基于有限元法分析多孔氧化铝陶瓷支架的抗压性能

详细信息    查看全文 | 推荐本文 |

英文篇名：Finite Element Analysis of Compressive Properties of Porous Alumina Bioceramic Scaffold 作者：程喆 ; 张木 ; 刘振华 英文作者：CHENG Zhe;ZHANG Mu;LIU Zhenhua;School of Materials Engineering, Shaanxi Polytechnic Institute; 关键词：多孔陶瓷 ; 氧化铝 ; 陶瓷支架 ; 有限元分析 英文关键词：porous ceramic;;alumina;;bioceramic scaffold;;finite element analysis 中文刊名：ZZJS 英文刊名：Foundry Technology 机构：陕西工业职业技术学院材料工程学院; 出版日期：2019-06-18 出版单位：铸造技术 年：2019 期：v.40;No.327 基金：陕西省教育厅科学研究计划资助项目(17JK0058);; 陕西工业职业技术学院院级科研基金资助项目(ZK16-07) 语种：中文; 页：ZZJS201906033 页数：5 CN：06 ISSN：61-1134/TG 分类号：108-112

摘要

对人体股骨进行生物力学分析,并采用有限元分析多孔氧化铝陶瓷支架的抗压性能。结果表明,对于体重为65 kg的人体,其单足站立时股骨受到静应力为7.2 MPa。以7.2 MPa作为植入人体股骨的外载荷,并进行有限元分析,通过与不同孔径、孔隙率单孔排布模型的压缩性能对比分析,获得孔径为620μm,孔隙率为69.7%的A33模型,其压缩性能为最优模型。
        The biomechanical analysis of human femur was carried out, and the compressive properties of porous alumina ceramic scaffolds were analyzed by finite element method. The results show that the static stress of femur is 7.2 MPa when the body weight is 65 kg. Taking 7.2 MPa as the external load of femur implantation, finite element analysis is carried out.The A33 model with 69.7% porosity and 620 microns diameter is obtained through the comparison and analysis of the compression performance with the single-hole configuration model with different pore diameters and porosity.

引文

[1]李世普,医学.生物医用材料导论[M].武汉工业大学出版社.2000.
    [2]卢志华,李呈顺,马育栋.多孔氧化铝陶瓷制备技术研究进展[J].中国陶瓷,2018,54(2):1-7.
    [3]王佳宁.氧化锆氧化铝陶瓷复合材料对人牙周膜细胞增殖、凋亡和骨诱导活性的影响[J].中国组织工程研究,2017,21(26):4155-4159.
    [4]刘路路,万辉,楚雪梅.生物陶瓷材料的应用及发展前景[J].中国战略新兴产业,2018(40):60.
    [5]Edwards J,Brunski J,Higuchi H.Mechanical and morphologic investigation of the tensile strength of a bone‐hydroxyapatite interface[J].Journal of biomedical materials research,1997,36(4):454-468.
    [6]廖明顺.多孔材料力学性能数值模拟[J].硕士学位论文[D].昆明:昆明理工大学,2006.
    [7]袁义云,宋迎东,孙志刚.孔隙率对多孔陶瓷材料失效强度的影响[J].航空动力学报,2008,23(9):1623-1627.
    [8]杨福生,洪波.独立分量分析及其在生物医学工程中的应用[J].国外医学:生物医学工程分册,2000,23(3):129-134.
    [9]姚康德,王向辉,侯信.组织工程相关生物材料[J].天津理工学院学报,2005,16(4):1-5.
    [10]龚明明,谭丽丽,耿芳,等.新型多孔镁压缩性能的有限元分析[J].金属学报,2008,44(2):237-242.
    [11]王以进,王介麟.骨科生物力学[M].北京:人民军医出版社.1989.
    [12]胡江,陶祖莱.组织工程研究进展[J].生物医学工程学杂志,2000,17(1):41-42.
    [13]曾机灿,齐伟力.股骨生物力学的有限元研究[J].医学综述,2008,14(20):3101-3103
    [14]李英雷,胡时胜,李英华.A95陶瓷材料的动态压缩测试研究[J].爆炸与冲击,2004(3):233-239.
    [15]顾其胜,候春林,徐政.实用生物医用材料学[M].上海:上海科学技术出版社.2005:20-79.