聚醚醚酮 (PEEK) 支架最近已成为传统金属骨科植入物的有前途的替代品。然而，在 PEEK 支架中复制天然骨的复杂微观结构，同时匹配其机械性能提出了重大挑战。这一挑战在优先考虑安全性、效率和成本效益的临床环境中尤其明显，需要创新的制造方法。在这项研究中，我们首次设计并通过经济高效的材料挤出 3D 打印实现了 3D 打印密度分级三周期最小表面 (TPMS) PEEK 支架。值得注意的是，支架集成了 Gyroid、Diamond 和 Schwartz P 晶胞。该结构的相对密度从 22% 过渡到 68%，实现了具有不同孔径分布的分级孔隙率，反映了天然骨的微观结构。我们的实验和数值研究检查了晶胞和密度变化对 PEEK 支架的可制造性、形态和机械特性的影响。微 CT 成像验证了所有支架的可重复性，材料收缩导致孔形态存在微小偏差。有限元分析和压缩测试揭示了所有梯度结构中的水平应力集中，与均匀结构中晶格相关的变形形成对比。梯度Gyroid支架表现出优异的力学性能，弹性模量和强度分别为200 MPa和5.15 MPa，超过了Diamond（178 MPa，4.3 MPa）和Schwartz（147 MPa，4.1 MPa）。 总之，Gyroid 和 Diamond 配置在梯度支架中表现出色，显示出骨小梁等机械性能，并有助于实现有效骨再生的最佳孔径。



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