人工合成胫骨模型 Sawbones 3401

人工合成胫骨模型-Sawbones-3401 由Pacific Research Labs公司研发生产，总长度372毫米，内有一个9毫米的髓腔。胫骨模型整体由两部分材料组成：外层部分由短纤维增强的环氧树脂制成，能够模拟真实骨骼皮质骨的硬度和力学特性；内层部分采用17 PCF（每立方英尺磅数）密度的松质泡沫核心，可以模拟人体骨骼松质骨的海绵的状结构。胫骨模型3401广泛用于测试骨科植入物的固定效果和生物力学性能，并且在验证有限元模型的可靠性方面也应该广泛。

生物力学研究人员常使用人骨或动物骨作为研究对象，用于肌肉骨骼系统的载荷与运动规律的研究，但生物骨存在诸多潜在很多缺陷：性能不稳定，批次重现性差、高昂成本、存储要求复杂等问题。

Sawbones的人工合成胫骨模型有效弥补了生物骨的上述缺点：首先通过精确的制造工艺生产的，能够保证每个模型在材料成分、结构和力学性能上的一致性，减少实验误差的发生；另外人工合成骨可以定制不同的力学性能，例如调整松质骨和皮质骨的比例，以模拟特定的研究目的。

sawbones自1987年推出了机械仿生复合骨以来，现在的胫骨模型-3401是其第四代产品。其外层（皮质骨模拟层）肖氏硬度为92，内层（松质骨模拟层）肖氏硬度为29。并且经过生物力学验证，胫骨模型-3401的拉伸性能，平面应变断裂韧性，循环载荷下的裂纹扩展速率方面更接近人骨，变异系数低于人骨。研究人员通过有限元建模研究发现胫骨模型-3401胫骨的柔韧刚度、扭转刚度及失效模式均在其引用的人骨数据范围内。

总之：人工合成胫骨模型-Sawbones-3401因其高度的可重复性、模拟生物骨的生物力学性能，已成为科学研究和教育学习的工具，并且为医疗器械开发提供了可靠的测试平台。