Сравнительный анализ модулей упругости пористой структуры и губчатой костной ткани

Abstract

В настоящей работе представлены результаты определения модулей упругости регулярной пористой структуры с низкой плотностью открытых ячеек методом конечных элементов при различных радиусах поперечных сечений стержней, образующих пористую структуру и упругих свойствах материала. Параметризованная модель пористой структуры разработана в программном комплексе ANSYS. Граничные условия соответствуют одноосному нагружению образца. Выполнен сравнительный анализ модулей упругости пористых структур и усредненных модулей упругости образцов губчатой костной ткани из различных участков проксимального отдела бедренной кости человека. Модель бедренной кости разработана на основании томографических данных с учетом распределения минеральной плотности костной ткани. Определены геометрические параметры регулярной пористой структуры, при которых модуль упругости структуры совпадает с усредненным модулем упругости губчатой костной ткани. Полученные результаты могут быть использованы при разработке имплантантов для бедренных костей, используемых для проксимального отдела бедра.