استخوان مصنوعی: تفاوت میان نسخه‌ها

به دلیل متخلخل بودن داربستهای استخوانی می‌توان از روشهای بهکاررفته در مدلسازی مواد متخلخل برای بهدست آوردن خواص مکانیکی آنها استفاده کرد. در سالهای اخیر روابط زیادی چه به صورت تجربی و چه به‌صورت تحلیلی برای بهدست آوردن خواص الاستیک مؤثر مواد متخلخل پیشنهاد شده‌است. روشهای تحلیلی ارائه شده را می‌توان در حالت کلی بهدو دسته تقسیم کرد. دسته نخست از این روشها براساس تئوریهای مربوطبه مواد کامپوزیتی است. در این گروه از مدلها قطعه به صورت حالت خاصی از یک ماده کامپوزیتی دوفازی در نظر گرفته می‌شود که یک فاز از آن (تخلخل) دارای سفتی صفر است. دسته دوم از این مدلها مربوط به جامدهای سلولی است. این مدل‌ها براساس روشهای حداقل سطح جامد ۱ کارمیکنند و در آنها ماده به صورت تک فاز در نظر گرفته می‌شود که حفره‌هادر آن نفوذ کردهاند. در این بخش برخی از مهمترین مدلهای مربوط به‌محاسبه خواص الاستیک مؤثر مواد متخلخل ارائه می‌شوند. باید توجه شود به ترتیب بیانگر مدول یانگ، ضریب 𝜌 و 𝜙، 𝜇، 𝜅، 𝜈، 𝐸، که در روابط زیرپواسون، مدول حجمی، مدول برشی، درصد تخلخل و چگالی است، همچنین نیز نشان می‌دهد که کمیت مورد نظر به ترتیب به ماده 𝑝 و 𝑠 زیرنویس سازنده (ماده بدون تخلخل از همان جنس) و ماده متخلخل مربوط است.

 

راماکریشنان و آروناچالام مدلی را برای محاسبه [[مدول یانگ]] مواد متخلخل پیشنهاد کردند که از دقت مناسبی برای تخلخل‌های کمتر از % ۴۰برخوردار است. این مدل حالت خاصی از فرمول بندی ارائه شده برای موادکامپوزیتی دوفازی نیست و صرفاً برای شبیهسازی مواد متخلخل ارائه شده‌است.

 

وانگ و تیسنگ مدلی را برای تخمین خواص مکانیکی مؤثر مواد کامپوزیتی دو فازی حاوی ذرات کروی با توزیع تصادفی ارائه دادند. این محققان بااستفاده از نتایج مدل پیشنهادی به استخراج عباراتی تحلیلی و صریح برای خواص مؤثر مواد متخلخل برحسب خواص مکانیکی ماده سازنده و درصد تخلخل آنها پرداختند. مطابق این مدل [[مدول حجمی]] و [[مدول برشی]] مؤثریک ماده متخلخل بیان می‌شود.