Mimicking Bone Anisotropic Structure with Modified Gyroid Scaffolds; A Finite Element Analysis

Authors : Daver ALİ

Pages : 1637-1646

Doi:10.2339/politeknik.941106

View : 33 | Download : 13

Publication Date : 2021-12-01

Article Type : Research Paper

Abstract :Kemiğin yapısı karmaşık ve heterojendir, bu da boylamasına ve enine yönlerinde farklı mekanik ve biyolojik özelliklere neden olur. Örneğin, trabeküler kemiğin uzunlamasına ve enine yönde elastik modülü ve geçirgenliği birkaç kata kadar değişebilir. Dolaysıyla, implantların tasarımında konuk kemikle uyum sağlaması için bu farklılıkları dikkate almak gerekir. Bu çalışmada, yaygın olarak kemik iskeleleri tasarımında kullanılan gyroid yapısı, izotropik olmayan iskeleler modellemek için modifiye edilmiştir. Bu nedenle, gyroid üçlü periyodik minimal yüzey trigonometrik fonksiyonu manipüle edilerek ve %80 sabit bir gözenekliliğe sahip beş farklı iskele G insert ignore into journalissuearticles values(-50);, G insert ignore into journalissuearticles values(-25);, G insert ignore into journalissuearticles values(0);, G insert ignore into journalissuearticles values(+25); ve G insert ignore into journalissuearticles values(+50); modeli elde edilmiştir. Modellerin etkili elastik modülleri sonlu elemanlar analizi kullanılarak hesaplanmıştır. Analiz sonuçları G insert ignore into journalissuearticles values(-50);, G insert ignore into journalissuearticles values(-25);, G insert ignore into journalissuearticles values(+25); ve G insert ignore into journalissuearticles values(+50); modellerin boylarınca elastisite modülünün enlerine göre sırasıyla 0.21, 0.62, 1.50 ve 2.23 oranda olduğunu göstermiştir. Ayrıca modellerin geçirgenliği hesaplamalı akışkanlar dinamiği insert ignore into journalissuearticles values(CFD); analizi kullanılarak hesaplanmıştır. İzotropik olmayan modeller boyuna ve enine yönlerde farklı geçirgenlik göstermiştir. G insert ignore into journalissuearticles values(-50);, G insert ignore into journalissuearticles values(-25);, G insert ignore into journalissuearticles values(+25); ve G insert ignore into journalissuearticles values(+50); modellerin geçirgenliği boylarınca enlerine göre oranı sırasıyla 0.67, 0.80, 1.25 ve 1.47 olarak hesaplanmıştır.
Keywords : İzotropik olmayan iskeleler, TPMS iskeleler, TPMS iskeleler, gyroid, kemik Elastikliği, geçirgenlik

ORIGINAL ARTICLE URL