Int J Mol Sci：基於TPMS的多孔金屬生物材料可很好地模擬人體骨的解剖結構及生物力學性能

導語：基於TPMS的多孔金屬生物材料在很大程度上模擬了小梁骨的解剖結構、力學和物理性質。

來源：梅斯醫學

很大程度上可同時模仿骨骼的解剖結構、力學性能和傳導特性的多孔生物材料目前報道極少。在這項研究中，研究人員基於四種不同類型的三重周期性極小表面（TPMS）合理設計，並採用增材製造（AM）法製備了多孔金屬生物材料，對骨性能的模仿達到了前所未有的多物理學精細水平。

使用選擇性激光熔化（SLM）鈦合金（Ti-6Al-4V）進行合理設計和製造了16種不同類型的多孔生物材料。然後表徵所製備的生物材料的解剖結構、靜態力學性質、抗疲勞性和滲透性。

結果顯示，就解剖結構而言，生物材料類似於小梁骨的形態特徵，包括平均表面曲率接近於零。生物材料的性能良好，且同時具有相對較低的彈性特性和較高的屈服強度。這兩種性能可避免應力屏蔽，同時為骨組織再生和骨整合提供充足的機械支持。

此外，與目前研發的其他耐疲勞極限達到其屈服（或平台）壓力20%的AM多孔生物材料相比，，而目前研究中開發的一些生物材料顯示出極高的抗疲勞性，耐力限制高達60％的屈服壓力。還發現，對於所開發的生物材料所測量的滲透性值在所報道的小梁骨的範圍內。

綜上所述，本研究所研發的基於TPMS的多孔金屬生物材料在很大程度上模擬了小梁骨的解剖結構、力學和物理性質。這些特性使得它們成為骨科植入物和/或骨代用生物材料的潛在選擇。

原始出處：

Amir A. Zadpoor.Design for Additive Bio-Manufacturing: From Patient-Specific Medical Devices to Rationally Designed Meta-Biomaterials. Int J Mol Sci. 2017 Aug; 18(8): 1607. Published online 2017 Jul 25. doi: 10.3390/ijms1808160

本文系梅斯醫學（MedSci）原創編譯整理，轉載需授權！

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