Анализ эффективных упругих характеристик остеопластических скаффолдов с элементарной ячейкой на основе трижды периодической минимальной поверхности
Новосад Ю.А.
1,2, Родионова К.Н.
1,2, Кауров Н.C.
1,3, Виссарионов С.В.
1, Скворцов А.Н.
21Национальный медицинский исследовательский центр детской травматологии и ортопедии им. Г.И. Турнера Министерства здравоохранения Российской Федерации, Пушкин, Санкт-Петербург, Россия
2Санкт-Петербургский политехнический университет Петра Великого, Санкт-Петербург, Россия
3Ленинградский государственный университет им. А.С. Пушкина, Пушкин, Санкт-Петербург, Россия
Email: novosad.yur@yandex.ru, rkn0306@mail.ru, kaurov.n.s@gmail.com, vissarionovs@gmail.com, colbug@mail.ru
Поступила в редакцию: 7 октября 2025 г.
В окончательной редакции: 22 января 2025 г.
Принята к печати: 29 января 2026 г.
Выставление онлайн: 29 апреля 2026 г.
Исследованы упругие характеристики скаффолдов, изготовленных из полилактида, с топологией трижды периодически минимальной поверхности, а именно Diamond, I-WP и Gyroid. С помощью моделирования напряженно-деформированного состояния в программном пакете Ansys получена теоретическая зависимость относительного модуля Юнга от относительной плотности образцов в соответствии с моделью Гибсона-Эшби. Рассчитанные константы C и n коррелируют с экспериментально полученными данными и указывают на то, что основной вклад в деформацию скаффолдов на основе полилактида вносит сжатие, а не изгиб. Ключевые слова: остеопластические материалы, полилактид, модель Гибсона-Эшби, 3D-печать.
- L. Wang, X. You, L. Zhang, C. Zhang, W. Zou. Bone Research, 10 (1), 16 (2022). DOI: 10.1038/s41413-022-00190-4
- M.K. Thu, Y.S. Kang, J.M. Kwak, Y.H. Jo, J.S. Han, I.S.L. Yeo. Sci. Reports, 13 (1), 11142 (2023). DOI: 10.1038/s41598-023-38432-y
- Н.В. Федорова, А.М. Косинов. Российский журнал биомеханики, 28 (1), 54 (2024). DOI: 10.15593/RZhBiomeh/2024.1.04
- А.М. Цициашвили, А.М. Панин, С.Д. Арутюнов, В.А. Какуша, М.Г. Ковалев, Д.А. Саващук. Российский стоматологический журнал, 23 (6), 254 (2019). DOI: 10.18821/1728-2802-2019-23-6-254-262
- F.N. Depboylu, E. Yasa, O. Poyraz, J. Minguella-Canela, F. Korkusuz, M.A. De los Santos Lopez. J. Mater. Research Technol., 17, 1408 (2022). DOI: 10.1016/j.jmrt.2022.01.087
- A. Gregor, E. Filova, M. Novak, J. Kronek, H. Chlup, M. Buzgo, V. Blahnova, V. Lukavsova, M. Bartovs, A. Nevcas, J. Hovsek. J. Biol. Eng. Bio. Med. Central Ltd., 11 (31) (2017). DOI: 10.1186/s13036-017-0074-3
- F.S.L. Bobbert, K. Lietaert, A.A. Eftekhari, B. Pouran, S.M. Ahmadi, H. Weinans, A.A. Zadpoor. Acta Biomater., 53, 572 (2017). DOI: 10.1016/j.actbio.2017.02.024
- S. Ma, Q. Tang, X. Han, Q. Feng, J. Song, R. Setchi, N. Zhen. Mater. Design, 195, 109034 (2020). DOI: 10.1016/j.matdes.2020.109034
- G. Chouhan, G. Bala Murali. J. Process Mechan. Eng., 238 (2), 965 (2024). DOI: 10.1177/09544089231160030
- S.A. Naghavi, M. Tamaddon, A. Marghoub, K. Wang, B.B. Babamiri, K. Hazeli, C. Liu. Bioengineer., 9 (10), 504 (2022). DOI: 10.3390/bioengineering9100504
- I. Bouakaz, C. Drouet, D. Grossin, E. Cobraiville, G. Nolens. Acta Biomater., 170, 580 (2023). DOI: 10.1016/j.actbio.2023.08.041
- А.Е. Крупнин, А.А. Азаров, С.Д. Гершбаум, А.Р. Закиров, А.В. Колногоров, С.В. Крашенинников, Н.Г. Седуш, С.Н. Чвалун. В сб.: XXXIII МЕЖДУНАРОДНАЯ ИННОВАЦИОННАЯ КОНФЕРЕНЦИЯ МОЛОДЫХ УЧЕНЫХ И СТУДЕНТОВ ПО ПРОБЛЕМАМ МАШИНОВЕДЕНИЯ (МИКМУС-2021), под ред. О.Ю. Склеминой (Институт машиноведения им. А.А. Благонравова РАН, М., 2021)
- А.С. Шалимов, М.А. Ташкинов. Вестник Пермского национального исследовательского политех. ун-та. Механика, 4, 175 (2020). DOI: 10.15593/perm.mech/2020.4.15
- Y. Pirogova, M. Tashkinov, I. Vindokurov, N. Elenskaya, A. Tarasova, A. Shalimov, V. Silberschmidt. Biomech. Model. Mechanobiol, 24 (5), 1535 (2025). DOI: 10.1007/s10237-025-01980-5
- A. Shalimov, E. Smotrova-Kayali, M. Tashkinov. Mechanics Solids, (2026). DOI: 10.1134/S0025654425604288
- A. Prasad, M.R. Sankar, V. Katiyar. Mater. Today: Proceed. Elsevier Ltd., 4 (2), 898 (2017). DOI: 10.1016/j.matpr.2017.01.101
- O. Al-Ketan, R.K. Abu Al-Rub. Material Design Process. Commun., 3 (6), e205 (2021). DOI: 10.1002/mdp2.205
- L. Germain, C.A. Fuentes, A.W. van Vuure, A. des Rieux, C. Dupont-Gillain. Materials Design, 151, 113 (2018). DOI: 10.1016/j.matdes.2018.04.037
- Электронный ресурс. IEMAI 3D. PLA Technical Data Sheet. Режим доступа: https://www.iemai3d.com/wp-content/uploads/2020/12/PLA_TDS.pdf
- Электронный ресурс. IEMAI 3D. PLA Technical Data Sheet. Режим доступа: https://www.iemai3d.com/wp-content/uploads/2022/11/20_PLA_TDS.pdf
- A.E. Krupnin, A.R. Zakirov, N.G. Sedush, M.M. Alexanyan, A.G. Aganesov, S.N. Chvalun. Materials, 16 (22), 7229 (2023). DOI: 10.3390/ma16227229
- T. Maconachie, M. Leary, B. Lozanovski, X. Zhang, M. Qian, O. Faruque, M.Brandt. Materials Design, 183, 108137 (2019). DOI: 10.1016/j.matdes.2019.108137
- D.B. Alemayehu, M. Todoh. J. Manufacturing Mater. Process., 8 (3), 86 (2024). DOI: 10.3390/jmmp8030086
- I. Soodmand, A.K. Becker, J.O. Sass, C. Jabs, M. Kebbach, G. Wanke, R. Bader. Heliyon, 10 (24), e40668 (2024). DOI: 10.1016/j.heliyon.2024.e40668
- Y.S. Lai, W.C. Chen, C.H. Huang, C.K. Cheng, K.K. Chan, T.K. Chang. PloS one, 10 (5), e0127293 (2015). DOI: 10.1371/journal.pone.0127293
- M. McGregor, S. Patel, S. McLachlin, M. Vlasea. Additive Manufacturing, 47, 102273 (2021). DOI: 10.1016/j.addma.2021.102273
- J.J. Netto, M. Sardinha, M. Leite. Mechan. Mater., 195, 105051 (2024). DOI: 10.1016/j.mechmat.2024.105051
- Z. Cai, Z. Liu, X. Hu, H. Kuang, J. Zhai. Bio-Design and Manufacturing, 2, 242 (2019). DOI: 10.1007/s42242-019-00054-7
- Y. Xu, W. Ding, M. Chen, X. Guo, P. Li, M. Li. Materials. Design, 231, 112026 (2023). DOI: 10.1016/j.matdes.2023.112026
- M. Saleh, S. Anwar, A.M. Al-Ahmari, A. Alfaify. Polymers, 14 (21), 4595 (2020). DOI: 10.3390/polym14214595
- F. Liu, D.Z. Zhang, P. Zhang, M. Zhao, S. Jafar. Materials, 11 (3), 374 (2018). DOI: 10.3390/ma11030374
- H. Barber, C.N. Kelly, K. Nelson, K. Gall. J. Mechanical Behavior of Biomed. Mater., 115, 104243 (2021). DOI: 10.1016/j.jmbbm.2020.104243
- S. Vijayavenkataraman, L. Zhang, S. Zhang, J.Y. Hsi Fuh, W.F. Lu. ACS Appl. Bio Mater., 1 (2), 259 (2018). DOI: 10.1021/acsabm.8b00052
- A.A. Zadpoor. Biomaterials Sci., 3 (2), 231 (2015). DOI: 10.1039/C4BM00291A
- F. Distefano, S. Pasta, G. Epasto. J. Functional Biomater., 14 (3), 125 (2023). DOI: 10.3390/jfb14030125
- M.A. Oymak, E. Bahce, G. Singh. J. Appl. Polymer Sci., 142 (10), e56551 (2025). DOI: 10.1002/app.56551
Подсчитывается количество просмотров абстрактов ("html" на диаграммах) и полных версий статей ("pdf"). Просмотры с одинаковых IP-адресов засчитываются, если происходят с интервалом не менее 2-х часов.
Дата начала обработки статистических данных - 27 января 2016 г.