Il lavoro descrive la progettazione e la validazione sperimentale di una nuova struttura reticolare altamente porosa per protesi vertebrali trabecolari. La soluzione proposta consiste in un originale meta-biomateriale auxetico in titanio, realizzato in stampa 3D, con una complessa micro-struttura simile a quella delle ossa trabecolari umane, avente coefficiente di Poisson negativo. Tramite analisi agli elementi finiti, il lavoro identifica i parametri geometrici ottimali della cella elementare del reticolo ed esegue un’ottimizzazione di forma delle trabecole. La struttura presenta un comportamento anisotropo, una risposta auxetica e proprietà elastiche simili a quelle delle ossa spugnose vertebrali. I test sperimentali confermano le previsioni numeriche. Il lavoro mette in evidenza l’elevato potenziale dei metamateriali auxetici ibridi in stampa 3D, progettati per ottenere specifiche proprietà meccaniche così da ridurre il rischio di ipo-sollecitazione ed assicurare una corretta ricrescita ossea.
Struttura reticolare in metamateriale auxetico per protesi ossee vertebrali in stampa 3D / Sorrentino, A.; Castagnetti, D.. - (2021). (Intervento presentato al convegno 50° Convegno Nazionale AIAS tenutosi a Versione ON-LINE nel Settembre 2021).
Struttura reticolare in metamateriale auxetico per protesi ossee vertebrali in stampa 3D
A. Sorrentino
;D. Castagnetti
2021-01-01
Abstract
Il lavoro descrive la progettazione e la validazione sperimentale di una nuova struttura reticolare altamente porosa per protesi vertebrali trabecolari. La soluzione proposta consiste in un originale meta-biomateriale auxetico in titanio, realizzato in stampa 3D, con una complessa micro-struttura simile a quella delle ossa trabecolari umane, avente coefficiente di Poisson negativo. Tramite analisi agli elementi finiti, il lavoro identifica i parametri geometrici ottimali della cella elementare del reticolo ed esegue un’ottimizzazione di forma delle trabecole. La struttura presenta un comportamento anisotropo, una risposta auxetica e proprietà elastiche simili a quelle delle ossa spugnose vertebrali. I test sperimentali confermano le previsioni numeriche. Il lavoro mette in evidenza l’elevato potenziale dei metamateriali auxetici ibridi in stampa 3D, progettati per ottenere specifiche proprietà meccaniche così da ridurre il rischio di ipo-sollecitazione ed assicurare una corretta ricrescita ossea.
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