基于响应面法的人工股骨单胞结构设计及优化

R459.9%R318.08%TG113.25; 背景:人工骨植入是治疗骨质严重疏松及骨损伤的重要方法,然而植入时需要考虑其与宿主骨的机械相容性,尤其要使人工骨的杨氏模量与宿主骨相匹配.目的:分析单胞结构类型、支柱尺寸和孔径尺寸对单胞结构的杨氏模量及孔隙率的影响.方法:设计了3种可以描述骨骼微观结构的单胞结构(支杆单胞、带孔板单胞、圆柱孔单胞),设计正交实验,基于有限元模拟对单胞结构进行静力学分析.通过极差和方差分析研究3种单胞结构类型、支柱尺寸和孔径尺寸对单胞结构杨氏模量及孔隙率的影响.基于正交实验数据建立响应面近似模型,以股骨近端的松质骨杨氏模量为优化目标,选择序列二次规划法对单胞结构进行...

Full description

Saved in:
Bibliographic Details
Published in中国组织工程研究 Vol. 26; no. 28; pp. 4429 - 4434
Main Authors 连婷婷, 陈学文, 张博, 王广欣, Akiyoshi Osaka
Format Journal Article
LanguageChinese
Published 冈山大学工学院,日本岗山津岛 700-8530 2022
河南科技大学材料科学与工程学院,河南省洛阳市 471023%河南科技大学材料科学与工程学院,河南省洛阳市 471023
Subjects
股骨;人工骨;单胞结构;有限元分析;压缩性能;正交实验;优化设计
Online AccessGet full text
ISSN2095-4344

Cover

Abstract R459.9%R318.08%TG113.25; 背景:人工骨植入是治疗骨质严重疏松及骨损伤的重要方法,然而植入时需要考虑其与宿主骨的机械相容性,尤其要使人工骨的杨氏模量与宿主骨相匹配.目的:分析单胞结构类型、支柱尺寸和孔径尺寸对单胞结构的杨氏模量及孔隙率的影响.方法:设计了3种可以描述骨骼微观结构的单胞结构(支杆单胞、带孔板单胞、圆柱孔单胞),设计正交实验,基于有限元模拟对单胞结构进行静力学分析.通过极差和方差分析研究3种单胞结构类型、支柱尺寸和孔径尺寸对单胞结构杨氏模量及孔隙率的影响.基于正交实验数据建立响应面近似模型,以股骨近端的松质骨杨氏模量为优化目标,选择序列二次规划法对单胞结构进行优化参数设计.结果 与结论:极差和方差分析的结果表明,以上3因素影响单胞结构杨氏模量的主次顺序为:支柱尺寸>孔径尺寸>结构类型,影响单胞结构孔隙率的主次顺序为:支柱尺寸>结构类型>孔径尺寸.选用响应面法建立近似模型,以股骨的杨氏模量0.97 GPa为优化目标,采用序列二次规划法对单胞结构进行优化,再进行模拟验证.验证结果表明所采用的优化设计方法是有效的,从而为人工骨的结构提供了新的设计方法.
AbstractList R459.9%R318.08%TG113.25; 背景:人工骨植入是治疗骨质严重疏松及骨损伤的重要方法,然而植入时需要考虑其与宿主骨的机械相容性,尤其要使人工骨的杨氏模量与宿主骨相匹配.目的:分析单胞结构类型、支柱尺寸和孔径尺寸对单胞结构的杨氏模量及孔隙率的影响.方法:设计了3种可以描述骨骼微观结构的单胞结构(支杆单胞、带孔板单胞、圆柱孔单胞),设计正交实验,基于有限元模拟对单胞结构进行静力学分析.通过极差和方差分析研究3种单胞结构类型、支柱尺寸和孔径尺寸对单胞结构杨氏模量及孔隙率的影响.基于正交实验数据建立响应面近似模型,以股骨近端的松质骨杨氏模量为优化目标,选择序列二次规划法对单胞结构进行优化参数设计.结果 与结论:极差和方差分析的结果表明,以上3因素影响单胞结构杨氏模量的主次顺序为:支柱尺寸>孔径尺寸>结构类型,影响单胞结构孔隙率的主次顺序为:支柱尺寸>结构类型>孔径尺寸.选用响应面法建立近似模型,以股骨的杨氏模量0.97 GPa为优化目标,采用序列二次规划法对单胞结构进行优化,再进行模拟验证.验证结果表明所采用的优化设计方法是有效的,从而为人工骨的结构提供了新的设计方法.
Author 张博
王广欣
Akiyoshi Osaka
陈学文
连婷婷
AuthorAffiliation 河南科技大学材料科学与工程学院,河南省洛阳市 471023%河南科技大学材料科学与工程学院,河南省洛阳市 471023;冈山大学工学院,日本岗山津岛 700-8530
AuthorAffiliation_xml – name: 河南科技大学材料科学与工程学院,河南省洛阳市 471023%河南科技大学材料科学与工程学院,河南省洛阳市 471023;冈山大学工学院,日本岗山津岛 700-8530
Author_FL Akiyoshi Osaka
Zhang Bo
Wang Guangxin
Lian Tingting
Chen Xuewen
Author_FL_xml – sequence: 1
  fullname: Lian Tingting
– sequence: 2
  fullname: Chen Xuewen
– sequence: 3
  fullname: Zhang Bo
– sequence: 4
  fullname: Wang Guangxin
– sequence: 5
  fullname: Akiyoshi Osaka
Author_xml – sequence: 1
  fullname: 连婷婷
– sequence: 2
  fullname: 陈学文
– sequence: 3
  fullname: 张博
– sequence: 4
  fullname: 王广欣
– sequence: 5
  fullname: Akiyoshi Osaka
BookMark eNrjYmDJy89LZWHgNDKwNNU1MTYx4WDgLS7OTDIwNTIxMzc3suRksHk6f9eTXX1PJ_c-3TXl5dxFzzZPfT6r5cmuXU-3L33RtPDlqhVPe6e-aJ73fPfkZ_NaXqzb92Ldwqf9XU_2zHjaM42HgTUtMac4lRdKczOourmGOHvolifmpSXmpcdn5ZcW5QFl4itSstOMDIyMjCwMDIyNiVUHAMkgT5c
ClassificationCodes R459.9%R318.08%TG113.25
ContentType Journal Article
Copyright Copyright © Wanfang Data Co. Ltd. All Rights Reserved.
Copyright_xml – notice: Copyright © Wanfang Data Co. Ltd. All Rights Reserved.
DBID 2B.
4A8
92I
93N
PSX
TCJ
DatabaseName Wanfang Data Journals - Hong Kong
WANFANG Data Centre
Wanfang Data Journals
万方数据期刊 - 香港版
China Online Journals (COJ)
China Online Journals (COJ)
DatabaseTitleList
DeliveryMethod fulltext_linktorsrc
DocumentTitle_FL Design and optimization of artificial femoral unit cell structure based on response surface methodology
EndPage 4434
ExternalDocumentID xdkf202228003
GrantInformation_xml – fundername: (中国03专项基金); 河南省高纯材料制备及应用技术创新型科技团队,项目负责人:陈学文
GroupedDBID 2B.
4A8
92F
92I
93N
ALMA_UNASSIGNED_HOLDINGS
PSX
TCJ
TGQ
U1G
U5O
ID FETCH-wanfang_journals_xdkf2022280033
ISSN 2095-4344
IngestDate Thu May 29 04:12:19 EDT 2025
IsPeerReviewed true
IsScholarly true
Issue 28
Keywords 股骨;人工骨;单胞结构;有限元分析;压缩性能;正交实验;优化设计
Language Chinese
LinkModel OpenURL
MergedId FETCHMERGED-wanfang_journals_xdkf2022280033
ParticipantIDs wanfang_journals_xdkf202228003
PublicationCentury 2000
PublicationDate 2022
PublicationDateYYYYMMDD 2022-01-01
PublicationDate_xml – year: 2022
  text: 2022
PublicationDecade 2020
PublicationTitle 中国组织工程研究
PublicationTitle_FL Chinese Journal of Tissue Engineering Research
PublicationYear 2022
Publisher 冈山大学工学院,日本岗山津岛 700-8530
河南科技大学材料科学与工程学院,河南省洛阳市 471023%河南科技大学材料科学与工程学院,河南省洛阳市 471023
Publisher_xml – name: 冈山大学工学院,日本岗山津岛 700-8530
– name: 河南科技大学材料科学与工程学院,河南省洛阳市 471023%河南科技大学材料科学与工程学院,河南省洛阳市 471023
SSID ssib052467729
ssib051369104
ssib013936551
ssib014787831
ssj0002511089
ssib017477121
Score 4.5250235
Snippet R459.9%R318.08%TG113.25;...
SourceID wanfang
SourceType Aggregation Database
StartPage 4429
Title 基于响应面法的人工股骨单胞结构设计及优化
URI https://d.wanfangdata.com.cn/periodical/xdkf202228003
Volume 26
hasFullText 1
inHoldings 1
isFullTextHit
isPrint
link http://utb.summon.serialssolutions.com/2.0.0/link/0/eLvHCXMwnR1NaxNBdKjx4kUUFT9q6cF3ksh-zO7MgJeZZEPx4KlCT5Yku1EQImgK0qP2VKweakUEKxUE8dCLByGKvybbpv_C92Ynu1sQvyAMb-d9zj5m5735CmPXMh70UtoXlnZF1uQpJqwqw_7Yj9UgyAQGuH27y_d2vHSH31qJVuZO3K3tWlob9W701395ruR_vIp16Fc6JfsPni2FYgXC6F8s0cNY_pWPIYlAdcBoSDiVMrE1Icg2AVijOCQKVBt0AEkMJgQVQSJAITF3XMSOxAI0oiTIALRPXFqDloRCaapAIXtC7MaQFhSIjyRHgk7AJA4gduTqgCwMa4Eq5CAQ16Nhi0UWa60yYNpOOMksAFGzTZA90ljAs01DQIEpJxdJv-lYGyOLESVQkeDrUCCtQahYx7YZMcgaSUQ2owrXdl1hBL1jMgFJFOlCZo20YX32JKiybCsiduqMTz_Sy0GLmgFlC8saayT6LGhZ8wosAi3SRvQBVVYy0bXcSSCUuS48r4kxkld96AMMc5s8LO7BnI1KxT0Crve58_PFGMO5myPK3KObDT5-bfiT9MGAGhzI4jJcDERlg53Upm06sw8uRv9hHFXLwj7d1CSrZWHMVoXwq_gu8sNY1fL3KMBhdrbsS6EP5aue_dvJsk32MNxw0B3eq8Vty2fYaZdwLeqi95xlc-v3z7Gb-fvxZPwi397Kx6-O3n04-LJz-HZjMh7nXz9On-4dff6Ub-1Mn-0efts-2N2Y7v-Y7u_lLzcn39_kz1-fZ9BJlltLTadx1fXVx6vH3kZ4gTWGD4fZRbbYUx7ddqSCNPR5V8iunw66kg9kX3giVd4ltvB7WZf_RHCFnSK4mLWbZ43Ro7XsKsaxo96C88ZPk09z4w
linkProvider EBSCOhost
openUrl ctx_ver=Z39.88-2004&ctx_enc=info%3Aofi%2Fenc%3AUTF-8&rfr_id=info%3Asid%2Fsummon.serialssolutions.com&rft_val_fmt=info%3Aofi%2Ffmt%3Akev%3Amtx%3Ajournal&rft.genre=article&rft.atitle=%E5%9F%BA%E4%BA%8E%E5%93%8D%E5%BA%94%E9%9D%A2%E6%B3%95%E7%9A%84%E4%BA%BA%E5%B7%A5%E8%82%A1%E9%AA%A8%E5%8D%95%E8%83%9E%E7%BB%93%E6%9E%84%E8%AE%BE%E8%AE%A1%E5%8F%8A%E4%BC%98%E5%8C%96&rft.jtitle=%E4%B8%AD%E5%9B%BD%E7%BB%84%E7%BB%87%E5%B7%A5%E7%A8%8B%E7%A0%94%E7%A9%B6&rft.au=%E8%BF%9E%E5%A9%B7%E5%A9%B7&rft.au=%E9%99%88%E5%AD%A6%E6%96%87&rft.au=%E5%BC%A0%E5%8D%9A&rft.au=%E7%8E%8B%E5%B9%BF%E6%AC%A3&rft.date=2022&rft.pub=%E5%86%88%E5%B1%B1%E5%A4%A7%E5%AD%A6%E5%B7%A5%E5%AD%A6%E9%99%A2%2C%E6%97%A5%E6%9C%AC%E5%B2%97%E5%B1%B1%E6%B4%A5%E5%B2%9B+700-8530&rft.issn=2095-4344&rft.volume=26&rft.issue=28&rft.spage=4429&rft.epage=4434&rft.externalDocID=xdkf202228003
thumbnail_s http://utb.summon.serialssolutions.com/2.0.0/image/custom?url=http%3A%2F%2Fwww.wanfangdata.com.cn%2Fimages%2FPeriodicalImages%2Fxdkf%2Fxdkf.jpg