智能延伸扩展髋关节植入物性能

在荷兰的科学家们设计的材料提供延长的寿命髋关节植入物使用前所未有的财产:材料变厚时压缩和拉伸。

人工髋关节的平均所有者没有懒惰的骨头。每年,他们需要四百万步左右。不过,所有这些运动的人数。15年后,植入物往往从股骨骨松掉,需要更换。

解决这个不舒服的问题,领导的一个团队阿米尔Zadpoor在代尔夫特理工大学,设计了关节内植入材料仍然是温暖的。这可能听起来像一个简单的目标,但要实现它需要一些巧妙的延伸。

大多数材料,从金属梁披萨面团,变形时倾向于保持体积不变。换句话说,当压缩,他们扩大侧面;拉伸时,薄。描述了泊松比、轴向应变与侧向,这些材料都有一个积极的价值。这是好的吃披萨,但是人工髋关节的痛处。髋关节植入物必须在股骨曲线略腿部和骨盆正确位置。站立和行走内植入物的压缩和拉伸曲线外的一面。与一个积极的泊松比,所有当前植入薄紧边,拉着相邻骨骼和张力下把它。这就是放松的植入物,通常会导致他们失败。

Zadpoor的团队已经解决了这一长期问题通过构建的植入积极的泊松比的被压缩,没什么新的,但负面比率被拉伸。因此,植入像没有其他可以:膨胀压缩骨两边弯曲。没有紧张,植入应该持续更久。

泊松比是你可以在材料的微结构设计,“解释道Eline Kolken了Zadpoor植入。我们选择了两种类型(微观结构):传统的蜂窝,一个积极的泊松比;和倒置的蜂窝,负的泊松比。”这两个设计然后植入材料,两侧的植入物,使用一个过程称为加法制造选择性地融化层钛合金成所需的模式。

团队迄今为止只建造原型植入,但是圣扎迦利Nicolaou负泊松比材料的专家,在美国西北大学赞扬了工作,说材料提供了非凡的属性不可用在传统材料…更多的进步肯定会接踵而至。“Zadpoor补充说,”类似的技术将广泛应用于医疗、手术器械等,外部假肢或exosuits。“他已经思考可能是下一个弯。