聚氨酯块：测试模拟中的标准化骨质介质

在骨科器械研发、教学模型以及生物力学测试领域，重现人体骨骼的力学特征是极为重要的挑战。Sawbones 所提供的聚氨酯块（Polyurethane Blocks）为这一需求提供了可靠、可重复使用的标准化材料，替代天然骨组织进行各种精密测试。Sawbones唯一官方授权代理东莞市泰帆贸易有限公司为您介绍。

一、材料与构造基础

Sawbones 的聚氨酯块主要为“闭孔结构的固体刚性聚氨酯泡沫”（closed-cell solid rigid polyurethane foam），旨在模拟人体松质骨（cancellous bone）的力学属性。尽管不能还原骨组织的微观结构，它依然具备与人类松质骨相近的抗螺丝拉拔、插入及剥离扭矩的一致性特性。

这些泡沫遵循 ASTM F-1839-08 “用于正交骨科器械测试的标准材料”标准，提供多个密度等级供选，包括 5、10、12、15、20、25、30、35、40、50 pcf（磅/立方英尺）。材料密度公差控制在 ±10%，产品尺寸亦严格控制（泡沫块尺寸公差 ±2 mm，板材厚度 ±0.3 mm）。

将这一标准化材料用于螺钉拉出力、插入力、剥离扭矩等测试，不仅保证了数据的可比较性，也降低了实验的变量干扰。

二、标准块类型与尺寸规格

Sawbones 提供多种密度规格的固体泡沫块，例如 12 pcf、20 pcf、50 pcf 等，厚度统一为 40 mm，尺寸规格约为 130 mm × 180 mm 。例如：

12 pcf，40 mm 厚：用于一般力学测试的中等密度材料。
20 pcf，40 mm 厚：适用于需要更高承载能力的场合。
50 pcf，40 mm 厚：高密度刚性泡沫，适合更高强度模拟需求。

这些不同密度规格，覆盖了从松质骨至更紧实骨组织的力学模拟需求。

三、细胞型泡沫块应用扩展

除了固体泡沫块，Sawbones 还提供“细胞型刚性聚氨酯泡沫块”（cellular foam blocks），其闭孔结构具有更接近人体松质骨的细胞大小，特别适合用于测试“压入沉降”（subsidence）、紧配合安装（press-fit devices）及骨水泥增强（cement augmentation）等场景。

例如：

10 pcf 细胞型泡沫块（40 mm 厚）：适合模拟较松散骨质的压入行为。
7.5 pcf 细胞型泡沫块：用于更加松软的骨质力学模拟。

这种细胞型结构可以更真实地反映骨组织在压入及沉降时的微结构行为。

四、层压块（Laminated Blocks）：模拟皮质与松质复合结构

为了模拟实际骨骼中皮质层（cortical bone）与松质骨的层压结构，Sawbones 推出了“层压块”服务（Laminated Blocks）。这种结构由一层或多层不同密度的聚氨酯泡沫或短纤维填充环氧树脂层组合而成。例如：

单皮质层：外加硬质泡沫或短纤维层模拟单层皮质结构；
双皮质层：双侧都有硬质层，模拟完全包覆的皮质结构；
多密度层组合：根据测试需要可配置多种松质泡沫密度的复合体

Sawbones 标准层压块尺寸约为 12 cm × 17 cm（厚度依据具体配层组合决定），所有层压使用 40 pcf 固体泡沫作为粘接媒介。

此外，它们提供定制加工能力，包括开孔、表面处理、模拟软组织覆盖（如加红色氯丁橡胶层）等，满足科研与教学演示灵活需求。

五、选材建议与订购流程

若需选择合适的泡沫块用于实验或示范，建议考虑以下几个方面：

密度需求：根据目标模拟骨组织的硬度与强度，选择合适的密度级别（如 10 pcf 适合较松骨，50 pcf 适合高密度骨）。
结构复杂性：是否需要皮质层？是否需层压结构或细胞性泡沫？这将决定是否选择固体、细胞型或层压块。
定制需求：是否需要开孔、皮层、软组织层、特定尺寸或形状？Sawbones 支持 CNC 加工与定制结构。
样品试用：若不确定选择，可申请 Sawbones 的“材料样本块套件”（Free Material Sample Block Kit），进行实际测试后确认

六、小结

总的来说，Sawbones 的聚氨酯块是一种高度标准化、可重复、力学特性稳定的测试与教学材料，广泛用于模拟骨组织力学行为。如：

固体泡沫块（solid rigid foam）：为最基本结构，适用范围广；
细胞型泡沫块（cellular blocks）：更真实模拟骨微结构行为；
层压块（laminated blocks）：可模拟皮质与松质骨联合结构。

其统一尺寸规格、严格密度控制及丰富定制选项，为科研、教学与器械测试提供了极大便利与可靠性。

有任何疑问，欢迎联系东莞市泰帆贸易有限公司。