人工合成脛骨模型-Sawbones-3401 由Pacific Research Labs公司研發(fā)生產(chǎn)，總長度372毫米，內(nèi)有一個9毫米的髓腔。脛骨模型整體由兩部分材料組成：外層部分由短纖維增強的環(huán)氧樹脂制成，能夠模擬真實骨骼皮質(zhì)骨的硬度和力學(xué)特性；內(nèi)層部分采用17 PCF（每立方英尺磅數(shù)）密度的松質(zhì)泡沫核心，可以模擬人體骨骼松質(zhì)骨的海綿的狀結(jié)構(gòu)。脛骨模型3401廣泛用于測試骨科植入物的固定效果和生物力學(xué)性能，并且在驗證有限元模型的可靠性方面也應(yīng)用廣泛。

生物力學(xué)研究人員常使用人骨或動物骨作為研究對象，用于肌肉骨骼系統(tǒng)的載荷與運動規(guī)律的研究，但生物骨存在諸多潛在很多缺陷：性能不穩(wěn)定，批次重現(xiàn)性差、高昂成本、存儲要求復(fù)雜等問題。

Sawbones的人工合成脛骨模型有效彌補了生物骨的上述缺點：首先通過精確的制造工藝生產(chǎn)的，能夠保證每個模型在材料成分、結(jié)構(gòu)和力學(xué)性能上的一致性，減少實驗誤差的發(fā)生；另外人工合成骨可以定制不同的力學(xué)性能，例如調(diào)整松質(zhì)骨和皮質(zhì)骨的比例，以模擬特定的研究目的。

sawbones自1987年推出了機械仿生復(fù)合骨以來，現(xiàn)在的脛骨模型-3401是其第四代產(chǎn)品。其外層（皮質(zhì)骨模擬層）肖氏硬度為92，內(nèi)層（松質(zhì)骨模擬層）肖氏硬度為29。并且經(jīng)過生物力學(xué)驗證，脛骨模型-3401的拉伸性能，平面應(yīng)變斷裂韌性，循環(huán)載荷下的裂紋擴展速率方面更接近人骨，變異系數(shù)低于人骨。研究人員通過有限元建模研究發(fā)現(xiàn)脛骨模型-3401脛骨的柔韌剛度、扭轉(zhuǎn)剛度及失效模式均在其引用的人骨數(shù)據(jù)范圍內(nèi)。

總之：人工合成脛骨模型-Sawbones-3401因其高度的可重復(fù)性、模擬生物骨的生物力學(xué)性能，已成為科學(xué)研究和教育學(xué)習(xí)重要的工具，并且為相關(guān)設(shè)備開發(fā)提供了可靠的測試平臺。