چکیده

 داربست­های تیتانیومی با ریزمعماری کنترل شده، به منظور کاربرد­های بارگذاری ارتوپتیک توسعه یافته­اند. ریزمعماری کنترل شده به یک آرایه­ی تکراری تک-سلول­ها اشاره دارد که از پودر تیتانیوم متخلخل تشکیل شده است و این پودر متخلخل ساختار داربست را تشکیل می­دهد. هدف این مطالعه، مشخص­سازی عملکرد مکانیکی سه داربست با افزایش تخلخل، از طریق تحلیل المان محدود (FEA) و مقایسه نتایج با داده­های تجربی است. داربست­ها با استفاده از توموگرافی ریز محاسبه شده اسکن شدند و مدل­های FEA از مدل­های رایانه­ای حاصل، ایجاد شدند. مدل­های تک-سلولی و ابعاد بزرگ داربست­ها ایجاد شدند. خواص ماده­ی پودرهای متخلخل تیتانیوم، ابتدا در تست­های مکانیکی ارزیابی شدند و از داده­ها در FEA استفاده گردید. نشان داده شد که مدل­های FEA تک-سلولی و ابعاد بزرگ، نماینده­ی خوبی برای مدول یانگ و تنش تسلیم هستند. اگرچه مدل­های ابعاد بزرگ الگو­های شکست مشابه و یک روند قابل پیش­بینی در UCS را نشان دادند، کرنش در UCS به خوبی با داده­های تجربی تطبیق نداشتند. از آن جایی که از یک روش نمونه­سازی سریع برای ساخت داربست­ها استفاده شد، هندسه­های CAD اصلی داربست نیز با استفاده از FEA ارزیابی شد، با این حال خواص مکانیکی داربست­های فیزیکی را منعکس نکرد. این امر نشان می­دهد که در حال حاضر، تعیین هندسه­ی واقعی داربست از طریق توموگرافی رایانه­ای مهم است. در آخر، تحلیل خستگی بر روی داربست به منظور شبیه­سازی شرایط بارگذاری که به عنوان دستگاه فیوژن بین مهره­ای ستون فقرات تحمل می­کند، اعمال شد.

لغات کلیدی: داربست تیتانیوم؛ تحلیل مکانیکی؛ تحلیل المان محدود؛ مدل­سازی تک-سلول؛ طراحی به کمک رایانه؛ نمونه­سازی سریع

1-مقدمه

مواد متخلخل به میزان زیادی در کاربردهای ارتوپدیک، به منظور فراهم­سازی ادغام با استخوان اطراف، مورد استفاده قرار می­گیرند. متغیرهای طراحی برای تولید معماری بهینه­ی داربست، شامل فراهم کردن فضای تخلخل و راه­های عبوری کافی برای تطبیق مهاجرت سلولی و هدایت رشد و بازسازی بافت می­باشند. عملکرد مکانیکی نیز به همین میزان برای موفقیت ایمپلنت­های ارتوپدین، ازی بافت میری بهنربردهای ارتوپدیک، به منظور فراهم سازی 

 متحمل بار مهم هستند. داربست متخلخل در ابتدا باید بتواند پایداری پس از عمل مناسبی را فراهم نماید، و نهایتاً شرایط بیومکانیک بلند­مدت بافت اصلی را محقق نماید...