó una fuerza de 21 N en contraste con el modelo cilíndrico que soportó una fuerza de 19 N, estas fuerzas se aplicaron en las simulaciones con la finalidad de no superar el esfuerzo máximo permisible de 4.5 MPa de la HAp.
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