Additive manufacturing (AM) of titanium (Ti) and Ti-6Al-4V lattices has been proposed for bone implants and augmentation devices. Ti and Ti-6Al-4V have favourable biocompatibility, corrosion resistance and fatigue strength for bone applications; yet, the optimal parameters for Ti-6Al-4V lattice designs corresponding to the natural micro- and meso-scale architecture of human trabecular and cortical bone are not well understood. A comprehensive review was completed to compare the natural lattice architecture properties in human bone to Ti and Ti-6Al-4V lattice structures for bone replacement and repair. Ti and Ti-6Al-4V lattice porosity has varied from 15% to 97% with most studies reporting a porosity between 50% and 70%. Cortical bone is roughly 5–15% porous and lattices with 50–70% porosity are able to achieve comparable stiffness, compressive strength, and yield strength. Trabecular bone has a reported porosity range from 70% to 90%, with trabecular thickness varying from 120 to 200 μm. Existing powder bed fusion technologies have produced strut and wall thicknesses ranging from 200 to 1669 μm. This suggests limited overlap between current AM of Ti and Ti-6Al-4V lattice structures and trabecular bone architecture, indicating that replicating natural trabecular bone parameters with latticing is prohibitively challenging. This review contributes to the body of knowledge by identifying the correspondence of Ti and Ti-6Al-4V lattices to the natural parameters of bone microarchitectures, and provides further guidance on the design and AM recommendations towards addressing recognized performance gaps with powder bed fusion technologies.

钛 (Ti) 和 Ti-6Al-4V 晶格的增材制造 (AM) 已被提议用于骨植入物和增强装置。Ti和Ti-6Al-4V对骨骼应用具有良好的生物相容性、耐腐蚀性和疲劳强度；然而，与人体骨小梁和皮质骨的自然微尺度和中尺度结构相对应的 Ti-6Al-4V 晶格设计的最佳参数尚不清楚。完成了一项综合审查，以比较人体骨骼中的天然晶格结构特性与用于骨骼置换和修复的 Ti 和 Ti-6Al-4V 晶格结构。Ti 和 Ti-6Al-4V 晶格孔隙率从 15% 到 97% 不等，大多数研究报告的孔隙率在 50% 到 70% 之间。皮质骨大约有 5-15% 的孔隙率，50-70% 孔隙率的晶格能够达到相当的刚度，抗压强度和屈服强度。据报道，骨小梁的孔隙率范围为 70% 至 90%，小梁厚度范围为 120 至 200 μm。现有的粉末床融合技术生产的支柱和壁厚范围为 200 至 1669 微米。这表明当前 Ti 和 Ti-6Al-4V 晶格结构的 AM 与小梁骨结构之间的重叠有限，表明用晶格复制天然小梁骨参数极具挑战性。本综述通过确定 Ti 和 Ti-6Al-4V 晶格与骨微结构自然参数的对应关系为知识体系做出贡献，并为解决粉末床融合技术公认的性能差距的设计和 AM 建议提供进一步指导。据报道，骨小梁的孔隙率范围为 70% 至 90%，小梁厚度范围为 120 至 200 μm。现有的粉末床融合技术生产的支柱和壁厚范围为 200 至 1669 微米。这表明当前 Ti 和 Ti-6Al-4V 晶格结构的 AM 与小梁骨结构之间的重叠有限，表明用晶格复制天然小梁骨参数极具挑战性。本综述通过确定 Ti 和 Ti-6Al-4V 晶格与骨微结构自然参数的对应关系为知识体系做出贡献，并为解决粉末床融合技术公认的性能差距的设计和 AM 建议提供进一步指导。据报道，骨小梁的孔隙率范围为 70% 至 90%，小梁厚度范围为 120 至 200 μm。现有的粉末床融合技术生产的支柱和壁厚范围为 200 至 1669 微米。这表明当前 Ti 和 Ti-6Al-4V 晶格结构的 AM 与小梁骨结构之间的重叠有限，表明用晶格复制天然小梁骨参数极具挑战性。本综述通过确定 Ti 和 Ti-6Al-4V 晶格与骨微结构自然参数的对应关系为知识体系做出贡献，并为解决粉末床融合技术公认的性能差距的设计和 AM 建议提供进一步指导。小梁厚度从 120 到 200 μm 不等。现有的粉末床融合技术生产的支柱和壁厚范围为 200 至 1669 微米。这表明当前 Ti 和 Ti-6Al-4V 晶格结构的 AM 与小梁骨结构之间的重叠有限，表明用晶格复制天然小梁骨参数极具挑战性。本综述通过确定 Ti 和 Ti-6Al-4V 晶格与骨微结构自然参数的对应关系为知识体系做出贡献，并为解决粉末床融合技术公认的性能差距的设计和 AM 建议提供进一步指导。小梁厚度从 120 到 200 μm 不等。现有的粉末床融合技术生产的支柱和壁厚范围为 200 至 1669 微米。这表明当前 Ti 和 Ti-6Al-4V 晶格结构的 AM 与小梁骨结构之间的重叠有限，表明用晶格复制天然小梁骨参数极具挑战性。本综述通过确定 Ti 和 Ti-6Al-4V 晶格与骨微结构自然参数的对应关系为知识体系做出贡献，并为解决粉末床融合技术公认的性能差距的设计和 AM 建议提供进一步指导。这表明当前 Ti 和 Ti-6Al-4V 晶格结构的 AM 与小梁骨结构之间的重叠有限，表明用晶格复制天然小梁骨参数极具挑战性。本综述通过确定 Ti 和 Ti-6Al-4V 晶格与骨微结构自然参数的对应关系为知识体系做出贡献，并为解决已知的粉末床融合技术性能差距的设计和 AM 建议提供进一步指导。这表明当前 Ti 和 Ti-6Al-4V 晶格结构的 AM 与小梁骨结构之间的重叠有限，表明用晶格复制天然小梁骨参数极具挑战性。本综述通过确定 Ti 和 Ti-6Al-4V 晶格与骨微结构自然参数的对应关系为知识体系做出贡献，并为解决粉末床融合技术公认的性能差距的设计和 AM 建议提供进一步指导。