مطالعه عددی ایمپلنت های متخلخل ارتوپدی جهت بررسی لقی

یکی از مشکلاتی که بیماران بعد از تعویض مفصل در پی گذر زمان با آن مواجه می شوند، لقی و عدم پایداری ایمپلنت است و در موارد حاد بیمار نیاز به جراحی مجدد دارد. علت عمده بروز این مشکل اختلاف بین مدول الاستیک ایمپلنت و استخوان است که موجب ایجاد پدیده سپر تنشی در ایمپلنت و در نتیجه کاهش جرم استخوان اطراف آن میشود. ساختارهای متخلخل و طراحی آن به صورت گرادیان تابعی دارای ویژگی های مشابه استخوان هستند. در این پژوهش، عملکرد ایمپلنت متخلخل ارتوپدی به کمک تحلیل اجزا محدود مورد مطالعه قرار گرفته است. ایمپلنت متخلخل بصورت همگن و گرادیانی با دو ساختار IWP و Gyroid از ساختارهای حداقل سطوح با تناوب سه گانه (TPMS) طراحی شده اند. در طراحی ساختار گرادیانی، چگالی نسبی در راستای محور استم ایمپلنت تغییر می کند. اثر سپر تنشی ایمپلنت با میزان انتقال تنش به استخوان اطراف آن و پایداری در سطح مشترک ایمپلنت و استخوان با بررسی میکروحرکت در سطح مشترک مورد ارزیابی قرار گرفته اند. نتایج نشان می دهند که ساختارهای TPMS با تخلخل بالا به دلیل دارا بودن میکروحرکت در محدوده قابل قبول، دارای پایداری در سطح مشترک بین ایمپلنت و استخوان هستند و میزان انتقال تنش به استخوان در ایمپلنت با ساختار IWP کمتر از ساختار Gyroid است. طراحی استم ایمپلنت های ارتوپدی به صورت گرادیان تابعی در کاهش سپر تنشی و پایداری در سطح مشترک بین ایمپلنت و استخوان تاثیر بسزایی دارد.

Keywords:

ایمپلنت متخلخل , ساختار حداقل سطوح با تناوب سه گانه (TPMS) , سپر تنشی , میکروحرکت , تحلیل اجزا محدود