9686

9686

تحليل المان محدود ستون فقرات گردني ايمپلنت¬گذاري¬شده با پروتز ديسك مصنوعي

كارشناسي ارشد

مهندسي پزشكي گرايش بيومكانيك

اسفند ماه 1390

اسفند ماه 1390

دكتر محمد حق¬پناهي- دكتر مهدي نويدبخش

چكيده اگر چه براي تأييد پروتزها لازم است كه تا سال¬ها پس از عمل جراحي، وضعيت بدن توسط پزشكان بررسي شود تا آن پروتز تأييدات نهايي را دريافت كند، اما به دليل طولاني بودن روند تأييدات كلينيكي، مدل¬هاي المان محدود به كمك تحقيقات كلينيكي آمده تا با بررسي¬هاي سريع¬تر و نسبتا قابل قبول بتوانند با مطالعه بر مشخصه¬هاي مكانيكي از جمله محدوده حركتي، مركز آني دوران، تنش¬هاي ايجاد شده در پروتز و بافت¬هاي مجاور و نيز در مراحل پيچيده¬تر تحليل با بررسي سايش¬هاي احتمالي در پروتزها از روند ايجاد و يا پيشرفت دژنراسيون در بافت-هاي مجاور محل جراحي¬شده آگاه شوند. در اين تحقيق، با بيان برخي اثرات و تغييرات بيومكانيكي ناشي از دژنراسيون در ديسك بين‌مهره‌اي، دو روش درمان آرتروپلاستي و فيوژن براي درمان ديسك دژنره‌شده به طور مبسوط بيان گرديده‌‌اند و اهداف و معيارهاي استفاده از هر دو درمان آورده شده است. در روش فيوژن براي حفظ پايداري ستون فقرات، دو مهره در عضو حركتي به هم جوش داده مي‌شوند و حركت از آن صلب مي‌گردد كه مي‌تواند منجر به افزايش احتمال دژنره‌شدن بافت‌هاي مجاور شود. در اين تحقيق با تكيه بر فوايد آرتروپلاستي كه باعث بهبود پايداري ستون فقرات ضمن حفظ حركت آن مي‌شود، از ديدگاه بيومكانيكي نيز به بررسي پارامترهاي مهم مكانيكي آرتروپلاستي ديسك پرداخته شده است. در اين پروژه با استفاده از عكس¬هاي CT گردن انسان، مدل المان محدود سه بعدي با ويژگي غيرخطي و هندسه دقيق از بخش تحتاني گردن شامل مهره¬هاي C4 تا C7 كه احتمال دژنره شدن ديسك در اين نواحي و به خصوص در ناحيه C5-C6 بيشتر مي¬باشد، تهيه شده است. در نهايت براي بررسي اثر آرتروپلاستي بر مدل حاضر، از ديسك مصنوعي برايان در مدل¬سازي استفاده شده است. مدل در دو وضعيت سالم و ايمپلنت¬دار براي رفتار ممان-دوران در بارگذاري¬هاي فلكشن، اكستنشن و خمش جانبي در محدوده فيزيولوژيكي مهره¬هاي گردني تحت ممان¬هاي 0.25، 0.5 و 1 نيوتن-متر، تحليل شده و نتايج بررسي و با مراجع مقايسه ‌گشته¬اند. همچنين سختي اعضاي حركتي براي بالاترين ممان در صفحات سجيتال و كرونال براي هر سه بارگذاري بررسي شده و با استفاده از ضرايب مناسب، پاسخ¬ها با مراجع مقايسه شده¬اند. مركز آني دوران نيز به عنوان يكي از فاكتورهاي مهم در طراحي براي ممان-دوران در صفحه سجيتال بررسي شده است. در اين پروژه همچنين، مقاومت هسته پروتز تحت بارگذاري¬هاي استاتيكي ذكر شده بر اساس تنش ون ميزز تحقيق شده است و قسمت¬هايي كه بيشتر در معرض خرابي قرار مي¬گيرند بررسي شده¬اند. واژه‌هاي كليدي: المان محدود، آرتروپلاستي ستون فقرات گردني، پروتز ديسك مصنوعي گردني، تحليل بيومكانيكي، محدوده حركتي