تحلیل تنش و کرنشهای دینامیکی وارد بر سطح مشترک بین استخوان و ایمپلنت حین راه رفتن

زمینه ی مطالعه: شل شدگی ایمپلنت از شایع ترین مشکلات پس از تعویض کامل مفصل ران است. در شل-شدگی عوامل مهمی مانند مشخصات هندسی ایمپلنت، کیفیت بافت استخوانی، فرآیند جایگذاری، سن و سبک زندگی بیمار تاثیر دارند. هدف مطالعه ی حاضر تحلیل تنش و کرنشهای دینامیکی وارد بر سطح مشترک بین استخوان و ایمپلنت در فازهای مختلف راه رفتن است. روشها: از یک مدل دو بعدی شامل استخوان ران و مفصل مصنوعی آن برای شبیه سازی عددی در نرم افزار ADINA به روش المان محدود استفاده شده است. مدول یانگ برای استخوان برابر ۱۲ و برای ایمپلنت از جنس فولاد ضدزنگ پزشکی برابر ۲۱۰ گیگاپاسکال فرض شده است. در سطح مشترک بین استخوان و ایمپلنت ضریب اصطکاک برابر ۲۲/۰ در نظر گرفته شده و مدل شرایط یک جراحی بدون سیمان استخوانی را شبیه سازی می کند. بار اعمالی به سر مفصل تعویض شده به صورت دینامیکی منطبق با سیکل راه رفتن طبیعی فردی با وزن ۷۵ کیلوگرم بوده است. یافته ها: نتایج نشان دادند اختلاف کرنش در سطح مشترک در انتهای ساقه ی ایمپلنت بیشینه است. این متغیر همچنین در لبه ی داخلی ۱۶ برابر بیشتر از لبه ی خارجی است. مقدار اختلاف کرنش در سطح مشترک به حدود ۶/۱ درصد و بیشینه ی تنش به حدود ۷/۵ مگاپاسکال رسیده است. نتیجه گیری: بیشترین مقدار اختلاف کرنش در پایین ترین منطقه ی ساقه ی ایمپلنت رخ داده که بیان کننده ی محل بروز احتمالی جدایش در شل شدگی ایمپلنت است. این اطلاعات می تواند در بکارگیری راهبردهای جراحی تعویض مفصل ران نیز و برای طراحیهای مکانیکی بهینه در مفصل مصنوعی مهم باشد.

Keywords:

تعویض کامل مفصل ران , شل شدگی پروتز , مدلسازی رایانه ای , تحلیل المان محدود , راه رفتن