Optimising β-Ti21S Alloy Lattice Structures for Enhanced Femoral Implants: A Study on Mechanical and Biological Performance
Notice bibliographique
Résumé
The metastable β-Ti21S alloy exhibits a lower elastic modulus than Ti-6Al-4V ELI while maintaining high mechanical strength and ductility. To address stress shielding, this study explores the integration of lattice structures within prosthetics, which is made possible through additive manufacturing. Continuous adhesion between the implant and bone is essential; therefore, auxetic bow-tie structures with a negative Poisson's ratio are proposed for regions under tensile stress, while Triply Periodic Minimal Surface (TPMS) structures with a positive Poisson's ratio are recommended for areas under compressive stress. This research examines the manufacturability and quasi-static mechanical behaviour of two auxetic bow-tie (AUX 2.5 and AUX 3.5) and two TPMS structures (TPMS 2.5 and TPMS 1.5) in β-Ti21S alloy produced via laser powder bed fusion. Micro-CT reveals printability issues in TPMS 1.5, affecting pore size and reducing fatigue resistance compared to TPMS 2.5. AUX 3.5's low stiffness matches cancellous bone but shows insufficient yield strength and fatigue resistance for femoral implants. Biological tests confirm non-toxicity and enhanced cell activity in β-Ti21S structures. The study concludes that the β-Ti21S alloy, especially with TPMS 2.5 structures, demonstrates promising mechanical and biological properties for femoral implants. However, challenges like poor printability in TPMS 1.5 are acknowledged and should be addressed in future research.
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Imitation des enseignantsNi prévalence calibrée, ni vérité terrain. Validation humaine à venir. Apprise à partir de 10 348 étiquettes directes de Codex et de 10 348 étiquettes directes de Gemma. Le mode candidate est l'union des têtes enseignantes seuillées; le consensus est leur intersection. Ces sorties portent le statut machine_predicted_unvalidated et ne sont ni des étiquettes humaines ni des étiquettes directes de modèles de pointe.
Scores Codex et Gemma par catégorie
| Catégorie | Codex | Gemma |
|---|---|---|
| Métarecherche | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,000 | 0,000 |
| Bibliométrie | 0,000 | 0,000 |
| Études des sciences et des technologies | 0,000 | 0,000 |
| Communication savante | 0,000 | 0,000 |
| Science ouverte | 0,000 | 0,000 |
| Intégrité de la recherche | 0,000 | 0,000 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,000 | 0,000 |
Scores machine (provisoires)
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score_only:v0-immature-baseline · tel quel depuis la passe de notation : score_only signifie que le nombre peut ordonner les travaux, et qu'aucune étiquette de catégorie n'en découleClassification
machine, non validéePrédiction automatique; un appel candidat d’une seule tête enseignante, pas un consensus.
Le détail, modèle par modèle et score par score, se trouve en fin de page sous « Comment cette classification a été obtenue ».