教授建议如何计算植入物材料的渗透率

RUDN大学的一名副教授通过生物液体发现了孔隙的数量和大小对骨植入物渗透性的影响。研究结果有助于选择种植体的最佳物理参数。研究结果发表在国际工程杂志。

为植入物在肉体中生存，并取代骨组织，它应该由无毒，生物惰性和耐磨材料制成。然而，与此同时，它应该是通过生物液体的光，多孔和可渗透的。如果植入物不会干扰氧气，矿物质和营养素的转移，新的骨组织和血管开始在其周围生长，并且患者的再生更成功。但是，目前尚不清楚孔隙度水平确保最佳渗透率和骨修复。RUDN大学的一名工程师首先对这些特征进行了数值模拟，并对孔隙度和渗透率之间的相关性进行了定量评价。

“植入材料的内部结构是作为骨重建作为其生物相容性重要的，它仍然是未知的骨组织再生的过程中是否依赖于植入物的孔隙度，以及是否影响透气性。此问题的实验研究的结果还不清楚。甲材料结构的模式使我们能够模拟，在身体和评估其在数量上参数的重要性植入经历，说：”过程Kazem礼Kasyzadeh，在机械部和工程精密仪器工程副教授鲁德大学学院。

该团队使用3-D打印机创建了两组相同的立方细胞结构，第一组的平面长度为1.8毫米，第二组为2毫米。然后每组添加3个圆柱形物体(高8mm，直径14mm)。孔隙度为34% ~ 72%，第一组孔隙直径为0.8 ~ 1.3 mm，第二组孔隙直径为0.9 ~ 1.5 mm。为了测试它们的渗透性，工程师们使用了三种不同密度和粘度水平的水和甘油混合物。然后，研究小组以不同的速率模拟了液体的流动和它们对植入物多孔结构的压力。之后，科学家们根据这些模型计算了每种结构的渗透系数。虽然计算结果与实验数据，他们遵循相同的趋势：孔隙率越高，材料越渗透。渗透性也与孔的尺寸相关：20％直径降低导致渗透率降低76％。

“可能，我们的结果有助于减少新骨植入结构的实验测试数量。我们设法确认毛孔数量结构它们的大小影响材料的渗透性。因此，如果一种材料的力学性质允许，可以通过改变孔隙大小而保持孔隙大小的方法来提高其渗透性孔隙度在同一水平上，”从RUDN大学加入Kazem礼Kashyzadeh。

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