Mechanical Behaviour of Additively Manufactured TPMS-Voronoi Hybrid Scaffolds

Dieses Kapitel untersucht das mechanische Verhalten von Hybridgerüsten, die dreilagige Periodische Minimale Oberfläche (RDKS) und Voronoi-Strukturen kombinieren, und konzentriert sich dabei insbesondere auf ihr Potenzial im Knochengewebe-Engineering. Die Studie untersucht, wie unterschiedliche Hybridisierungsstrategien - horizontal und radial - die Leistung dieser Gerüste beeinflussen. Zu den Schlüsselthemen zählen die Konstruktion und Herstellung von Gyroid-Voronoi-Hybridgerüsten mittels FDM-Druck mit PLA, die durch quasi-statische Kompressionstests bewerteten mechanischen Eigenschaften und die mit einem Gerät zur konstanten Kopfdurchlässigkeit gemessene Permeabilitätsleistung. Die Ergebnisse zeigen, dass radiale Konstruktionen im Allgemeinen horizontale Konstruktionen hinsichtlich ihrer mechanischen Eigenschaften übertreffen, während horizontale Konstruktionen eine bessere Durchlässigkeit aufweisen. Das Kapitel kommt zu dem Schluss, dass das R2-Design mit seiner radialen Hybridisierung die beste Gesamtleistung bietet und sich an den mechanischen und Durchlässigkeitseigenschaften des menschlichen Trabekelknochens orientiert. Diese Forschung liefert wertvolle Erkenntnisse zur Optimierung von Gerüstkonstruktionen für Anwendungen im Bereich Knochengewebe-Engineering.