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作者：时艺;乌日开西·艾依提;张宇涛;
单位：新疆大学智能制造现代产业学院(机械工程学院);新疆工程学院机电工程学院;
摘要：为了实现植入物与人体骨在生物力学和细胞相容性方面的匹配，综合评价了钽点阵结构的力学性能和渗透性能，以寻求可应用于钽多孔骨支架的最佳点阵结构。基于三周期极小曲面的不同建模方法，设计了6种类型的单元体结构，通过选区激光熔化工艺制备了相关钽点阵结构试样。通过准静态压缩试验获得点阵结构的力学性能，并记录破坏过程；基于有限元软件Abaqus建立相对应的压缩模型，获取压缩过程中应力应变的变化；利用COMSOL软件对点阵结构的渗透性能进行模拟分析。结果表明：片状结构的弹性模量、屈服强度和能量吸收均高于杆状结构，渗透率则低于杆状结构；G型和F-KS型杆状结构在50%应变下出现了脆性断裂的裂口；6种钽点阵结构的弹性模量为3.8～6.1 GPa,屈服强度为47～107 MPa,介于皮质骨和松质骨的范围内；6种结构的渗透率为6.5×10~(-10)～3.97×10~(-9) m~2,均在骨小梁的渗透率范围内。研究结果表明，所设计的钽点阵结构适用于骨支架，综合性能最好的是G型片状结构。
关键词：3D打印;;选区激光熔化;;三周期极小曲面;;多孔钽;;骨支架;;渗透性
基金资助：国家自然科学基金资助项目(52065063);; 新疆维吾尔自治区自然科学基金资助项目(2023D01A86)
