- Politeknik Dergisi
- Vol: 24 Issue: 4
- Mimicking Bone Anisotropic Structure with Modified Gyroid Scaffolds; A Finite Element Analysis
Mimicking Bone Anisotropic Structure with Modified Gyroid Scaffolds; A Finite Element Analysis
Authors : Daver ALİ
Pages : 1637-1646
Doi:10.2339/politeknik.941106
View : 11 | Download : 2
Publication Date : 2021-12-01
Article Type : Research
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 (-50), G (-25), G (0), G (+25) ve G (+50) modeli elde edilmiştir. Modellerin etkili elastik modülleri sonlu elemanlar analizi kullanılarak hesaplanmıştır. Analiz sonuçları G (-50), G (-25), G (+25) ve G (+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 (CFD) analizi kullanılarak hesaplanmıştır. İzotropik olmayan modeller boyuna ve enine yönlerde farklı geçirgenlik göstermiştir. G (-50), G (-25), G (+25) ve G (+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