جلسه دفاع از پایان‌نامه: آقای علی کبیری کناری، گروه آموزشی طراحی کاربردی
 خلاصه خبر: بررسی عددی و تجربی بارگذاری ضربه ای روی پلاک های کامپوزیتی ارتوپدی
چکیده: شكستگي‌هاي استخوان یکی از عمومي‌ترين مشكلات ارتوپدي است به طوري كه آمار نشان می‌دهد در آمريكا سالانه 6 ميليون نفر نيازمند مراقبت‌هاي پزشكي در اين زمينه می‌باشند. استفاده از پلاك به عنوان تثبيت كننده استخوان‌ها در ناحيه شكستگي، مي‌تواند انجام حركات در مفاصل مجاور ناحيه شكسته شده را بلافاصله پس از عمل جراحي امكان پذير سازد. اين مسأله لزوم طراحي و بهينه سازي پلاك‌هاي مورد استفاده در درمان شكستگي را اجتناب ناپذير مي‌سازد.
در این پروژه علاوه بر طراحي،ساخت و مشخصه‌یابی خواص و رفتار مکانیکی پلاک‌های کامپوزیتی ساخته شده از پلی‌پروپیلن و شیشه، انجام تست‌های شبه استاتیکی و ضربه‌ای محوری روی استخوان شکسته تثبیت شده با پلاک نیز برای تعیین رفتار مكانيكي مطلوب در جهت تثبيت شكستگي استخوان در نواحي تحت بار مورد مطالعه قرار گرفته است. برای بررسی پاسخ بیومکانیک پلاک‌های ساخته شده، سفتی محوری، مکانیزم‌های شکست و کرنش و تنش بوجود آمده در پلاک، پیچ‌ها و استخوان در بارگذاری شبیه استاتیکی و همچنین پاسخ نیرو-زمان و تحلیل تنشی در اثر بارگذاری ضربه‌ای مورد بررسی قرار گرفت. نتایج تجربی نیز برای اعتبارسنجی روش المان محدود شبیه‌سازی شده با استفاده از نرم افزار انسیس مورد استفاده قرار گرفت به طوری که نتایج حاصل مدل‌های محاسباتی روندهای مشابه نتایج تجربی و مکان‌های توزیع تنش در سازه را نشان می‌دهد.
نتایج آزمایش‌های خواص مکانیکی نشان می‌دهد که مدول کششی پلاک‌های ساخته شده در محدود(1/3-20/2 گیگا پاسکال) و مدول خمشی آن‌ها نیز در محدوده (2/1-16/2 گیگا پاسکال) می‌باشد. با توجه به نتایج بارگذاری فشاری شبیه استاتیکی روی استخوان شکسته تثبیت شده با پلاک که تحمل بار 2 تا 3 برابری وزن بدن در این نوع پلاک‌ها را نشان می‌دهد، می‌توان نتیجه گرفت، مواد با خواص مکانیکی نزدیک‌تر به استخوان (پلی‌پروپیلن با الیاف شیشه بافته شده و پلی‌پروپیلن با الیاف بلند شیشه پیش آغشته) به دلیل سازگاری خوب و ویژگی‌های قابل توجهی که در تحلیل تنش و کرنش سازه نسبت به بار واقعی بالینی بارگذاری شده روی ساق پا در فعالیت‌های طبیعی روزانه دارد و علاوه بر این، می‌توانند به طور همزمان سفتی مکانیکی مشابه استخوان و کاهش "استرس شیلد" را در مقایسه با پلاک‌های استخوانی فلز فراهم سازند، می‌تواند یک نامزد بالقوه برای پلاک‌های ارتوپدی استخوان باشند. 11 اسفند 1397 / تعداد نمایش : 1444
|